Merge git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/bpf/bpf-next
[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
23 #include "disasm.h"
24
25 static const struct bpf_verifier_ops * const bpf_verifier_ops[] = {
26 #define BPF_PROG_TYPE(_id, _name, prog_ctx_type, kern_ctx_type) \
27         [_id] = & _name ## _verifier_ops,
28 #define BPF_MAP_TYPE(_id, _ops)
29 #include <linux/bpf_types.h>
30 #undef BPF_PROG_TYPE
31 #undef BPF_MAP_TYPE
32 };
33
34 /* bpf_check() is a static code analyzer that walks eBPF program
35  * instruction by instruction and updates register/stack state.
36  * All paths of conditional branches are analyzed until 'bpf_exit' insn.
37  *
38  * The first pass is depth-first-search to check that the program is a DAG.
39  * It rejects the following programs:
40  * - larger than BPF_MAXINSNS insns
41  * - if loop is present (detected via back-edge)
42  * - unreachable insns exist (shouldn't be a forest. program = one function)
43  * - out of bounds or malformed jumps
44  * The second pass is all possible path descent from the 1st insn.
45  * Since it's analyzing all pathes through the program, the length of the
46  * analysis is limited to 64k insn, which may be hit even if total number of
47  * insn is less then 4K, but there are too many branches that change stack/regs.
48  * Number of 'branches to be analyzed' is limited to 1k
49  *
50  * On entry to each instruction, each register has a type, and the instruction
51  * changes the types of the registers depending on instruction semantics.
52  * If instruction is BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, BPF_REG_5), then type of R5 is
53  * copied to R1.
54  *
55  * All registers are 64-bit.
56  * R0 - return register
57  * R1-R5 argument passing registers
58  * R6-R9 callee saved registers
59  * R10 - frame pointer read-only
60  *
61  * At the start of BPF program the register R1 contains a pointer to bpf_context
62  * and has type PTR_TO_CTX.
63  *
64  * Verifier tracks arithmetic operations on pointers in case:
65  *    BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, BPF_REG_10),
66  *    BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, BPF_REG_1, -20),
67  * 1st insn copies R10 (which has FRAME_PTR) type into R1
68  * and 2nd arithmetic instruction is pattern matched to recognize
69  * that it wants to construct a pointer to some element within stack.
70  * So after 2nd insn, the register R1 has type PTR_TO_STACK
71  * (and -20 constant is saved for further stack bounds checking).
72  * Meaning that this reg is a pointer to stack plus known immediate constant.
73  *
74  * Most of the time the registers have SCALAR_VALUE type, which
75  * means the register has some value, but it's not a valid pointer.
76  * (like pointer plus pointer becomes SCALAR_VALUE type)
77  *
78  * When verifier sees load or store instructions the type of base register
79  * can be: PTR_TO_MAP_VALUE, PTR_TO_CTX, PTR_TO_STACK, PTR_TO_SOCKET. These are
80  * four pointer types recognized by check_mem_access() function.
81  *
82  * PTR_TO_MAP_VALUE means that this register is pointing to 'map element value'
83  * and the range of [ptr, ptr + map's value_size) is accessible.
84  *
85  * registers used to pass values to function calls are checked against
86  * function argument constraints.
87  *
88  * ARG_PTR_TO_MAP_KEY is one of such argument constraints.
89  * It means that the register type passed to this function must be
90  * PTR_TO_STACK and it will be used inside the function as
91  * 'pointer to map element key'
92  *
93  * For example the argument constraints for bpf_map_lookup_elem():
94  *   .ret_type = RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL,
95  *   .arg1_type = ARG_CONST_MAP_PTR,
96  *   .arg2_type = ARG_PTR_TO_MAP_KEY,
97  *
98  * ret_type says that this function returns 'pointer to map elem value or null'
99  * function expects 1st argument to be a const pointer to 'struct bpf_map' and
100  * 2nd argument should be a pointer to stack, which will be used inside
101  * the helper function as a pointer to map element key.
102  *
103  * On the kernel side the helper function looks like:
104  * u64 bpf_map_lookup_elem(u64 r1, u64 r2, u64 r3, u64 r4, u64 r5)
105  * {
106  *    struct bpf_map *map = (struct bpf_map *) (unsigned long) r1;
107  *    void *key = (void *) (unsigned long) r2;
108  *    void *value;
109  *
110  *    here kernel can access 'key' and 'map' pointers safely, knowing that
111  *    [key, key + map->key_size) bytes are valid and were initialized on
112  *    the stack of eBPF program.
113  * }
114  *
115  * Corresponding eBPF program may look like:
116  *    BPF_MOV64_REG(BPF_REG_2, BPF_REG_10),  // after this insn R2 type is FRAME_PTR
117  *    BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, BPF_REG_2, -4), // after this insn R2 type is PTR_TO_STACK
118  *    BPF_LD_MAP_FD(BPF_REG_1, map_fd),      // after this insn R1 type is CONST_PTR_TO_MAP
119  *    BPF_RAW_INSN(BPF_JMP | BPF_CALL, 0, 0, 0, BPF_FUNC_map_lookup_elem),
120  * here verifier looks at prototype of map_lookup_elem() and sees:
121  * .arg1_type == ARG_CONST_MAP_PTR and R1->type == CONST_PTR_TO_MAP, which is ok,
122  * Now verifier knows that this map has key of R1->map_ptr->key_size bytes
123  *
124  * Then .arg2_type == ARG_PTR_TO_MAP_KEY and R2->type == PTR_TO_STACK, ok so far,
125  * Now verifier checks that [R2, R2 + map's key_size) are within stack limits
126  * and were initialized prior to this call.
127  * If it's ok, then verifier allows this BPF_CALL insn and looks at
128  * .ret_type which is RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL, so it sets
129  * R0->type = PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL which means bpf_map_lookup_elem() function
130  * returns ether pointer to map value or NULL.
131  *
132  * When type PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL passes through 'if (reg != 0) goto +off'
133  * insn, the register holding that pointer in the true branch changes state to
134  * PTR_TO_MAP_VALUE and the same register changes state to CONST_IMM in the false
135  * branch. See check_cond_jmp_op().
136  *
137  * After the call R0 is set to return type of the function and registers R1-R5
138  * are set to NOT_INIT to indicate that they are no longer readable.
139  *
140  * The following reference types represent a potential reference to a kernel
141  * resource which, after first being allocated, must be checked and freed by
142  * the BPF program:
143  * - PTR_TO_SOCKET_OR_NULL, PTR_TO_SOCKET
144  *
145  * When the verifier sees a helper call return a reference type, it allocates a
146  * pointer id for the reference and stores it in the current function state.
147  * Similar to the way that PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL is converted into
148  * PTR_TO_MAP_VALUE, PTR_TO_SOCKET_OR_NULL becomes PTR_TO_SOCKET when the type
149  * passes through a NULL-check conditional. For the branch wherein the state is
150  * changed to CONST_IMM, the verifier releases the reference.
151  *
152  * For each helper function that allocates a reference, such as
153  * bpf_sk_lookup_tcp(), there is a corresponding release function, such as
154  * bpf_sk_release(). When a reference type passes into the release function,
155  * the verifier also releases the reference. If any unchecked or unreleased
156  * reference remains at the end of the program, the verifier rejects it.
157  */
158
159 /* verifier_state + insn_idx are pushed to stack when branch is encountered */
160 struct bpf_verifier_stack_elem {
161         /* verifer state is 'st'
162          * before processing instruction 'insn_idx'
163          * and after processing instruction 'prev_insn_idx'
164          */
165         struct bpf_verifier_state st;
166         int insn_idx;
167         int prev_insn_idx;
168         struct bpf_verifier_stack_elem *next;
169 };
170
171 #define BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ    8192
172 #define BPF_COMPLEXITY_LIMIT_STATES     64
173
174 #define BPF_MAP_KEY_POISON      (1ULL << 63)
175 #define BPF_MAP_KEY_SEEN        (1ULL << 62)
176
177 #define BPF_MAP_PTR_UNPRIV      1UL
178 #define BPF_MAP_PTR_POISON      ((void *)((0xeB9FUL << 1) +     \
179                                           POISON_POINTER_DELTA))
180 #define BPF_MAP_PTR(X)          ((struct bpf_map *)((X) & ~BPF_MAP_PTR_UNPRIV))
181
182 static bool bpf_map_ptr_poisoned(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
183 {
184         return BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state) == BPF_MAP_PTR_POISON;
185 }
186
187 static bool bpf_map_ptr_unpriv(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
188 {
189         return aux->map_ptr_state & BPF_MAP_PTR_UNPRIV;
190 }
191
192 static void bpf_map_ptr_store(struct bpf_insn_aux_data *aux,
193                               const struct bpf_map *map, bool unpriv)
194 {
195         BUILD_BUG_ON((unsigned long)BPF_MAP_PTR_POISON & BPF_MAP_PTR_UNPRIV);
196         unpriv |= bpf_map_ptr_unpriv(aux);
197         aux->map_ptr_state = (unsigned long)map |
198                              (unpriv ? BPF_MAP_PTR_UNPRIV : 0UL);
199 }
200
201 static bool bpf_map_key_poisoned(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
202 {
203         return aux->map_key_state & BPF_MAP_KEY_POISON;
204 }
205
206 static bool bpf_map_key_unseen(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
207 {
208         return !(aux->map_key_state & BPF_MAP_KEY_SEEN);
209 }
210
211 static u64 bpf_map_key_immediate(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
212 {
213         return aux->map_key_state & ~(BPF_MAP_KEY_SEEN | BPF_MAP_KEY_POISON);
214 }
215
216 static void bpf_map_key_store(struct bpf_insn_aux_data *aux, u64 state)
217 {
218         bool poisoned = bpf_map_key_poisoned(aux);
219
220         aux->map_key_state = state | BPF_MAP_KEY_SEEN |
221                              (poisoned ? BPF_MAP_KEY_POISON : 0ULL);
222 }
223
224 struct bpf_call_arg_meta {
225         struct bpf_map *map_ptr;
226         bool raw_mode;
227         bool pkt_access;
228         int regno;
229         int access_size;
230         s64 msize_smax_value;
231         u64 msize_umax_value;
232         int ref_obj_id;
233         int func_id;
234         u32 btf_id;
235 };
236
237 struct btf *btf_vmlinux;
238
239 static DEFINE_MUTEX(bpf_verifier_lock);
240
241 static const struct bpf_line_info *
242 find_linfo(const struct bpf_verifier_env *env, u32 insn_off)
243 {
244         const struct bpf_line_info *linfo;
245         const struct bpf_prog *prog;
246         u32 i, nr_linfo;
247
248         prog = env->prog;
249         nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
250
251         if (!nr_linfo || insn_off >= prog->len)
252                 return NULL;
253
254         linfo = prog->aux->linfo;
255         for (i = 1; i < nr_linfo; i++)
256                 if (insn_off < linfo[i].insn_off)
257                         break;
258
259         return &linfo[i - 1];
260 }
261
262 void bpf_verifier_vlog(struct bpf_verifier_log *log, const char *fmt,
263                        va_list args)
264 {
265         unsigned int n;
266
267         n = vscnprintf(log->kbuf, BPF_VERIFIER_TMP_LOG_SIZE, fmt, args);
268
269         WARN_ONCE(n >= BPF_VERIFIER_TMP_LOG_SIZE - 1,
270                   "verifier log line truncated - local buffer too short\n");
271
272         n = min(log->len_total - log->len_used - 1, n);
273         log->kbuf[n] = '\0';
274
275         if (log->level == BPF_LOG_KERNEL) {
276                 pr_err("BPF:%s\n", log->kbuf);
277                 return;
278         }
279         if (!copy_to_user(log->ubuf + log->len_used, log->kbuf, n + 1))
280                 log->len_used += n;
281         else
282                 log->ubuf = NULL;
283 }
284
285 /* log_level controls verbosity level of eBPF verifier.
286  * bpf_verifier_log_write() is used to dump the verification trace to the log,
287  * so the user can figure out what's wrong with the program
288  */
289 __printf(2, 3) void bpf_verifier_log_write(struct bpf_verifier_env *env,
290                                            const char *fmt, ...)
291 {
292         va_list args;
293
294         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
295                 return;
296
297         va_start(args, fmt);
298         bpf_verifier_vlog(&env->log, fmt, args);
299         va_end(args);
300 }
301 EXPORT_SYMBOL_GPL(bpf_verifier_log_write);
302
303 __printf(2, 3) static void verbose(void *private_data, const char *fmt, ...)
304 {
305         struct bpf_verifier_env *env = private_data;
306         va_list args;
307
308         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
309                 return;
310
311         va_start(args, fmt);
312         bpf_verifier_vlog(&env->log, fmt, args);
313         va_end(args);
314 }
315
316 __printf(2, 3) void bpf_log(struct bpf_verifier_log *log,
317                             const char *fmt, ...)
318 {
319         va_list args;
320
321         if (!bpf_verifier_log_needed(log))
322                 return;
323
324         va_start(args, fmt);
325         bpf_verifier_vlog(log, fmt, args);
326         va_end(args);
327 }
328
329 static const char *ltrim(const char *s)
330 {
331         while (isspace(*s))
332                 s++;
333
334         return s;
335 }
336
337 __printf(3, 4) static void verbose_linfo(struct bpf_verifier_env *env,
338                                          u32 insn_off,
339                                          const char *prefix_fmt, ...)
340 {
341         const struct bpf_line_info *linfo;
342
343         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
344                 return;
345
346         linfo = find_linfo(env, insn_off);
347         if (!linfo || linfo == env->prev_linfo)
348                 return;
349
350         if (prefix_fmt) {
351                 va_list args;
352
353                 va_start(args, prefix_fmt);
354                 bpf_verifier_vlog(&env->log, prefix_fmt, args);
355                 va_end(args);
356         }
357
358         verbose(env, "%s\n",
359                 ltrim(btf_name_by_offset(env->prog->aux->btf,
360                                          linfo->line_off)));
361
362         env->prev_linfo = linfo;
363 }
364
365 static bool type_is_pkt_pointer(enum bpf_reg_type type)
366 {
367         return type == PTR_TO_PACKET ||
368                type == PTR_TO_PACKET_META;
369 }
370
371 static bool type_is_sk_pointer(enum bpf_reg_type type)
372 {
373         return type == PTR_TO_SOCKET ||
374                 type == PTR_TO_SOCK_COMMON ||
375                 type == PTR_TO_TCP_SOCK ||
376                 type == PTR_TO_XDP_SOCK;
377 }
378
379 static bool reg_type_may_be_null(enum bpf_reg_type type)
380 {
381         return type == PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL ||
382                type == PTR_TO_SOCKET_OR_NULL ||
383                type == PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL ||
384                type == PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL;
385 }
386
387 static bool reg_may_point_to_spin_lock(const struct bpf_reg_state *reg)
388 {
389         return reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE &&
390                 map_value_has_spin_lock(reg->map_ptr);
391 }
392
393 static bool reg_type_may_be_refcounted_or_null(enum bpf_reg_type type)
394 {
395         return type == PTR_TO_SOCKET ||
396                 type == PTR_TO_SOCKET_OR_NULL ||
397                 type == PTR_TO_TCP_SOCK ||
398                 type == PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL;
399 }
400
401 static bool arg_type_may_be_refcounted(enum bpf_arg_type type)
402 {
403         return type == ARG_PTR_TO_SOCK_COMMON;
404 }
405
406 /* Determine whether the function releases some resources allocated by another
407  * function call. The first reference type argument will be assumed to be
408  * released by release_reference().
409  */
410 static bool is_release_function(enum bpf_func_id func_id)
411 {
412         return func_id == BPF_FUNC_sk_release;
413 }
414
415 static bool is_acquire_function(enum bpf_func_id func_id)
416 {
417         return func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_tcp ||
418                 func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_udp ||
419                 func_id == BPF_FUNC_skc_lookup_tcp;
420 }
421
422 static bool is_ptr_cast_function(enum bpf_func_id func_id)
423 {
424         return func_id == BPF_FUNC_tcp_sock ||
425                 func_id == BPF_FUNC_sk_fullsock;
426 }
427
428 /* string representation of 'enum bpf_reg_type' */
429 static const char * const reg_type_str[] = {
430         [NOT_INIT]              = "?",
431         [SCALAR_VALUE]          = "inv",
432         [PTR_TO_CTX]            = "ctx",
433         [CONST_PTR_TO_MAP]      = "map_ptr",
434         [PTR_TO_MAP_VALUE]      = "map_value",
435         [PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL] = "map_value_or_null",
436         [PTR_TO_STACK]          = "fp",
437         [PTR_TO_PACKET]         = "pkt",
438         [PTR_TO_PACKET_META]    = "pkt_meta",
439         [PTR_TO_PACKET_END]     = "pkt_end",
440         [PTR_TO_FLOW_KEYS]      = "flow_keys",
441         [PTR_TO_SOCKET]         = "sock",
442         [PTR_TO_SOCKET_OR_NULL] = "sock_or_null",
443         [PTR_TO_SOCK_COMMON]    = "sock_common",
444         [PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL] = "sock_common_or_null",
445         [PTR_TO_TCP_SOCK]       = "tcp_sock",
446         [PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL] = "tcp_sock_or_null",
447         [PTR_TO_TP_BUFFER]      = "tp_buffer",
448         [PTR_TO_XDP_SOCK]       = "xdp_sock",
449         [PTR_TO_BTF_ID]         = "ptr_",
450 };
451
452 static char slot_type_char[] = {
453         [STACK_INVALID] = '?',
454         [STACK_SPILL]   = 'r',
455         [STACK_MISC]    = 'm',
456         [STACK_ZERO]    = '0',
457 };
458
459 static void print_liveness(struct bpf_verifier_env *env,
460                            enum bpf_reg_liveness live)
461 {
462         if (live & (REG_LIVE_READ | REG_LIVE_WRITTEN | REG_LIVE_DONE))
463             verbose(env, "_");
464         if (live & REG_LIVE_READ)
465                 verbose(env, "r");
466         if (live & REG_LIVE_WRITTEN)
467                 verbose(env, "w");
468         if (live & REG_LIVE_DONE)
469                 verbose(env, "D");
470 }
471
472 static struct bpf_func_state *func(struct bpf_verifier_env *env,
473                                    const struct bpf_reg_state *reg)
474 {
475         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
476
477         return cur->frame[reg->frameno];
478 }
479
480 const char *kernel_type_name(u32 id)
481 {
482         return btf_name_by_offset(btf_vmlinux,
483                                   btf_type_by_id(btf_vmlinux, id)->name_off);
484 }
485
486 static void print_verifier_state(struct bpf_verifier_env *env,
487                                  const struct bpf_func_state *state)
488 {
489         const struct bpf_reg_state *reg;
490         enum bpf_reg_type t;
491         int i;
492
493         if (state->frameno)
494                 verbose(env, " frame%d:", state->frameno);
495         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
496                 reg = &state->regs[i];
497                 t = reg->type;
498                 if (t == NOT_INIT)
499                         continue;
500                 verbose(env, " R%d", i);
501                 print_liveness(env, reg->live);
502                 verbose(env, "=%s", reg_type_str[t]);
503                 if (t == SCALAR_VALUE && reg->precise)
504                         verbose(env, "P");
505                 if ((t == SCALAR_VALUE || t == PTR_TO_STACK) &&
506                     tnum_is_const(reg->var_off)) {
507                         /* reg->off should be 0 for SCALAR_VALUE */
508                         verbose(env, "%lld", reg->var_off.value + reg->off);
509                 } else {
510                         if (t == PTR_TO_BTF_ID)
511                                 verbose(env, "%s", kernel_type_name(reg->btf_id));
512                         verbose(env, "(id=%d", reg->id);
513                         if (reg_type_may_be_refcounted_or_null(t))
514                                 verbose(env, ",ref_obj_id=%d", reg->ref_obj_id);
515                         if (t != SCALAR_VALUE)
516                                 verbose(env, ",off=%d", reg->off);
517                         if (type_is_pkt_pointer(t))
518                                 verbose(env, ",r=%d", reg->range);
519                         else if (t == CONST_PTR_TO_MAP ||
520                                  t == PTR_TO_MAP_VALUE ||
521                                  t == PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL)
522                                 verbose(env, ",ks=%d,vs=%d",
523                                         reg->map_ptr->key_size,
524                                         reg->map_ptr->value_size);
525                         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
526                                 /* Typically an immediate SCALAR_VALUE, but
527                                  * could be a pointer whose offset is too big
528                                  * for reg->off
529                                  */
530                                 verbose(env, ",imm=%llx", reg->var_off.value);
531                         } else {
532                                 if (reg->smin_value != reg->umin_value &&
533                                     reg->smin_value != S64_MIN)
534                                         verbose(env, ",smin_value=%lld",
535                                                 (long long)reg->smin_value);
536                                 if (reg->smax_value != reg->umax_value &&
537                                     reg->smax_value != S64_MAX)
538                                         verbose(env, ",smax_value=%lld",
539                                                 (long long)reg->smax_value);
540                                 if (reg->umin_value != 0)
541                                         verbose(env, ",umin_value=%llu",
542                                                 (unsigned long long)reg->umin_value);
543                                 if (reg->umax_value != U64_MAX)
544                                         verbose(env, ",umax_value=%llu",
545                                                 (unsigned long long)reg->umax_value);
546                                 if (!tnum_is_unknown(reg->var_off)) {
547                                         char tn_buf[48];
548
549                                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
550                                         verbose(env, ",var_off=%s", tn_buf);
551                                 }
552                         }
553                         verbose(env, ")");
554                 }
555         }
556         for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
557                 char types_buf[BPF_REG_SIZE + 1];
558                 bool valid = false;
559                 int j;
560
561                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++) {
562                         if (state->stack[i].slot_type[j] != STACK_INVALID)
563                                 valid = true;
564                         types_buf[j] = slot_type_char[
565                                         state->stack[i].slot_type[j]];
566                 }
567                 types_buf[BPF_REG_SIZE] = 0;
568                 if (!valid)
569                         continue;
570                 verbose(env, " fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
571                 print_liveness(env, state->stack[i].spilled_ptr.live);
572                 if (state->stack[i].slot_type[0] == STACK_SPILL) {
573                         reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
574                         t = reg->type;
575                         verbose(env, "=%s", reg_type_str[t]);
576                         if (t == SCALAR_VALUE && reg->precise)
577                                 verbose(env, "P");
578                         if (t == SCALAR_VALUE && tnum_is_const(reg->var_off))
579                                 verbose(env, "%lld", reg->var_off.value + reg->off);
580                 } else {
581                         verbose(env, "=%s", types_buf);
582                 }
583         }
584         if (state->acquired_refs && state->refs[0].id) {
585                 verbose(env, " refs=%d", state->refs[0].id);
586                 for (i = 1; i < state->acquired_refs; i++)
587                         if (state->refs[i].id)
588                                 verbose(env, ",%d", state->refs[i].id);
589         }
590         verbose(env, "\n");
591 }
592
593 #define COPY_STATE_FN(NAME, COUNT, FIELD, SIZE)                         \
594 static int copy_##NAME##_state(struct bpf_func_state *dst,              \
595                                const struct bpf_func_state *src)        \
596 {                                                                       \
597         if (!src->FIELD)                                                \
598                 return 0;                                               \
599         if (WARN_ON_ONCE(dst->COUNT < src->COUNT)) {                    \
600                 /* internal bug, make state invalid to reject the program */ \
601                 memset(dst, 0, sizeof(*dst));                           \
602                 return -EFAULT;                                         \
603         }                                                               \
604         memcpy(dst->FIELD, src->FIELD,                                  \
605                sizeof(*src->FIELD) * (src->COUNT / SIZE));              \
606         return 0;                                                       \
607 }
608 /* copy_reference_state() */
609 COPY_STATE_FN(reference, acquired_refs, refs, 1)
610 /* copy_stack_state() */
611 COPY_STATE_FN(stack, allocated_stack, stack, BPF_REG_SIZE)
612 #undef COPY_STATE_FN
613
614 #define REALLOC_STATE_FN(NAME, COUNT, FIELD, SIZE)                      \
615 static int realloc_##NAME##_state(struct bpf_func_state *state, int size, \
616                                   bool copy_old)                        \
617 {                                                                       \
618         u32 old_size = state->COUNT;                                    \
619         struct bpf_##NAME##_state *new_##FIELD;                         \
620         int slot = size / SIZE;                                         \
621                                                                         \
622         if (size <= old_size || !size) {                                \
623                 if (copy_old)                                           \
624                         return 0;                                       \
625                 state->COUNT = slot * SIZE;                             \
626                 if (!size && old_size) {                                \
627                         kfree(state->FIELD);                            \
628                         state->FIELD = NULL;                            \
629                 }                                                       \
630                 return 0;                                               \
631         }                                                               \
632         new_##FIELD = kmalloc_array(slot, sizeof(struct bpf_##NAME##_state), \
633                                     GFP_KERNEL);                        \
634         if (!new_##FIELD)                                               \
635                 return -ENOMEM;                                         \
636         if (copy_old) {                                                 \
637                 if (state->FIELD)                                       \
638                         memcpy(new_##FIELD, state->FIELD,               \
639                                sizeof(*new_##FIELD) * (old_size / SIZE)); \
640                 memset(new_##FIELD + old_size / SIZE, 0,                \
641                        sizeof(*new_##FIELD) * (size - old_size) / SIZE); \
642         }                                                               \
643         state->COUNT = slot * SIZE;                                     \
644         kfree(state->FIELD);                                            \
645         state->FIELD = new_##FIELD;                                     \
646         return 0;                                                       \
647 }
648 /* realloc_reference_state() */
649 REALLOC_STATE_FN(reference, acquired_refs, refs, 1)
650 /* realloc_stack_state() */
651 REALLOC_STATE_FN(stack, allocated_stack, stack, BPF_REG_SIZE)
652 #undef REALLOC_STATE_FN
653
654 /* do_check() starts with zero-sized stack in struct bpf_verifier_state to
655  * make it consume minimal amount of memory. check_stack_write() access from
656  * the program calls into realloc_func_state() to grow the stack size.
657  * Note there is a non-zero 'parent' pointer inside bpf_verifier_state
658  * which realloc_stack_state() copies over. It points to previous
659  * bpf_verifier_state which is never reallocated.
660  */
661 static int realloc_func_state(struct bpf_func_state *state, int stack_size,
662                               int refs_size, bool copy_old)
663 {
664         int err = realloc_reference_state(state, refs_size, copy_old);
665         if (err)
666                 return err;
667         return realloc_stack_state(state, stack_size, copy_old);
668 }
669
670 /* Acquire a pointer id from the env and update the state->refs to include
671  * this new pointer reference.
672  * On success, returns a valid pointer id to associate with the register
673  * On failure, returns a negative errno.
674  */
675 static int acquire_reference_state(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
676 {
677         struct bpf_func_state *state = cur_func(env);
678         int new_ofs = state->acquired_refs;
679         int id, err;
680
681         err = realloc_reference_state(state, state->acquired_refs + 1, true);
682         if (err)
683                 return err;
684         id = ++env->id_gen;
685         state->refs[new_ofs].id = id;
686         state->refs[new_ofs].insn_idx = insn_idx;
687
688         return id;
689 }
690
691 /* release function corresponding to acquire_reference_state(). Idempotent. */
692 static int release_reference_state(struct bpf_func_state *state, int ptr_id)
693 {
694         int i, last_idx;
695
696         last_idx = state->acquired_refs - 1;
697         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
698                 if (state->refs[i].id == ptr_id) {
699                         if (last_idx && i != last_idx)
700                                 memcpy(&state->refs[i], &state->refs[last_idx],
701                                        sizeof(*state->refs));
702                         memset(&state->refs[last_idx], 0, sizeof(*state->refs));
703                         state->acquired_refs--;
704                         return 0;
705                 }
706         }
707         return -EINVAL;
708 }
709
710 static int transfer_reference_state(struct bpf_func_state *dst,
711                                     struct bpf_func_state *src)
712 {
713         int err = realloc_reference_state(dst, src->acquired_refs, false);
714         if (err)
715                 return err;
716         err = copy_reference_state(dst, src);
717         if (err)
718                 return err;
719         return 0;
720 }
721
722 static void free_func_state(struct bpf_func_state *state)
723 {
724         if (!state)
725                 return;
726         kfree(state->refs);
727         kfree(state->stack);
728         kfree(state);
729 }
730
731 static void clear_jmp_history(struct bpf_verifier_state *state)
732 {
733         kfree(state->jmp_history);
734         state->jmp_history = NULL;
735         state->jmp_history_cnt = 0;
736 }
737
738 static void free_verifier_state(struct bpf_verifier_state *state,
739                                 bool free_self)
740 {
741         int i;
742
743         for (i = 0; i <= state->curframe; i++) {
744                 free_func_state(state->frame[i]);
745                 state->frame[i] = NULL;
746         }
747         clear_jmp_history(state);
748         if (free_self)
749                 kfree(state);
750 }
751
752 /* copy verifier state from src to dst growing dst stack space
753  * when necessary to accommodate larger src stack
754  */
755 static int copy_func_state(struct bpf_func_state *dst,
756                            const struct bpf_func_state *src)
757 {
758         int err;
759
760         err = realloc_func_state(dst, src->allocated_stack, src->acquired_refs,
761                                  false);
762         if (err)
763                 return err;
764         memcpy(dst, src, offsetof(struct bpf_func_state, acquired_refs));
765         err = copy_reference_state(dst, src);
766         if (err)
767                 return err;
768         return copy_stack_state(dst, src);
769 }
770
771 static int copy_verifier_state(struct bpf_verifier_state *dst_state,
772                                const struct bpf_verifier_state *src)
773 {
774         struct bpf_func_state *dst;
775         u32 jmp_sz = sizeof(struct bpf_idx_pair) * src->jmp_history_cnt;
776         int i, err;
777
778         if (dst_state->jmp_history_cnt < src->jmp_history_cnt) {
779                 kfree(dst_state->jmp_history);
780                 dst_state->jmp_history = kmalloc(jmp_sz, GFP_USER);
781                 if (!dst_state->jmp_history)
782                         return -ENOMEM;
783         }
784         memcpy(dst_state->jmp_history, src->jmp_history, jmp_sz);
785         dst_state->jmp_history_cnt = src->jmp_history_cnt;
786
787         /* if dst has more stack frames then src frame, free them */
788         for (i = src->curframe + 1; i <= dst_state->curframe; i++) {
789                 free_func_state(dst_state->frame[i]);
790                 dst_state->frame[i] = NULL;
791         }
792         dst_state->speculative = src->speculative;
793         dst_state->curframe = src->curframe;
794         dst_state->active_spin_lock = src->active_spin_lock;
795         dst_state->branches = src->branches;
796         dst_state->parent = src->parent;
797         dst_state->first_insn_idx = src->first_insn_idx;
798         dst_state->last_insn_idx = src->last_insn_idx;
799         for (i = 0; i <= src->curframe; i++) {
800                 dst = dst_state->frame[i];
801                 if (!dst) {
802                         dst = kzalloc(sizeof(*dst), GFP_KERNEL);
803                         if (!dst)
804                                 return -ENOMEM;
805                         dst_state->frame[i] = dst;
806                 }
807                 err = copy_func_state(dst, src->frame[i]);
808                 if (err)
809                         return err;
810         }
811         return 0;
812 }
813
814 static void update_branch_counts(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_verifier_state *st)
815 {
816         while (st) {
817                 u32 br = --st->branches;
818
819                 /* WARN_ON(br > 1) technically makes sense here,
820                  * but see comment in push_stack(), hence:
821                  */
822                 WARN_ONCE((int)br < 0,
823                           "BUG update_branch_counts:branches_to_explore=%d\n",
824                           br);
825                 if (br)
826                         break;
827                 st = st->parent;
828         }
829 }
830
831 static int pop_stack(struct bpf_verifier_env *env, int *prev_insn_idx,
832                      int *insn_idx)
833 {
834         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
835         struct bpf_verifier_stack_elem *elem, *head = env->head;
836         int err;
837
838         if (env->head == NULL)
839                 return -ENOENT;
840
841         if (cur) {
842                 err = copy_verifier_state(cur, &head->st);
843                 if (err)
844                         return err;
845         }
846         if (insn_idx)
847                 *insn_idx = head->insn_idx;
848         if (prev_insn_idx)
849                 *prev_insn_idx = head->prev_insn_idx;
850         elem = head->next;
851         free_verifier_state(&head->st, false);
852         kfree(head);
853         env->head = elem;
854         env->stack_size--;
855         return 0;
856 }
857
858 static struct bpf_verifier_state *push_stack(struct bpf_verifier_env *env,
859                                              int insn_idx, int prev_insn_idx,
860                                              bool speculative)
861 {
862         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
863         struct bpf_verifier_stack_elem *elem;
864         int err;
865
866         elem = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_stack_elem), GFP_KERNEL);
867         if (!elem)
868                 goto err;
869
870         elem->insn_idx = insn_idx;
871         elem->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
872         elem->next = env->head;
873         env->head = elem;
874         env->stack_size++;
875         err = copy_verifier_state(&elem->st, cur);
876         if (err)
877                 goto err;
878         elem->st.speculative |= speculative;
879         if (env->stack_size > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ) {
880                 verbose(env, "The sequence of %d jumps is too complex.\n",
881                         env->stack_size);
882                 goto err;
883         }
884         if (elem->st.parent) {
885                 ++elem->st.parent->branches;
886                 /* WARN_ON(branches > 2) technically makes sense here,
887                  * but
888                  * 1. speculative states will bump 'branches' for non-branch
889                  * instructions
890                  * 2. is_state_visited() heuristics may decide not to create
891                  * a new state for a sequence of branches and all such current
892                  * and cloned states will be pointing to a single parent state
893                  * which might have large 'branches' count.
894                  */
895         }
896         return &elem->st;
897 err:
898         free_verifier_state(env->cur_state, true);
899         env->cur_state = NULL;
900         /* pop all elements and return */
901         while (!pop_stack(env, NULL, NULL));
902         return NULL;
903 }
904
905 #define CALLER_SAVED_REGS 6
906 static const int caller_saved[CALLER_SAVED_REGS] = {
907         BPF_REG_0, BPF_REG_1, BPF_REG_2, BPF_REG_3, BPF_REG_4, BPF_REG_5
908 };
909
910 static void __mark_reg_not_init(const struct bpf_verifier_env *env,
911                                 struct bpf_reg_state *reg);
912
913 /* Mark the unknown part of a register (variable offset or scalar value) as
914  * known to have the value @imm.
915  */
916 static void __mark_reg_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
917 {
918         /* Clear id, off, and union(map_ptr, range) */
919         memset(((u8 *)reg) + sizeof(reg->type), 0,
920                offsetof(struct bpf_reg_state, var_off) - sizeof(reg->type));
921         reg->var_off = tnum_const(imm);
922         reg->smin_value = (s64)imm;
923         reg->smax_value = (s64)imm;
924         reg->umin_value = imm;
925         reg->umax_value = imm;
926 }
927
928 /* Mark the 'variable offset' part of a register as zero.  This should be
929  * used only on registers holding a pointer type.
930  */
931 static void __mark_reg_known_zero(struct bpf_reg_state *reg)
932 {
933         __mark_reg_known(reg, 0);
934 }
935
936 static void __mark_reg_const_zero(struct bpf_reg_state *reg)
937 {
938         __mark_reg_known(reg, 0);
939         reg->type = SCALAR_VALUE;
940 }
941
942 static void mark_reg_known_zero(struct bpf_verifier_env *env,
943                                 struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
944 {
945         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
946                 verbose(env, "mark_reg_known_zero(regs, %u)\n", regno);
947                 /* Something bad happened, let's kill all regs */
948                 for (regno = 0; regno < MAX_BPF_REG; regno++)
949                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
950                 return;
951         }
952         __mark_reg_known_zero(regs + regno);
953 }
954
955 static bool reg_is_pkt_pointer(const struct bpf_reg_state *reg)
956 {
957         return type_is_pkt_pointer(reg->type);
958 }
959
960 static bool reg_is_pkt_pointer_any(const struct bpf_reg_state *reg)
961 {
962         return reg_is_pkt_pointer(reg) ||
963                reg->type == PTR_TO_PACKET_END;
964 }
965
966 /* Unmodified PTR_TO_PACKET[_META,_END] register from ctx access. */
967 static bool reg_is_init_pkt_pointer(const struct bpf_reg_state *reg,
968                                     enum bpf_reg_type which)
969 {
970         /* The register can already have a range from prior markings.
971          * This is fine as long as it hasn't been advanced from its
972          * origin.
973          */
974         return reg->type == which &&
975                reg->id == 0 &&
976                reg->off == 0 &&
977                tnum_equals_const(reg->var_off, 0);
978 }
979
980 /* Attempts to improve min/max values based on var_off information */
981 static void __update_reg_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
982 {
983         /* min signed is max(sign bit) | min(other bits) */
984         reg->smin_value = max_t(s64, reg->smin_value,
985                                 reg->var_off.value | (reg->var_off.mask & S64_MIN));
986         /* max signed is min(sign bit) | max(other bits) */
987         reg->smax_value = min_t(s64, reg->smax_value,
988                                 reg->var_off.value | (reg->var_off.mask & S64_MAX));
989         reg->umin_value = max(reg->umin_value, reg->var_off.value);
990         reg->umax_value = min(reg->umax_value,
991                               reg->var_off.value | reg->var_off.mask);
992 }
993
994 /* Uses signed min/max values to inform unsigned, and vice-versa */
995 static void __reg_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
996 {
997         /* Learn sign from signed bounds.
998          * If we cannot cross the sign boundary, then signed and unsigned bounds
999          * are the same, so combine.  This works even in the negative case, e.g.
1000          * -3 s<= x s<= -1 implies 0xf...fd u<= x u<= 0xf...ff.
1001          */
1002         if (reg->smin_value >= 0 || reg->smax_value < 0) {
1003                 reg->smin_value = reg->umin_value = max_t(u64, reg->smin_value,
1004                                                           reg->umin_value);
1005                 reg->smax_value = reg->umax_value = min_t(u64, reg->smax_value,
1006                                                           reg->umax_value);
1007                 return;
1008         }
1009         /* Learn sign from unsigned bounds.  Signed bounds cross the sign
1010          * boundary, so we must be careful.
1011          */
1012         if ((s64)reg->umax_value >= 0) {
1013                 /* Positive.  We can't learn anything from the smin, but smax
1014                  * is positive, hence safe.
1015                  */
1016                 reg->smin_value = reg->umin_value;
1017                 reg->smax_value = reg->umax_value = min_t(u64, reg->smax_value,
1018                                                           reg->umax_value);
1019         } else if ((s64)reg->umin_value < 0) {
1020                 /* Negative.  We can't learn anything from the smax, but smin
1021                  * is negative, hence safe.
1022                  */
1023                 reg->smin_value = reg->umin_value = max_t(u64, reg->smin_value,
1024                                                           reg->umin_value);
1025                 reg->smax_value = reg->umax_value;
1026         }
1027 }
1028
1029 /* Attempts to improve var_off based on unsigned min/max information */
1030 static void __reg_bound_offset(struct bpf_reg_state *reg)
1031 {
1032         reg->var_off = tnum_intersect(reg->var_off,
1033                                       tnum_range(reg->umin_value,
1034                                                  reg->umax_value));
1035 }
1036
1037 static void __reg_bound_offset32(struct bpf_reg_state *reg)
1038 {
1039         u64 mask = 0xffffFFFF;
1040         struct tnum range = tnum_range(reg->umin_value & mask,
1041                                        reg->umax_value & mask);
1042         struct tnum lo32 = tnum_cast(reg->var_off, 4);
1043         struct tnum hi32 = tnum_lshift(tnum_rshift(reg->var_off, 32), 32);
1044
1045         reg->var_off = tnum_or(hi32, tnum_intersect(lo32, range));
1046 }
1047
1048 /* Reset the min/max bounds of a register */
1049 static void __mark_reg_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
1050 {
1051         reg->smin_value = S64_MIN;
1052         reg->smax_value = S64_MAX;
1053         reg->umin_value = 0;
1054         reg->umax_value = U64_MAX;
1055 }
1056
1057 /* Mark a register as having a completely unknown (scalar) value. */
1058 static void __mark_reg_unknown(const struct bpf_verifier_env *env,
1059                                struct bpf_reg_state *reg)
1060 {
1061         /*
1062          * Clear type, id, off, and union(map_ptr, range) and
1063          * padding between 'type' and union
1064          */
1065         memset(reg, 0, offsetof(struct bpf_reg_state, var_off));
1066         reg->type = SCALAR_VALUE;
1067         reg->var_off = tnum_unknown;
1068         reg->frameno = 0;
1069         reg->precise = env->subprog_cnt > 1 || !env->allow_ptr_leaks ?
1070                        true : false;
1071         __mark_reg_unbounded(reg);
1072 }
1073
1074 static void mark_reg_unknown(struct bpf_verifier_env *env,
1075                              struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
1076 {
1077         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
1078                 verbose(env, "mark_reg_unknown(regs, %u)\n", regno);
1079                 /* Something bad happened, let's kill all regs except FP */
1080                 for (regno = 0; regno < BPF_REG_FP; regno++)
1081                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1082                 return;
1083         }
1084         __mark_reg_unknown(env, regs + regno);
1085 }
1086
1087 static void __mark_reg_not_init(const struct bpf_verifier_env *env,
1088                                 struct bpf_reg_state *reg)
1089 {
1090         __mark_reg_unknown(env, reg);
1091         reg->type = NOT_INIT;
1092 }
1093
1094 static void mark_reg_not_init(struct bpf_verifier_env *env,
1095                               struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
1096 {
1097         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
1098                 verbose(env, "mark_reg_not_init(regs, %u)\n", regno);
1099                 /* Something bad happened, let's kill all regs except FP */
1100                 for (regno = 0; regno < BPF_REG_FP; regno++)
1101                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1102                 return;
1103         }
1104         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1105 }
1106
1107 #define DEF_NOT_SUBREG  (0)
1108 static void init_reg_state(struct bpf_verifier_env *env,
1109                            struct bpf_func_state *state)
1110 {
1111         struct bpf_reg_state *regs = state->regs;
1112         int i;
1113
1114         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
1115                 mark_reg_not_init(env, regs, i);
1116                 regs[i].live = REG_LIVE_NONE;
1117                 regs[i].parent = NULL;
1118                 regs[i].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
1119         }
1120
1121         /* frame pointer */
1122         regs[BPF_REG_FP].type = PTR_TO_STACK;
1123         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_FP);
1124         regs[BPF_REG_FP].frameno = state->frameno;
1125 }
1126
1127 #define BPF_MAIN_FUNC (-1)
1128 static void init_func_state(struct bpf_verifier_env *env,
1129                             struct bpf_func_state *state,
1130                             int callsite, int frameno, int subprogno)
1131 {
1132         state->callsite = callsite;
1133         state->frameno = frameno;
1134         state->subprogno = subprogno;
1135         init_reg_state(env, state);
1136 }
1137
1138 enum reg_arg_type {
1139         SRC_OP,         /* register is used as source operand */
1140         DST_OP,         /* register is used as destination operand */
1141         DST_OP_NO_MARK  /* same as above, check only, don't mark */
1142 };
1143
1144 static int cmp_subprogs(const void *a, const void *b)
1145 {
1146         return ((struct bpf_subprog_info *)a)->start -
1147                ((struct bpf_subprog_info *)b)->start;
1148 }
1149
1150 static int find_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int off)
1151 {
1152         struct bpf_subprog_info *p;
1153
1154         p = bsearch(&off, env->subprog_info, env->subprog_cnt,
1155                     sizeof(env->subprog_info[0]), cmp_subprogs);
1156         if (!p)
1157                 return -ENOENT;
1158         return p - env->subprog_info;
1159
1160 }
1161
1162 static int add_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int off)
1163 {
1164         int insn_cnt = env->prog->len;
1165         int ret;
1166
1167         if (off >= insn_cnt || off < 0) {
1168                 verbose(env, "call to invalid destination\n");
1169                 return -EINVAL;
1170         }
1171         ret = find_subprog(env, off);
1172         if (ret >= 0)
1173                 return 0;
1174         if (env->subprog_cnt >= BPF_MAX_SUBPROGS) {
1175                 verbose(env, "too many subprograms\n");
1176                 return -E2BIG;
1177         }
1178         env->subprog_info[env->subprog_cnt++].start = off;
1179         sort(env->subprog_info, env->subprog_cnt,
1180              sizeof(env->subprog_info[0]), cmp_subprogs, NULL);
1181         return 0;
1182 }
1183
1184 static int check_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
1185 {
1186         int i, ret, subprog_start, subprog_end, off, cur_subprog = 0;
1187         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
1188         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
1189         int insn_cnt = env->prog->len;
1190
1191         /* Add entry function. */
1192         ret = add_subprog(env, 0);
1193         if (ret < 0)
1194                 return ret;
1195
1196         /* determine subprog starts. The end is one before the next starts */
1197         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
1198                 if (insn[i].code != (BPF_JMP | BPF_CALL))
1199                         continue;
1200                 if (insn[i].src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
1201                         continue;
1202                 if (!env->allow_ptr_leaks) {
1203                         verbose(env, "function calls to other bpf functions are allowed for root only\n");
1204                         return -EPERM;
1205                 }
1206                 ret = add_subprog(env, i + insn[i].imm + 1);
1207                 if (ret < 0)
1208                         return ret;
1209         }
1210
1211         /* Add a fake 'exit' subprog which could simplify subprog iteration
1212          * logic. 'subprog_cnt' should not be increased.
1213          */
1214         subprog[env->subprog_cnt].start = insn_cnt;
1215
1216         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
1217                 for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
1218                         verbose(env, "func#%d @%d\n", i, subprog[i].start);
1219
1220         /* now check that all jumps are within the same subprog */
1221         subprog_start = subprog[cur_subprog].start;
1222         subprog_end = subprog[cur_subprog + 1].start;
1223         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
1224                 u8 code = insn[i].code;
1225
1226                 if (BPF_CLASS(code) != BPF_JMP && BPF_CLASS(code) != BPF_JMP32)
1227                         goto next;
1228                 if (BPF_OP(code) == BPF_EXIT || BPF_OP(code) == BPF_CALL)
1229                         goto next;
1230                 off = i + insn[i].off + 1;
1231                 if (off < subprog_start || off >= subprog_end) {
1232                         verbose(env, "jump out of range from insn %d to %d\n", i, off);
1233                         return -EINVAL;
1234                 }
1235 next:
1236                 if (i == subprog_end - 1) {
1237                         /* to avoid fall-through from one subprog into another
1238                          * the last insn of the subprog should be either exit
1239                          * or unconditional jump back
1240                          */
1241                         if (code != (BPF_JMP | BPF_EXIT) &&
1242                             code != (BPF_JMP | BPF_JA)) {
1243                                 verbose(env, "last insn is not an exit or jmp\n");
1244                                 return -EINVAL;
1245                         }
1246                         subprog_start = subprog_end;
1247                         cur_subprog++;
1248                         if (cur_subprog < env->subprog_cnt)
1249                                 subprog_end = subprog[cur_subprog + 1].start;
1250                 }
1251         }
1252         return 0;
1253 }
1254
1255 /* Parentage chain of this register (or stack slot) should take care of all
1256  * issues like callee-saved registers, stack slot allocation time, etc.
1257  */
1258 static int mark_reg_read(struct bpf_verifier_env *env,
1259                          const struct bpf_reg_state *state,
1260                          struct bpf_reg_state *parent, u8 flag)
1261 {
1262         bool writes = parent == state->parent; /* Observe write marks */
1263         int cnt = 0;
1264
1265         while (parent) {
1266                 /* if read wasn't screened by an earlier write ... */
1267                 if (writes && state->live & REG_LIVE_WRITTEN)
1268                         break;
1269                 if (parent->live & REG_LIVE_DONE) {
1270                         verbose(env, "verifier BUG type %s var_off %lld off %d\n",
1271                                 reg_type_str[parent->type],
1272                                 parent->var_off.value, parent->off);
1273                         return -EFAULT;
1274                 }
1275                 /* The first condition is more likely to be true than the
1276                  * second, checked it first.
1277                  */
1278                 if ((parent->live & REG_LIVE_READ) == flag ||
1279                     parent->live & REG_LIVE_READ64)
1280                         /* The parentage chain never changes and
1281                          * this parent was already marked as LIVE_READ.
1282                          * There is no need to keep walking the chain again and
1283                          * keep re-marking all parents as LIVE_READ.
1284                          * This case happens when the same register is read
1285                          * multiple times without writes into it in-between.
1286                          * Also, if parent has the stronger REG_LIVE_READ64 set,
1287                          * then no need to set the weak REG_LIVE_READ32.
1288                          */
1289                         break;
1290                 /* ... then we depend on parent's value */
1291                 parent->live |= flag;
1292                 /* REG_LIVE_READ64 overrides REG_LIVE_READ32. */
1293                 if (flag == REG_LIVE_READ64)
1294                         parent->live &= ~REG_LIVE_READ32;
1295                 state = parent;
1296                 parent = state->parent;
1297                 writes = true;
1298                 cnt++;
1299         }
1300
1301         if (env->longest_mark_read_walk < cnt)
1302                 env->longest_mark_read_walk = cnt;
1303         return 0;
1304 }
1305
1306 /* This function is supposed to be used by the following 32-bit optimization
1307  * code only. It returns TRUE if the source or destination register operates
1308  * on 64-bit, otherwise return FALSE.
1309  */
1310 static bool is_reg64(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
1311                      u32 regno, struct bpf_reg_state *reg, enum reg_arg_type t)
1312 {
1313         u8 code, class, op;
1314
1315         code = insn->code;
1316         class = BPF_CLASS(code);
1317         op = BPF_OP(code);
1318         if (class == BPF_JMP) {
1319                 /* BPF_EXIT for "main" will reach here. Return TRUE
1320                  * conservatively.
1321                  */
1322                 if (op == BPF_EXIT)
1323                         return true;
1324                 if (op == BPF_CALL) {
1325                         /* BPF to BPF call will reach here because of marking
1326                          * caller saved clobber with DST_OP_NO_MARK for which we
1327                          * don't care the register def because they are anyway
1328                          * marked as NOT_INIT already.
1329                          */
1330                         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
1331                                 return false;
1332                         /* Helper call will reach here because of arg type
1333                          * check, conservatively return TRUE.
1334                          */
1335                         if (t == SRC_OP)
1336                                 return true;
1337
1338                         return false;
1339                 }
1340         }
1341
1342         if (class == BPF_ALU64 || class == BPF_JMP ||
1343             /* BPF_END always use BPF_ALU class. */
1344             (class == BPF_ALU && op == BPF_END && insn->imm == 64))
1345                 return true;
1346
1347         if (class == BPF_ALU || class == BPF_JMP32)
1348                 return false;
1349
1350         if (class == BPF_LDX) {
1351                 if (t != SRC_OP)
1352                         return BPF_SIZE(code) == BPF_DW;
1353                 /* LDX source must be ptr. */
1354                 return true;
1355         }
1356
1357         if (class == BPF_STX) {
1358                 if (reg->type != SCALAR_VALUE)
1359                         return true;
1360                 return BPF_SIZE(code) == BPF_DW;
1361         }
1362
1363         if (class == BPF_LD) {
1364                 u8 mode = BPF_MODE(code);
1365
1366                 /* LD_IMM64 */
1367                 if (mode == BPF_IMM)
1368                         return true;
1369
1370                 /* Both LD_IND and LD_ABS return 32-bit data. */
1371                 if (t != SRC_OP)
1372                         return  false;
1373
1374                 /* Implicit ctx ptr. */
1375                 if (regno == BPF_REG_6)
1376                         return true;
1377
1378                 /* Explicit source could be any width. */
1379                 return true;
1380         }
1381
1382         if (class == BPF_ST)
1383                 /* The only source register for BPF_ST is a ptr. */
1384                 return true;
1385
1386         /* Conservatively return true at default. */
1387         return true;
1388 }
1389
1390 /* Return TRUE if INSN doesn't have explicit value define. */
1391 static bool insn_no_def(struct bpf_insn *insn)
1392 {
1393         u8 class = BPF_CLASS(insn->code);
1394
1395         return (class == BPF_JMP || class == BPF_JMP32 ||
1396                 class == BPF_STX || class == BPF_ST);
1397 }
1398
1399 /* Return TRUE if INSN has defined any 32-bit value explicitly. */
1400 static bool insn_has_def32(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
1401 {
1402         if (insn_no_def(insn))
1403                 return false;
1404
1405         return !is_reg64(env, insn, insn->dst_reg, NULL, DST_OP);
1406 }
1407
1408 static void mark_insn_zext(struct bpf_verifier_env *env,
1409                            struct bpf_reg_state *reg)
1410 {
1411         s32 def_idx = reg->subreg_def;
1412
1413         if (def_idx == DEF_NOT_SUBREG)
1414                 return;
1415
1416         env->insn_aux_data[def_idx - 1].zext_dst = true;
1417         /* The dst will be zero extended, so won't be sub-register anymore. */
1418         reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
1419 }
1420
1421 static int check_reg_arg(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
1422                          enum reg_arg_type t)
1423 {
1424         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
1425         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
1426         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi + env->insn_idx;
1427         struct bpf_reg_state *reg, *regs = state->regs;
1428         bool rw64;
1429
1430         if (regno >= MAX_BPF_REG) {
1431                 verbose(env, "R%d is invalid\n", regno);
1432                 return -EINVAL;
1433         }
1434
1435         reg = &regs[regno];
1436         rw64 = is_reg64(env, insn, regno, reg, t);
1437         if (t == SRC_OP) {
1438                 /* check whether register used as source operand can be read */
1439                 if (reg->type == NOT_INIT) {
1440                         verbose(env, "R%d !read_ok\n", regno);
1441                         return -EACCES;
1442                 }
1443                 /* We don't need to worry about FP liveness because it's read-only */
1444                 if (regno == BPF_REG_FP)
1445                         return 0;
1446
1447                 if (rw64)
1448                         mark_insn_zext(env, reg);
1449
1450                 return mark_reg_read(env, reg, reg->parent,
1451                                      rw64 ? REG_LIVE_READ64 : REG_LIVE_READ32);
1452         } else {
1453                 /* check whether register used as dest operand can be written to */
1454                 if (regno == BPF_REG_FP) {
1455                         verbose(env, "frame pointer is read only\n");
1456                         return -EACCES;
1457                 }
1458                 reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
1459                 reg->subreg_def = rw64 ? DEF_NOT_SUBREG : env->insn_idx + 1;
1460                 if (t == DST_OP)
1461                         mark_reg_unknown(env, regs, regno);
1462         }
1463         return 0;
1464 }
1465
1466 /* for any branch, call, exit record the history of jmps in the given state */
1467 static int push_jmp_history(struct bpf_verifier_env *env,
1468                             struct bpf_verifier_state *cur)
1469 {
1470         u32 cnt = cur->jmp_history_cnt;
1471         struct bpf_idx_pair *p;
1472
1473         cnt++;
1474         p = krealloc(cur->jmp_history, cnt * sizeof(*p), GFP_USER);
1475         if (!p)
1476                 return -ENOMEM;
1477         p[cnt - 1].idx = env->insn_idx;
1478         p[cnt - 1].prev_idx = env->prev_insn_idx;
1479         cur->jmp_history = p;
1480         cur->jmp_history_cnt = cnt;
1481         return 0;
1482 }
1483
1484 /* Backtrack one insn at a time. If idx is not at the top of recorded
1485  * history then previous instruction came from straight line execution.
1486  */
1487 static int get_prev_insn_idx(struct bpf_verifier_state *st, int i,
1488                              u32 *history)
1489 {
1490         u32 cnt = *history;
1491
1492         if (cnt && st->jmp_history[cnt - 1].idx == i) {
1493                 i = st->jmp_history[cnt - 1].prev_idx;
1494                 (*history)--;
1495         } else {
1496                 i--;
1497         }
1498         return i;
1499 }
1500
1501 /* For given verifier state backtrack_insn() is called from the last insn to
1502  * the first insn. Its purpose is to compute a bitmask of registers and
1503  * stack slots that needs precision in the parent verifier state.
1504  */
1505 static int backtrack_insn(struct bpf_verifier_env *env, int idx,
1506                           u32 *reg_mask, u64 *stack_mask)
1507 {
1508         const struct bpf_insn_cbs cbs = {
1509                 .cb_print       = verbose,
1510                 .private_data   = env,
1511         };
1512         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi + idx;
1513         u8 class = BPF_CLASS(insn->code);
1514         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
1515         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
1516         u32 dreg = 1u << insn->dst_reg;
1517         u32 sreg = 1u << insn->src_reg;
1518         u32 spi;
1519
1520         if (insn->code == 0)
1521                 return 0;
1522         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
1523                 verbose(env, "regs=%x stack=%llx before ", *reg_mask, *stack_mask);
1524                 verbose(env, "%d: ", idx);
1525                 print_bpf_insn(&cbs, insn, env->allow_ptr_leaks);
1526         }
1527
1528         if (class == BPF_ALU || class == BPF_ALU64) {
1529                 if (!(*reg_mask & dreg))
1530                         return 0;
1531                 if (opcode == BPF_MOV) {
1532                         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
1533                                 /* dreg = sreg
1534                                  * dreg needs precision after this insn
1535                                  * sreg needs precision before this insn
1536                                  */
1537                                 *reg_mask &= ~dreg;
1538                                 *reg_mask |= sreg;
1539                         } else {
1540                                 /* dreg = K
1541                                  * dreg needs precision after this insn.
1542                                  * Corresponding register is already marked
1543                                  * as precise=true in this verifier state.
1544                                  * No further markings in parent are necessary
1545                                  */
1546                                 *reg_mask &= ~dreg;
1547                         }
1548                 } else {
1549                         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
1550                                 /* dreg += sreg
1551                                  * both dreg and sreg need precision
1552                                  * before this insn
1553                                  */
1554                                 *reg_mask |= sreg;
1555                         } /* else dreg += K
1556                            * dreg still needs precision before this insn
1557                            */
1558                 }
1559         } else if (class == BPF_LDX) {
1560                 if (!(*reg_mask & dreg))
1561                         return 0;
1562                 *reg_mask &= ~dreg;
1563
1564                 /* scalars can only be spilled into stack w/o losing precision.
1565                  * Load from any other memory can be zero extended.
1566                  * The desire to keep that precision is already indicated
1567                  * by 'precise' mark in corresponding register of this state.
1568                  * No further tracking necessary.
1569                  */
1570                 if (insn->src_reg != BPF_REG_FP)
1571                         return 0;
1572                 if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW)
1573                         return 0;
1574
1575                 /* dreg = *(u64 *)[fp - off] was a fill from the stack.
1576                  * that [fp - off] slot contains scalar that needs to be
1577                  * tracked with precision
1578                  */
1579                 spi = (-insn->off - 1) / BPF_REG_SIZE;
1580                 if (spi >= 64) {
1581                         verbose(env, "BUG spi %d\n", spi);
1582                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
1583                         return -EFAULT;
1584                 }
1585                 *stack_mask |= 1ull << spi;
1586         } else if (class == BPF_STX || class == BPF_ST) {
1587                 if (*reg_mask & dreg)
1588                         /* stx & st shouldn't be using _scalar_ dst_reg
1589                          * to access memory. It means backtracking
1590                          * encountered a case of pointer subtraction.
1591                          */
1592                         return -ENOTSUPP;
1593                 /* scalars can only be spilled into stack */
1594                 if (insn->dst_reg != BPF_REG_FP)
1595                         return 0;
1596                 if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW)
1597                         return 0;
1598                 spi = (-insn->off - 1) / BPF_REG_SIZE;
1599                 if (spi >= 64) {
1600                         verbose(env, "BUG spi %d\n", spi);
1601                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
1602                         return -EFAULT;
1603                 }
1604                 if (!(*stack_mask & (1ull << spi)))
1605                         return 0;
1606                 *stack_mask &= ~(1ull << spi);
1607                 if (class == BPF_STX)
1608                         *reg_mask |= sreg;
1609         } else if (class == BPF_JMP || class == BPF_JMP32) {
1610                 if (opcode == BPF_CALL) {
1611                         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
1612                                 return -ENOTSUPP;
1613                         /* regular helper call sets R0 */
1614                         *reg_mask &= ~1;
1615                         if (*reg_mask & 0x3f) {
1616                                 /* if backtracing was looking for registers R1-R5
1617                                  * they should have been found already.
1618                                  */
1619                                 verbose(env, "BUG regs %x\n", *reg_mask);
1620                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
1621                                 return -EFAULT;
1622                         }
1623                 } else if (opcode == BPF_EXIT) {
1624                         return -ENOTSUPP;
1625                 }
1626         } else if (class == BPF_LD) {
1627                 if (!(*reg_mask & dreg))
1628                         return 0;
1629                 *reg_mask &= ~dreg;
1630                 /* It's ld_imm64 or ld_abs or ld_ind.
1631                  * For ld_imm64 no further tracking of precision
1632                  * into parent is necessary
1633                  */
1634                 if (mode == BPF_IND || mode == BPF_ABS)
1635                         /* to be analyzed */
1636                         return -ENOTSUPP;
1637         }
1638         return 0;
1639 }
1640
1641 /* the scalar precision tracking algorithm:
1642  * . at the start all registers have precise=false.
1643  * . scalar ranges are tracked as normal through alu and jmp insns.
1644  * . once precise value of the scalar register is used in:
1645  *   .  ptr + scalar alu
1646  *   . if (scalar cond K|scalar)
1647  *   .  helper_call(.., scalar, ...) where ARG_CONST is expected
1648  *   backtrack through the verifier states and mark all registers and
1649  *   stack slots with spilled constants that these scalar regisers
1650  *   should be precise.
1651  * . during state pruning two registers (or spilled stack slots)
1652  *   are equivalent if both are not precise.
1653  *
1654  * Note the verifier cannot simply walk register parentage chain,
1655  * since many different registers and stack slots could have been
1656  * used to compute single precise scalar.
1657  *
1658  * The approach of starting with precise=true for all registers and then
1659  * backtrack to mark a register as not precise when the verifier detects
1660  * that program doesn't care about specific value (e.g., when helper
1661  * takes register as ARG_ANYTHING parameter) is not safe.
1662  *
1663  * It's ok to walk single parentage chain of the verifier states.
1664  * It's possible that this backtracking will go all the way till 1st insn.
1665  * All other branches will be explored for needing precision later.
1666  *
1667  * The backtracking needs to deal with cases like:
1668  *   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)
1669  * r9 -= r8
1670  * r5 = r9
1671  * if r5 > 0x79f goto pc+7
1672  *    R5_w=inv(id=0,umax_value=1951,var_off=(0x0; 0x7ff))
1673  * r5 += 1
1674  * ...
1675  * call bpf_perf_event_output#25
1676  *   where .arg5_type = ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO
1677  *
1678  * and this case:
1679  * r6 = 1
1680  * call foo // uses callee's r6 inside to compute r0
1681  * r0 += r6
1682  * if r0 == 0 goto
1683  *
1684  * to track above reg_mask/stack_mask needs to be independent for each frame.
1685  *
1686  * Also if parent's curframe > frame where backtracking started,
1687  * the verifier need to mark registers in both frames, otherwise callees
1688  * may incorrectly prune callers. This is similar to
1689  * commit 7640ead93924 ("bpf: verifier: make sure callees don't prune with caller differences")
1690  *
1691  * For now backtracking falls back into conservative marking.
1692  */
1693 static void mark_all_scalars_precise(struct bpf_verifier_env *env,
1694                                      struct bpf_verifier_state *st)
1695 {
1696         struct bpf_func_state *func;
1697         struct bpf_reg_state *reg;
1698         int i, j;
1699
1700         /* big hammer: mark all scalars precise in this path.
1701          * pop_stack may still get !precise scalars.
1702          */
1703         for (; st; st = st->parent)
1704                 for (i = 0; i <= st->curframe; i++) {
1705                         func = st->frame[i];
1706                         for (j = 0; j < BPF_REG_FP; j++) {
1707                                 reg = &func->regs[j];
1708                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE)
1709                                         continue;
1710                                 reg->precise = true;
1711                         }
1712                         for (j = 0; j < func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; j++) {
1713                                 if (func->stack[j].slot_type[0] != STACK_SPILL)
1714                                         continue;
1715                                 reg = &func->stack[j].spilled_ptr;
1716                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE)
1717                                         continue;
1718                                 reg->precise = true;
1719                         }
1720                 }
1721 }
1722
1723 static int __mark_chain_precision(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
1724                                   int spi)
1725 {
1726         struct bpf_verifier_state *st = env->cur_state;
1727         int first_idx = st->first_insn_idx;
1728         int last_idx = env->insn_idx;
1729         struct bpf_func_state *func;
1730         struct bpf_reg_state *reg;
1731         u32 reg_mask = regno >= 0 ? 1u << regno : 0;
1732         u64 stack_mask = spi >= 0 ? 1ull << spi : 0;
1733         bool skip_first = true;
1734         bool new_marks = false;
1735         int i, err;
1736
1737         if (!env->allow_ptr_leaks)
1738                 /* backtracking is root only for now */
1739                 return 0;
1740
1741         func = st->frame[st->curframe];
1742         if (regno >= 0) {
1743                 reg = &func->regs[regno];
1744                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
1745                         WARN_ONCE(1, "backtracing misuse");
1746                         return -EFAULT;
1747                 }
1748                 if (!reg->precise)
1749                         new_marks = true;
1750                 else
1751                         reg_mask = 0;
1752                 reg->precise = true;
1753         }
1754
1755         while (spi >= 0) {
1756                 if (func->stack[spi].slot_type[0] != STACK_SPILL) {
1757                         stack_mask = 0;
1758                         break;
1759                 }
1760                 reg = &func->stack[spi].spilled_ptr;
1761                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
1762                         stack_mask = 0;
1763                         break;
1764                 }
1765                 if (!reg->precise)
1766                         new_marks = true;
1767                 else
1768                         stack_mask = 0;
1769                 reg->precise = true;
1770                 break;
1771         }
1772
1773         if (!new_marks)
1774                 return 0;
1775         if (!reg_mask && !stack_mask)
1776                 return 0;
1777         for (;;) {
1778                 DECLARE_BITMAP(mask, 64);
1779                 u32 history = st->jmp_history_cnt;
1780
1781                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
1782                         verbose(env, "last_idx %d first_idx %d\n", last_idx, first_idx);
1783                 for (i = last_idx;;) {
1784                         if (skip_first) {
1785                                 err = 0;
1786                                 skip_first = false;
1787                         } else {
1788                                 err = backtrack_insn(env, i, &reg_mask, &stack_mask);
1789                         }
1790                         if (err == -ENOTSUPP) {
1791                                 mark_all_scalars_precise(env, st);
1792                                 return 0;
1793                         } else if (err) {
1794                                 return err;
1795                         }
1796                         if (!reg_mask && !stack_mask)
1797                                 /* Found assignment(s) into tracked register in this state.
1798                                  * Since this state is already marked, just return.
1799                                  * Nothing to be tracked further in the parent state.
1800                                  */
1801                                 return 0;
1802                         if (i == first_idx)
1803                                 break;
1804                         i = get_prev_insn_idx(st, i, &history);
1805                         if (i >= env->prog->len) {
1806                                 /* This can happen if backtracking reached insn 0
1807                                  * and there are still reg_mask or stack_mask
1808                                  * to backtrack.
1809                                  * It means the backtracking missed the spot where
1810                                  * particular register was initialized with a constant.
1811                                  */
1812                                 verbose(env, "BUG backtracking idx %d\n", i);
1813                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
1814                                 return -EFAULT;
1815                         }
1816                 }
1817                 st = st->parent;
1818                 if (!st)
1819                         break;
1820
1821                 new_marks = false;
1822                 func = st->frame[st->curframe];
1823                 bitmap_from_u64(mask, reg_mask);
1824                 for_each_set_bit(i, mask, 32) {
1825                         reg = &func->regs[i];
1826                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
1827                                 reg_mask &= ~(1u << i);
1828                                 continue;
1829                         }
1830                         if (!reg->precise)
1831                                 new_marks = true;
1832                         reg->precise = true;
1833                 }
1834
1835                 bitmap_from_u64(mask, stack_mask);
1836                 for_each_set_bit(i, mask, 64) {
1837                         if (i >= func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE) {
1838                                 /* the sequence of instructions:
1839                                  * 2: (bf) r3 = r10
1840                                  * 3: (7b) *(u64 *)(r3 -8) = r0
1841                                  * 4: (79) r4 = *(u64 *)(r10 -8)
1842                                  * doesn't contain jmps. It's backtracked
1843                                  * as a single block.
1844                                  * During backtracking insn 3 is not recognized as
1845                                  * stack access, so at the end of backtracking
1846                                  * stack slot fp-8 is still marked in stack_mask.
1847                                  * However the parent state may not have accessed
1848                                  * fp-8 and it's "unallocated" stack space.
1849                                  * In such case fallback to conservative.
1850                                  */
1851                                 mark_all_scalars_precise(env, st);
1852                                 return 0;
1853                         }
1854
1855                         if (func->stack[i].slot_type[0] != STACK_SPILL) {
1856                                 stack_mask &= ~(1ull << i);
1857                                 continue;
1858                         }
1859                         reg = &func->stack[i].spilled_ptr;
1860                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
1861                                 stack_mask &= ~(1ull << i);
1862                                 continue;
1863                         }
1864                         if (!reg->precise)
1865                                 new_marks = true;
1866                         reg->precise = true;
1867                 }
1868                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
1869                         print_verifier_state(env, func);
1870                         verbose(env, "parent %s regs=%x stack=%llx marks\n",
1871                                 new_marks ? "didn't have" : "already had",
1872                                 reg_mask, stack_mask);
1873                 }
1874
1875                 if (!reg_mask && !stack_mask)
1876                         break;
1877                 if (!new_marks)
1878                         break;
1879
1880                 last_idx = st->last_insn_idx;
1881                 first_idx = st->first_insn_idx;
1882         }
1883         return 0;
1884 }
1885
1886 static int mark_chain_precision(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
1887 {
1888         return __mark_chain_precision(env, regno, -1);
1889 }
1890
1891 static int mark_chain_precision_stack(struct bpf_verifier_env *env, int spi)
1892 {
1893         return __mark_chain_precision(env, -1, spi);
1894 }
1895
1896 static bool is_spillable_regtype(enum bpf_reg_type type)
1897 {
1898         switch (type) {
1899         case PTR_TO_MAP_VALUE:
1900         case PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL:
1901         case PTR_TO_STACK:
1902         case PTR_TO_CTX:
1903         case PTR_TO_PACKET:
1904         case PTR_TO_PACKET_META:
1905         case PTR_TO_PACKET_END:
1906         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
1907         case CONST_PTR_TO_MAP:
1908         case PTR_TO_SOCKET:
1909         case PTR_TO_SOCKET_OR_NULL:
1910         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
1911         case PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL:
1912         case PTR_TO_TCP_SOCK:
1913         case PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL:
1914         case PTR_TO_XDP_SOCK:
1915         case PTR_TO_BTF_ID:
1916                 return true;
1917         default:
1918                 return false;
1919         }
1920 }
1921
1922 /* Does this register contain a constant zero? */
1923 static bool register_is_null(struct bpf_reg_state *reg)
1924 {
1925         return reg->type == SCALAR_VALUE && tnum_equals_const(reg->var_off, 0);
1926 }
1927
1928 static bool register_is_const(struct bpf_reg_state *reg)
1929 {
1930         return reg->type == SCALAR_VALUE && tnum_is_const(reg->var_off);
1931 }
1932
1933 static void save_register_state(struct bpf_func_state *state,
1934                                 int spi, struct bpf_reg_state *reg)
1935 {
1936         int i;
1937
1938         state->stack[spi].spilled_ptr = *reg;
1939         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
1940
1941         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++)
1942                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_SPILL;
1943 }
1944
1945 /* check_stack_read/write functions track spill/fill of registers,
1946  * stack boundary and alignment are checked in check_mem_access()
1947  */
1948 static int check_stack_write(struct bpf_verifier_env *env,
1949                              struct bpf_func_state *state, /* func where register points to */
1950                              int off, int size, int value_regno, int insn_idx)
1951 {
1952         struct bpf_func_state *cur; /* state of the current function */
1953         int i, slot = -off - 1, spi = slot / BPF_REG_SIZE, err;
1954         u32 dst_reg = env->prog->insnsi[insn_idx].dst_reg;
1955         struct bpf_reg_state *reg = NULL;
1956
1957         err = realloc_func_state(state, round_up(slot + 1, BPF_REG_SIZE),
1958                                  state->acquired_refs, true);
1959         if (err)
1960                 return err;
1961         /* caller checked that off % size == 0 and -MAX_BPF_STACK <= off < 0,
1962          * so it's aligned access and [off, off + size) are within stack limits
1963          */
1964         if (!env->allow_ptr_leaks &&
1965             state->stack[spi].slot_type[0] == STACK_SPILL &&
1966             size != BPF_REG_SIZE) {
1967                 verbose(env, "attempt to corrupt spilled pointer on stack\n");
1968                 return -EACCES;
1969         }
1970
1971         cur = env->cur_state->frame[env->cur_state->curframe];
1972         if (value_regno >= 0)
1973                 reg = &cur->regs[value_regno];
1974
1975         if (reg && size == BPF_REG_SIZE && register_is_const(reg) &&
1976             !register_is_null(reg) && env->allow_ptr_leaks) {
1977                 if (dst_reg != BPF_REG_FP) {
1978                         /* The backtracking logic can only recognize explicit
1979                          * stack slot address like [fp - 8]. Other spill of
1980                          * scalar via different register has to be conervative.
1981                          * Backtrack from here and mark all registers as precise
1982                          * that contributed into 'reg' being a constant.
1983                          */
1984                         err = mark_chain_precision(env, value_regno);
1985                         if (err)
1986                                 return err;
1987                 }
1988                 save_register_state(state, spi, reg);
1989         } else if (reg && is_spillable_regtype(reg->type)) {
1990                 /* register containing pointer is being spilled into stack */
1991                 if (size != BPF_REG_SIZE) {
1992                         verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
1993                         verbose(env, "invalid size of register spill\n");
1994                         return -EACCES;
1995                 }
1996
1997                 if (state != cur && reg->type == PTR_TO_STACK) {
1998                         verbose(env, "cannot spill pointers to stack into stack frame of the caller\n");
1999                         return -EINVAL;
2000                 }
2001
2002                 if (!env->allow_ptr_leaks) {
2003                         bool sanitize = false;
2004
2005                         if (state->stack[spi].slot_type[0] == STACK_SPILL &&
2006                             register_is_const(&state->stack[spi].spilled_ptr))
2007                                 sanitize = true;
2008                         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++)
2009                                 if (state->stack[spi].slot_type[i] == STACK_MISC) {
2010                                         sanitize = true;
2011                                         break;
2012                                 }
2013                         if (sanitize) {
2014                                 int *poff = &env->insn_aux_data[insn_idx].sanitize_stack_off;
2015                                 int soff = (-spi - 1) * BPF_REG_SIZE;
2016
2017                                 /* detected reuse of integer stack slot with a pointer
2018                                  * which means either llvm is reusing stack slot or
2019                                  * an attacker is trying to exploit CVE-2018-3639
2020                                  * (speculative store bypass)
2021                                  * Have to sanitize that slot with preemptive
2022                                  * store of zero.
2023                                  */
2024                                 if (*poff && *poff != soff) {
2025                                         /* disallow programs where single insn stores
2026                                          * into two different stack slots, since verifier
2027                                          * cannot sanitize them
2028                                          */
2029                                         verbose(env,
2030                                                 "insn %d cannot access two stack slots fp%d and fp%d",
2031                                                 insn_idx, *poff, soff);
2032                                         return -EINVAL;
2033                                 }
2034                                 *poff = soff;
2035                         }
2036                 }
2037                 save_register_state(state, spi, reg);
2038         } else {
2039                 u8 type = STACK_MISC;
2040
2041                 /* regular write of data into stack destroys any spilled ptr */
2042                 state->stack[spi].spilled_ptr.type = NOT_INIT;
2043                 /* Mark slots as STACK_MISC if they belonged to spilled ptr. */
2044                 if (state->stack[spi].slot_type[0] == STACK_SPILL)
2045                         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++)
2046                                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_MISC;
2047
2048                 /* only mark the slot as written if all 8 bytes were written
2049                  * otherwise read propagation may incorrectly stop too soon
2050                  * when stack slots are partially written.
2051                  * This heuristic means that read propagation will be
2052                  * conservative, since it will add reg_live_read marks
2053                  * to stack slots all the way to first state when programs
2054                  * writes+reads less than 8 bytes
2055                  */
2056                 if (size == BPF_REG_SIZE)
2057                         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
2058
2059                 /* when we zero initialize stack slots mark them as such */
2060                 if (reg && register_is_null(reg)) {
2061                         /* backtracking doesn't work for STACK_ZERO yet. */
2062                         err = mark_chain_precision(env, value_regno);
2063                         if (err)
2064                                 return err;
2065                         type = STACK_ZERO;
2066                 }
2067
2068                 /* Mark slots affected by this stack write. */
2069                 for (i = 0; i < size; i++)
2070                         state->stack[spi].slot_type[(slot - i) % BPF_REG_SIZE] =
2071                                 type;
2072         }
2073         return 0;
2074 }
2075
2076 static int check_stack_read(struct bpf_verifier_env *env,
2077                             struct bpf_func_state *reg_state /* func where register points to */,
2078                             int off, int size, int value_regno)
2079 {
2080         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
2081         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
2082         int i, slot = -off - 1, spi = slot / BPF_REG_SIZE;
2083         struct bpf_reg_state *reg;
2084         u8 *stype;
2085
2086         if (reg_state->allocated_stack <= slot) {
2087                 verbose(env, "invalid read from stack off %d+0 size %d\n",
2088                         off, size);
2089                 return -EACCES;
2090         }
2091         stype = reg_state->stack[spi].slot_type;
2092         reg = &reg_state->stack[spi].spilled_ptr;
2093
2094         if (stype[0] == STACK_SPILL) {
2095                 if (size != BPF_REG_SIZE) {
2096                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
2097                                 verbose_linfo(env, env->insn_idx, "; ");
2098                                 verbose(env, "invalid size of register fill\n");
2099                                 return -EACCES;
2100                         }
2101                         if (value_regno >= 0) {
2102                                 mark_reg_unknown(env, state->regs, value_regno);
2103                                 state->regs[value_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
2104                         }
2105                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
2106                         return 0;
2107                 }
2108                 for (i = 1; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
2109                         if (stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE] != STACK_SPILL) {
2110                                 verbose(env, "corrupted spill memory\n");
2111                                 return -EACCES;
2112                         }
2113                 }
2114
2115                 if (value_regno >= 0) {
2116                         /* restore register state from stack */
2117                         state->regs[value_regno] = *reg;
2118                         /* mark reg as written since spilled pointer state likely
2119                          * has its liveness marks cleared by is_state_visited()
2120                          * which resets stack/reg liveness for state transitions
2121                          */
2122                         state->regs[value_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
2123                 }
2124                 mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
2125         } else {
2126                 int zeros = 0;
2127
2128                 for (i = 0; i < size; i++) {
2129                         if (stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE] == STACK_MISC)
2130                                 continue;
2131                         if (stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE] == STACK_ZERO) {
2132                                 zeros++;
2133                                 continue;
2134                         }
2135                         verbose(env, "invalid read from stack off %d+%d size %d\n",
2136                                 off, i, size);
2137                         return -EACCES;
2138                 }
2139                 mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
2140                 if (value_regno >= 0) {
2141                         if (zeros == size) {
2142                                 /* any size read into register is zero extended,
2143                                  * so the whole register == const_zero
2144                                  */
2145                                 __mark_reg_const_zero(&state->regs[value_regno]);
2146                                 /* backtracking doesn't support STACK_ZERO yet,
2147                                  * so mark it precise here, so that later
2148                                  * backtracking can stop here.
2149                                  * Backtracking may not need this if this register
2150                                  * doesn't participate in pointer adjustment.
2151                                  * Forward propagation of precise flag is not
2152                                  * necessary either. This mark is only to stop
2153                                  * backtracking. Any register that contributed
2154                                  * to const 0 was marked precise before spill.
2155                                  */
2156                                 state->regs[value_regno].precise = true;
2157                         } else {
2158                                 /* have read misc data from the stack */
2159                                 mark_reg_unknown(env, state->regs, value_regno);
2160                         }
2161                         state->regs[value_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
2162                 }
2163         }
2164         return 0;
2165 }
2166
2167 static int check_stack_access(struct bpf_verifier_env *env,
2168                               const struct bpf_reg_state *reg,
2169                               int off, int size)
2170 {
2171         /* Stack accesses must be at a fixed offset, so that we
2172          * can determine what type of data were returned. See
2173          * check_stack_read().
2174          */
2175         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
2176                 char tn_buf[48];
2177
2178                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
2179                 verbose(env, "variable stack access var_off=%s off=%d size=%d\n",
2180                         tn_buf, off, size);
2181                 return -EACCES;
2182         }
2183
2184         if (off >= 0 || off < -MAX_BPF_STACK) {
2185                 verbose(env, "invalid stack off=%d size=%d\n", off, size);
2186                 return -EACCES;
2187         }
2188
2189         return 0;
2190 }
2191
2192 static int check_map_access_type(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
2193                                  int off, int size, enum bpf_access_type type)
2194 {
2195         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
2196         struct bpf_map *map = regs[regno].map_ptr;
2197         u32 cap = bpf_map_flags_to_cap(map);
2198
2199         if (type == BPF_WRITE && !(cap & BPF_MAP_CAN_WRITE)) {
2200                 verbose(env, "write into map forbidden, value_size=%d off=%d size=%d\n",
2201                         map->value_size, off, size);
2202                 return -EACCES;
2203         }
2204
2205         if (type == BPF_READ && !(cap & BPF_MAP_CAN_READ)) {
2206                 verbose(env, "read from map forbidden, value_size=%d off=%d size=%d\n",
2207                         map->value_size, off, size);
2208                 return -EACCES;
2209         }
2210
2211         return 0;
2212 }
2213
2214 /* check read/write into map element returned by bpf_map_lookup_elem() */
2215 static int __check_map_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno, int off,
2216                               int size, bool zero_size_allowed)
2217 {
2218         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
2219         struct bpf_map *map = regs[regno].map_ptr;
2220
2221         if (off < 0 || size < 0 || (size == 0 && !zero_size_allowed) ||
2222             off + size > map->value_size) {
2223                 verbose(env, "invalid access to map value, value_size=%d off=%d size=%d\n",
2224                         map->value_size, off, size);
2225                 return -EACCES;
2226         }
2227         return 0;
2228 }
2229
2230 /* check read/write into a map element with possible variable offset */
2231 static int check_map_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
2232                             int off, int size, bool zero_size_allowed)
2233 {
2234         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
2235         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
2236         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regno];
2237         int err;
2238
2239         /* We may have adjusted the register to this map value, so we
2240          * need to try adding each of min_value and max_value to off
2241          * to make sure our theoretical access will be safe.
2242          */
2243         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
2244                 print_verifier_state(env, state);
2245
2246         /* The minimum value is only important with signed
2247          * comparisons where we can't assume the floor of a
2248          * value is 0.  If we are using signed variables for our
2249          * index'es we need to make sure that whatever we use
2250          * will have a set floor within our range.
2251          */
2252         if (reg->smin_value < 0 &&
2253             (reg->smin_value == S64_MIN ||
2254              (off + reg->smin_value != (s64)(s32)(off + reg->smin_value)) ||
2255               reg->smin_value + off < 0)) {
2256                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
2257                         regno);
2258                 return -EACCES;
2259         }
2260         err = __check_map_access(env, regno, reg->smin_value + off, size,
2261                                  zero_size_allowed);
2262         if (err) {
2263                 verbose(env, "R%d min value is outside of the array range\n",
2264                         regno);
2265                 return err;
2266         }
2267
2268         /* If we haven't set a max value then we need to bail since we can't be
2269          * sure we won't do bad things.
2270          * If reg->umax_value + off could overflow, treat that as unbounded too.
2271          */
2272         if (reg->umax_value >= BPF_MAX_VAR_OFF) {
2273                 verbose(env, "R%d unbounded memory access, make sure to bounds check any array access into a map\n",
2274                         regno);
2275                 return -EACCES;
2276         }
2277         err = __check_map_access(env, regno, reg->umax_value + off, size,
2278                                  zero_size_allowed);
2279         if (err)
2280                 verbose(env, "R%d max value is outside of the array range\n",
2281                         regno);
2282
2283         if (map_value_has_spin_lock(reg->map_ptr)) {
2284                 u32 lock = reg->map_ptr->spin_lock_off;
2285
2286                 /* if any part of struct bpf_spin_lock can be touched by
2287                  * load/store reject this program.
2288                  * To check that [x1, x2) overlaps with [y1, y2)
2289                  * it is sufficient to check x1 < y2 && y1 < x2.
2290                  */
2291                 if (reg->smin_value + off < lock + sizeof(struct bpf_spin_lock) &&
2292                      lock < reg->umax_value + off + size) {
2293                         verbose(env, "bpf_spin_lock cannot be accessed directly by load/store\n");
2294                         return -EACCES;
2295                 }
2296         }
2297         return err;
2298 }
2299
2300 #define MAX_PACKET_OFF 0xffff
2301
2302 static bool may_access_direct_pkt_data(struct bpf_verifier_env *env,
2303                                        const struct bpf_call_arg_meta *meta,
2304                                        enum bpf_access_type t)
2305 {
2306         switch (env->prog->type) {
2307         /* Program types only with direct read access go here! */
2308         case BPF_PROG_TYPE_LWT_IN:
2309         case BPF_PROG_TYPE_LWT_OUT:
2310         case BPF_PROG_TYPE_LWT_SEG6LOCAL:
2311         case BPF_PROG_TYPE_SK_REUSEPORT:
2312         case BPF_PROG_TYPE_FLOW_DISSECTOR:
2313         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SKB:
2314                 if (t == BPF_WRITE)
2315                         return false;
2316                 /* fallthrough */
2317
2318         /* Program types with direct read + write access go here! */
2319         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
2320         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
2321         case BPF_PROG_TYPE_XDP:
2322         case BPF_PROG_TYPE_LWT_XMIT:
2323         case BPF_PROG_TYPE_SK_SKB:
2324         case BPF_PROG_TYPE_SK_MSG:
2325                 if (meta)
2326                         return meta->pkt_access;
2327
2328                 env->seen_direct_write = true;
2329                 return true;
2330
2331         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCKOPT:
2332                 if (t == BPF_WRITE)
2333                         env->seen_direct_write = true;
2334
2335                 return true;
2336
2337         default:
2338                 return false;
2339         }
2340 }
2341
2342 static int __check_packet_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
2343                                  int off, int size, bool zero_size_allowed)
2344 {
2345         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
2346         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
2347
2348         if (off < 0 || size < 0 || (size == 0 && !zero_size_allowed) ||
2349             (u64)off + size > reg->range) {
2350                 verbose(env, "invalid access to packet, off=%d size=%d, R%d(id=%d,off=%d,r=%d)\n",
2351                         off, size, regno, reg->id, reg->off, reg->range);
2352                 return -EACCES;
2353         }
2354         return 0;
2355 }
2356
2357 static int check_packet_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno, int off,
2358                                int size, bool zero_size_allowed)
2359 {
2360         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
2361         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
2362         int err;
2363
2364         /* We may have added a variable offset to the packet pointer; but any
2365          * reg->range we have comes after that.  We are only checking the fixed
2366          * offset.
2367          */
2368
2369         /* We don't allow negative numbers, because we aren't tracking enough
2370          * detail to prove they're safe.
2371          */
2372         if (reg->smin_value < 0) {
2373                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
2374                         regno);
2375                 return -EACCES;
2376         }
2377         err = __check_packet_access(env, regno, off, size, zero_size_allowed);
2378         if (err) {
2379                 verbose(env, "R%d offset is outside of the packet\n", regno);
2380                 return err;
2381         }
2382
2383         /* __check_packet_access has made sure "off + size - 1" is within u16.
2384          * reg->umax_value can't be bigger than MAX_PACKET_OFF which is 0xffff,
2385          * otherwise find_good_pkt_pointers would have refused to set range info
2386          * that __check_packet_access would have rejected this pkt access.
2387          * Therefore, "off + reg->umax_value + size - 1" won't overflow u32.
2388          */
2389         env->prog->aux->max_pkt_offset =
2390                 max_t(u32, env->prog->aux->max_pkt_offset,
2391                       off + reg->umax_value + size - 1);
2392
2393         return err;
2394 }
2395
2396 /* check access to 'struct bpf_context' fields.  Supports fixed offsets only */
2397 static int check_ctx_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, int off, int size,
2398                             enum bpf_access_type t, enum bpf_reg_type *reg_type,
2399                             u32 *btf_id)
2400 {
2401         struct bpf_insn_access_aux info = {
2402                 .reg_type = *reg_type,
2403                 .log = &env->log,
2404         };
2405
2406         if (env->ops->is_valid_access &&
2407             env->ops->is_valid_access(off, size, t, env->prog, &info)) {
2408                 /* A non zero info.ctx_field_size indicates that this field is a
2409                  * candidate for later verifier transformation to load the whole
2410                  * field and then apply a mask when accessed with a narrower
2411                  * access than actual ctx access size. A zero info.ctx_field_size
2412                  * will only allow for whole field access and rejects any other
2413                  * type of narrower access.
2414                  */
2415                 *reg_type = info.reg_type;
2416
2417                 if (*reg_type == PTR_TO_BTF_ID)
2418                         *btf_id = info.btf_id;
2419                 else
2420                         env->insn_aux_data[insn_idx].ctx_field_size = info.ctx_field_size;
2421                 /* remember the offset of last byte accessed in ctx */
2422                 if (env->prog->aux->max_ctx_offset < off + size)
2423                         env->prog->aux->max_ctx_offset = off + size;
2424                 return 0;
2425         }
2426
2427         verbose(env, "invalid bpf_context access off=%d size=%d\n", off, size);
2428         return -EACCES;
2429 }
2430
2431 static int check_flow_keys_access(struct bpf_verifier_env *env, int off,
2432                                   int size)
2433 {
2434         if (size < 0 || off < 0 ||
2435             (u64)off + size > sizeof(struct bpf_flow_keys)) {
2436                 verbose(env, "invalid access to flow keys off=%d size=%d\n",
2437                         off, size);
2438                 return -EACCES;
2439         }
2440         return 0;
2441 }
2442
2443 static int check_sock_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx,
2444                              u32 regno, int off, int size,
2445                              enum bpf_access_type t)
2446 {
2447         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
2448         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
2449         struct bpf_insn_access_aux info = {};
2450         bool valid;
2451
2452         if (reg->smin_value < 0) {
2453                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
2454                         regno);
2455                 return -EACCES;
2456         }
2457
2458         switch (reg->type) {
2459         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
2460                 valid = bpf_sock_common_is_valid_access(off, size, t, &info);
2461                 break;
2462         case PTR_TO_SOCKET:
2463                 valid = bpf_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
2464                 break;
2465         case PTR_TO_TCP_SOCK:
2466                 valid = bpf_tcp_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
2467                 break;
2468         case PTR_TO_XDP_SOCK:
2469                 valid = bpf_xdp_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
2470                 break;
2471         default:
2472                 valid = false;
2473         }
2474
2475
2476         if (valid) {
2477                 env->insn_aux_data[insn_idx].ctx_field_size =
2478                         info.ctx_field_size;
2479                 return 0;
2480         }
2481
2482         verbose(env, "R%d invalid %s access off=%d size=%d\n",
2483                 regno, reg_type_str[reg->type], off, size);
2484
2485         return -EACCES;
2486 }
2487
2488 static bool __is_pointer_value(bool allow_ptr_leaks,
2489                                const struct bpf_reg_state *reg)
2490 {
2491         if (allow_ptr_leaks)
2492                 return false;
2493
2494         return reg->type != SCALAR_VALUE;
2495 }
2496
2497 static struct bpf_reg_state *reg_state(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
2498 {
2499         return cur_regs(env) + regno;
2500 }
2501
2502 static bool is_pointer_value(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
2503 {
2504         return __is_pointer_value(env->allow_ptr_leaks, reg_state(env, regno));
2505 }
2506
2507 static bool is_ctx_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
2508 {
2509         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
2510
2511         return reg->type == PTR_TO_CTX;
2512 }
2513
2514 static bool is_sk_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
2515 {
2516         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
2517
2518         return type_is_sk_pointer(reg->type);
2519 }
2520
2521 static bool is_pkt_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
2522 {
2523         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
2524
2525         return type_is_pkt_pointer(reg->type);
2526 }
2527
2528 static bool is_flow_key_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
2529 {
2530         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
2531
2532         /* Separate to is_ctx_reg() since we still want to allow BPF_ST here. */
2533         return reg->type == PTR_TO_FLOW_KEYS;
2534 }
2535
2536 static int check_pkt_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
2537                                    const struct bpf_reg_state *reg,
2538                                    int off, int size, bool strict)
2539 {
2540         struct tnum reg_off;
2541         int ip_align;
2542
2543         /* Byte size accesses are always allowed. */
2544         if (!strict || size == 1)
2545                 return 0;
2546
2547         /* For platforms that do not have a Kconfig enabling
2548          * CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS the value of
2549          * NET_IP_ALIGN is universally set to '2'.  And on platforms
2550          * that do set CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS, we get
2551          * to this code only in strict mode where we want to emulate
2552          * the NET_IP_ALIGN==2 checking.  Therefore use an
2553          * unconditional IP align value of '2'.
2554          */
2555         ip_align = 2;
2556
2557         reg_off = tnum_add(reg->var_off, tnum_const(ip_align + reg->off + off));
2558         if (!tnum_is_aligned(reg_off, size)) {
2559                 char tn_buf[48];
2560
2561                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
2562                 verbose(env,
2563                         "misaligned packet access off %d+%s+%d+%d size %d\n",
2564                         ip_align, tn_buf, reg->off, off, size);
2565                 return -EACCES;
2566         }
2567
2568         return 0;
2569 }
2570
2571 static int check_generic_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
2572                                        const struct bpf_reg_state *reg,
2573                                        const char *pointer_desc,
2574                                        int off, int size, bool strict)
2575 {
2576         struct tnum reg_off;
2577
2578         /* Byte size accesses are always allowed. */
2579         if (!strict || size == 1)
2580                 return 0;
2581
2582         reg_off = tnum_add(reg->var_off, tnum_const(reg->off + off));
2583         if (!tnum_is_aligned(reg_off, size)) {
2584                 char tn_buf[48];
2585
2586                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
2587                 verbose(env, "misaligned %saccess off %s+%d+%d size %d\n",
2588                         pointer_desc, tn_buf, reg->off, off, size);
2589                 return -EACCES;
2590         }
2591
2592         return 0;
2593 }
2594
2595 static int check_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
2596                                const struct bpf_reg_state *reg, int off,
2597                                int size, bool strict_alignment_once)
2598 {
2599         bool strict = env->strict_alignment || strict_alignment_once;
2600         const char *pointer_desc = "";
2601
2602         switch (reg->type) {
2603         case PTR_TO_PACKET:
2604         case PTR_TO_PACKET_META:
2605                 /* Special case, because of NET_IP_ALIGN. Given metadata sits
2606                  * right in front, treat it the very same way.
2607                  */
2608                 return check_pkt_ptr_alignment(env, reg, off, size, strict);
2609         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
2610                 pointer_desc = "flow keys ";
2611                 break;
2612         case PTR_TO_MAP_VALUE:
2613                 pointer_desc = "value ";
2614                 break;
2615         case PTR_TO_CTX:
2616                 pointer_desc = "context ";
2617                 break;
2618         case PTR_TO_STACK:
2619                 pointer_desc = "stack ";
2620                 /* The stack spill tracking logic in check_stack_write()
2621                  * and check_stack_read() relies on stack accesses being
2622                  * aligned.
2623                  */
2624                 strict = true;
2625                 break;
2626         case PTR_TO_SOCKET:
2627                 pointer_desc = "sock ";
2628                 break;
2629         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
2630                 pointer_desc = "sock_common ";
2631                 break;
2632         case PTR_TO_TCP_SOCK:
2633                 pointer_desc = "tcp_sock ";
2634                 break;
2635         case PTR_TO_XDP_SOCK:
2636                 pointer_desc = "xdp_sock ";
2637                 break;
2638         default:
2639                 break;
2640         }
2641         return check_generic_ptr_alignment(env, reg, pointer_desc, off, size,
2642                                            strict);
2643 }
2644
2645 static int update_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env,
2646                               const struct bpf_func_state *func,
2647                               int off)
2648 {
2649         u16 stack = env->subprog_info[func->subprogno].stack_depth;
2650
2651         if (stack >= -off)
2652                 return 0;
2653
2654         /* update known max for given subprogram */
2655         env->subprog_info[func->subprogno].stack_depth = -off;
2656         return 0;
2657 }
2658
2659 /* starting from main bpf function walk all instructions of the function
2660  * and recursively walk all callees that given function can call.
2661  * Ignore jump and exit insns.
2662  * Since recursion is prevented by check_cfg() this algorithm
2663  * only needs a local stack of MAX_CALL_FRAMES to remember callsites
2664  */
2665 static int check_max_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env)
2666 {
2667         int depth = 0, frame = 0, idx = 0, i = 0, subprog_end;
2668         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
2669         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
2670         int ret_insn[MAX_CALL_FRAMES];
2671         int ret_prog[MAX_CALL_FRAMES];
2672
2673 process_func:
2674         /* round up to 32-bytes, since this is granularity
2675          * of interpreter stack size
2676          */
2677         depth += round_up(max_t(u32, subprog[idx].stack_depth, 1), 32);
2678         if (depth > MAX_BPF_STACK) {
2679                 verbose(env, "combined stack size of %d calls is %d. Too large\n",
2680                         frame + 1, depth);
2681                 return -EACCES;
2682         }
2683 continue_func:
2684         subprog_end = subprog[idx + 1].start;
2685         for (; i < subprog_end; i++) {
2686                 if (insn[i].code != (BPF_JMP | BPF_CALL))
2687                         continue;
2688                 if (insn[i].src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
2689                         continue;
2690                 /* remember insn and function to return to */
2691                 ret_insn[frame] = i + 1;
2692                 ret_prog[frame] = idx;
2693
2694                 /* find the callee */
2695                 i = i + insn[i].imm + 1;
2696                 idx = find_subprog(env, i);
2697                 if (idx < 0) {
2698                         WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
2699                                   i);
2700                         return -EFAULT;
2701                 }
2702                 frame++;
2703                 if (frame >= MAX_CALL_FRAMES) {
2704                         verbose(env, "the call stack of %d frames is too deep !\n",
2705                                 frame);
2706                         return -E2BIG;
2707                 }
2708                 goto process_func;
2709         }
2710         /* end of for() loop means the last insn of the 'subprog'
2711          * was reached. Doesn't matter whether it was JA or EXIT
2712          */
2713         if (frame == 0)
2714                 return 0;
2715         depth -= round_up(max_t(u32, subprog[idx].stack_depth, 1), 32);
2716         frame--;
2717         i = ret_insn[frame];
2718         idx = ret_prog[frame];
2719         goto continue_func;
2720 }
2721
2722 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
2723 static int get_callee_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env,
2724                                   const struct bpf_insn *insn, int idx)
2725 {
2726         int start = idx + insn->imm + 1, subprog;
2727
2728         subprog = find_subprog(env, start);
2729         if (subprog < 0) {
2730                 WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
2731                           start);
2732                 return -EFAULT;
2733         }
2734         return env->subprog_info[subprog].stack_depth;
2735 }
2736 #endif
2737
2738 int check_ctx_reg(struct bpf_verifier_env *env,
2739                   const struct bpf_reg_state *reg, int regno)
2740 {
2741         /* Access to ctx or passing it to a helper is only allowed in
2742          * its original, unmodified form.
2743          */
2744
2745         if (reg->off) {
2746                 verbose(env, "dereference of modified ctx ptr R%d off=%d disallowed\n",
2747                         regno, reg->off);
2748                 return -EACCES;
2749         }
2750
2751         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
2752                 char tn_buf[48];
2753
2754                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
2755                 verbose(env, "variable ctx access var_off=%s disallowed\n", tn_buf);
2756                 return -EACCES;
2757         }
2758
2759         return 0;
2760 }
2761
2762 static int check_tp_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
2763                                   const struct bpf_reg_state *reg,
2764                                   int regno, int off, int size)
2765 {
2766         if (off < 0) {
2767                 verbose(env,
2768                         "R%d invalid tracepoint buffer access: off=%d, size=%d",
2769                         regno, off, size);
2770                 return -EACCES;
2771         }
2772         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
2773                 char tn_buf[48];
2774
2775                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
2776                 verbose(env,
2777                         "R%d invalid variable buffer offset: off=%d, var_off=%s",
2778                         regno, off, tn_buf);
2779                 return -EACCES;
2780         }
2781         if (off + size > env->prog->aux->max_tp_access)
2782                 env->prog->aux->max_tp_access = off + size;
2783
2784         return 0;
2785 }
2786
2787
2788 /* truncate register to smaller size (in bytes)
2789  * must be called with size < BPF_REG_SIZE
2790  */
2791 static void coerce_reg_to_size(struct bpf_reg_state *reg, int size)
2792 {
2793         u64 mask;
2794
2795         /* clear high bits in bit representation */
2796         reg->var_off = tnum_cast(reg->var_off, size);
2797
2798         /* fix arithmetic bounds */
2799         mask = ((u64)1 << (size * 8)) - 1;
2800         if ((reg->umin_value & ~mask) == (reg->umax_value & ~mask)) {
2801                 reg->umin_value &= mask;
2802                 reg->umax_value &= mask;
2803         } else {
2804                 reg->umin_value = 0;
2805                 reg->umax_value = mask;
2806         }
2807         reg->smin_value = reg->umin_value;
2808         reg->smax_value = reg->umax_value;
2809 }
2810
2811 static bool bpf_map_is_rdonly(const struct bpf_map *map)
2812 {
2813         return (map->map_flags & BPF_F_RDONLY_PROG) && map->frozen;
2814 }
2815
2816 static int bpf_map_direct_read(struct bpf_map *map, int off, int size, u64 *val)
2817 {
2818         void *ptr;
2819         u64 addr;
2820         int err;
2821
2822         err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &addr, off);
2823         if (err)
2824                 return err;
2825         ptr = (void *)(long)addr + off;
2826
2827         switch (size) {
2828         case sizeof(u8):
2829                 *val = (u64)*(u8 *)ptr;
2830                 break;
2831         case sizeof(u16):
2832                 *val = (u64)*(u16 *)ptr;
2833                 break;
2834         case sizeof(u32):
2835                 *val = (u64)*(u32 *)ptr;
2836                 break;
2837         case sizeof(u64):
2838                 *val = *(u64 *)ptr;
2839                 break;
2840         default:
2841                 return -EINVAL;
2842         }
2843         return 0;
2844 }
2845
2846 static int check_ptr_to_btf_access(struct bpf_verifier_env *env,
2847                                    struct bpf_reg_state *regs,
2848                                    int regno, int off, int size,
2849                                    enum bpf_access_type atype,
2850                                    int value_regno)
2851 {
2852         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
2853         const struct btf_type *t = btf_type_by_id(btf_vmlinux, reg->btf_id);
2854         const char *tname = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, t->name_off);
2855         u32 btf_id;
2856         int ret;
2857
2858         if (off < 0) {
2859                 verbose(env,
2860                         "R%d is ptr_%s invalid negative access: off=%d\n",
2861                         regno, tname, off);
2862                 return -EACCES;
2863         }
2864         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
2865                 char tn_buf[48];
2866
2867                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
2868                 verbose(env,
2869                         "R%d is ptr_%s invalid variable offset: off=%d, var_off=%s\n",
2870                         regno, tname, off, tn_buf);
2871                 return -EACCES;
2872         }
2873
2874         if (env->ops->btf_struct_access) {
2875                 ret = env->ops->btf_struct_access(&env->log, t, off, size,
2876                                                   atype, &btf_id);
2877         } else {
2878                 if (atype != BPF_READ) {
2879                         verbose(env, "only read is supported\n");
2880                         return -EACCES;
2881                 }
2882
2883                 ret = btf_struct_access(&env->log, t, off, size, atype,
2884                                         &btf_id);
2885         }
2886
2887         if (ret < 0)
2888                 return ret;
2889
2890         if (atype == BPF_READ) {
2891                 if (ret == SCALAR_VALUE) {
2892                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
2893                         return 0;
2894                 }
2895                 mark_reg_known_zero(env, regs, value_regno);
2896                 regs[value_regno].type = PTR_TO_BTF_ID;
2897                 regs[value_regno].btf_id = btf_id;
2898         }
2899
2900         return 0;
2901 }
2902
2903 /* check whether memory at (regno + off) is accessible for t = (read | write)
2904  * if t==write, value_regno is a register which value is stored into memory
2905  * if t==read, value_regno is a register which will receive the value from memory
2906  * if t==write && value_regno==-1, some unknown value is stored into memory
2907  * if t==read && value_regno==-1, don't care what we read from memory
2908  */
2909 static int check_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, u32 regno,
2910                             int off, int bpf_size, enum bpf_access_type t,
2911                             int value_regno, bool strict_alignment_once)
2912 {
2913         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
2914         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
2915         struct bpf_func_state *state;
2916         int size, err = 0;
2917
2918         size = bpf_size_to_bytes(bpf_size);
2919         if (size < 0)
2920                 return size;
2921
2922         /* alignment checks will add in reg->off themselves */
2923         err = check_ptr_alignment(env, reg, off, size, strict_alignment_once);
2924         if (err)
2925                 return err;
2926
2927         /* for access checks, reg->off is just part of off */
2928         off += reg->off;
2929
2930         if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE) {
2931                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
2932                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
2933                         verbose(env, "R%d leaks addr into map\n", value_regno);
2934                         return -EACCES;
2935                 }
2936                 err = check_map_access_type(env, regno, off, size, t);
2937                 if (err)
2938                         return err;
2939                 err = check_map_access(env, regno, off, size, false);
2940                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0) {
2941                         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
2942
2943                         /* if map is read-only, track its contents as scalars */
2944                         if (tnum_is_const(reg->var_off) &&
2945                             bpf_map_is_rdonly(map) &&
2946                             map->ops->map_direct_value_addr) {
2947                                 int map_off = off + reg->var_off.value;
2948                                 u64 val = 0;
2949
2950                                 err = bpf_map_direct_read(map, map_off, size,
2951                                                           &val);
2952                                 if (err)
2953                                         return err;
2954
2955                                 regs[value_regno].type = SCALAR_VALUE;
2956                                 __mark_reg_known(&regs[value_regno], val);
2957                         } else {
2958                                 mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
2959                         }
2960                 }
2961         } else if (reg->type == PTR_TO_CTX) {
2962                 enum bpf_reg_type reg_type = SCALAR_VALUE;
2963                 u32 btf_id = 0;
2964
2965                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
2966                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
2967                         verbose(env, "R%d leaks addr into ctx\n", value_regno);
2968                         return -EACCES;
2969                 }
2970
2971                 err = check_ctx_reg(env, reg, regno);
2972                 if (err < 0)
2973                         return err;
2974
2975                 err = check_ctx_access(env, insn_idx, off, size, t, &reg_type, &btf_id);
2976                 if (err)
2977                         verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
2978                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0) {
2979                         /* ctx access returns either a scalar, or a
2980                          * PTR_TO_PACKET[_META,_END]. In the latter
2981                          * case, we know the offset is zero.
2982                          */
2983                         if (reg_type == SCALAR_VALUE) {
2984                                 mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
2985                         } else {
2986                                 mark_reg_known_zero(env, regs,
2987                                                     value_regno);
2988                                 if (reg_type_may_be_null(reg_type))
2989                                         regs[value_regno].id = ++env->id_gen;
2990                                 /* A load of ctx field could have different
2991                                  * actual load size with the one encoded in the
2992                                  * insn. When the dst is PTR, it is for sure not
2993                                  * a sub-register.
2994                                  */
2995                                 regs[value_regno].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
2996                                 if (reg_type == PTR_TO_BTF_ID)
2997                                         regs[value_regno].btf_id = btf_id;
2998                         }
2999                         regs[value_regno].type = reg_type;
3000                 }
3001
3002         } else if (reg->type == PTR_TO_STACK) {
3003                 off += reg->var_off.value;
3004                 err = check_stack_access(env, reg, off, size);
3005                 if (err)
3006                         return err;
3007
3008                 state = func(env, reg);
3009                 err = update_stack_depth(env, state, off);
3010                 if (err)
3011                         return err;
3012
3013                 if (t == BPF_WRITE)
3014                         err = check_stack_write(env, state, off, size,
3015                                                 value_regno, insn_idx);
3016                 else
3017                         err = check_stack_read(env, state, off, size,
3018                                                value_regno);
3019         } else if (reg_is_pkt_pointer(reg)) {
3020                 if (t == BPF_WRITE && !may_access_direct_pkt_data(env, NULL, t)) {
3021                         verbose(env, "cannot write into packet\n");
3022                         return -EACCES;
3023                 }
3024                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
3025                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
3026                         verbose(env, "R%d leaks addr into packet\n",
3027                                 value_regno);
3028                         return -EACCES;
3029                 }
3030                 err = check_packet_access(env, regno, off, size, false);
3031                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
3032                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
3033         } else if (reg->type == PTR_TO_FLOW_KEYS) {
3034                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
3035                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
3036                         verbose(env, "R%d leaks addr into flow keys\n",
3037                                 value_regno);
3038                         return -EACCES;
3039                 }
3040
3041                 err = check_flow_keys_access(env, off, size);
3042                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
3043                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
3044         } else if (type_is_sk_pointer(reg->type)) {
3045                 if (t == BPF_WRITE) {
3046                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
3047                                 regno, reg_type_str[reg->type]);
3048                         return -EACCES;
3049                 }
3050                 err = check_sock_access(env, insn_idx, regno, off, size, t);
3051                 if (!err && value_regno >= 0)
3052                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
3053         } else if (reg->type == PTR_TO_TP_BUFFER) {
3054                 err = check_tp_buffer_access(env, reg, regno, off, size);
3055                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
3056                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
3057         } else if (reg->type == PTR_TO_BTF_ID) {
3058                 err = check_ptr_to_btf_access(env, regs, regno, off, size, t,
3059                                               value_regno);
3060         } else {
3061                 verbose(env, "R%d invalid mem access '%s'\n", regno,
3062                         reg_type_str[reg->type]);
3063                 return -EACCES;
3064         }
3065
3066         if (!err && size < BPF_REG_SIZE && value_regno >= 0 && t == BPF_READ &&
3067             regs[value_regno].type == SCALAR_VALUE) {
3068                 /* b/h/w load zero-extends, mark upper bits as known 0 */
3069                 coerce_reg_to_size(&regs[value_regno], size);
3070         }
3071         return err;
3072 }
3073
3074 static int check_xadd(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, struct bpf_insn *insn)
3075 {
3076         int err;
3077
3078         if ((BPF_SIZE(insn->code) != BPF_W && BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW) ||
3079             insn->imm != 0) {
3080                 verbose(env, "BPF_XADD uses reserved fields\n");
3081                 return -EINVAL;
3082         }
3083
3084         /* check src1 operand */
3085         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
3086         if (err)
3087                 return err;
3088
3089         /* check src2 operand */
3090         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
3091         if (err)
3092                 return err;
3093
3094         if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
3095                 verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", insn->src_reg);
3096                 return -EACCES;
3097         }
3098
3099         if (is_ctx_reg(env, insn->dst_reg) ||
3100             is_pkt_reg(env, insn->dst_reg) ||
3101             is_flow_key_reg(env, insn->dst_reg) ||
3102             is_sk_reg(env, insn->dst_reg)) {
3103                 verbose(env, "BPF_XADD stores into R%d %s is not allowed\n",
3104                         insn->dst_reg,
3105                         reg_type_str[reg_state(env, insn->dst_reg)->type]);
3106                 return -EACCES;
3107         }
3108
3109         /* check whether atomic_add can read the memory */
3110         err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
3111                                BPF_SIZE(insn->code), BPF_READ, -1, true);
3112         if (err)
3113                 return err;
3114
3115         /* check whether atomic_add can write into the same memory */
3116         return check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
3117                                 BPF_SIZE(insn->code), BPF_WRITE, -1, true);
3118 }
3119
3120 static int __check_stack_boundary(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
3121                                   int off, int access_size,
3122                                   bool zero_size_allowed)
3123 {
3124         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
3125
3126         if (off >= 0 || off < -MAX_BPF_STACK || off + access_size > 0 ||
3127             access_size < 0 || (access_size == 0 && !zero_size_allowed)) {
3128                 if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
3129                         verbose(env, "invalid stack type R%d off=%d access_size=%d\n",
3130                                 regno, off, access_size);
3131                 } else {
3132                         char tn_buf[48];
3133
3134                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
3135                         verbose(env, "invalid stack type R%d var_off=%s access_size=%d\n",
3136                                 regno, tn_buf, access_size);
3137                 }
3138                 return -EACCES;
3139         }
3140         return 0;
3141 }
3142
3143 /* when register 'regno' is passed into function that will read 'access_size'
3144  * bytes from that pointer, make sure that it's within stack boundary
3145  * and all elements of stack are initialized.
3146  * Unlike most pointer bounds-checking functions, this one doesn't take an
3147  * 'off' argument, so it has to add in reg->off itself.
3148  */
3149 static int check_stack_boundary(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
3150                                 int access_size, bool zero_size_allowed,
3151                                 struct bpf_call_arg_meta *meta)
3152 {
3153         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
3154         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
3155         int err, min_off, max_off, i, j, slot, spi;
3156
3157         if (reg->type != PTR_TO_STACK) {
3158                 /* Allow zero-byte read from NULL, regardless of pointer type */
3159                 if (zero_size_allowed && access_size == 0 &&
3160                     register_is_null(reg))
3161                         return 0;
3162
3163                 verbose(env, "R%d type=%s expected=%s\n", regno,
3164                         reg_type_str[reg->type],
3165                         reg_type_str[PTR_TO_STACK]);
3166                 return -EACCES;
3167         }
3168
3169         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
3170                 min_off = max_off = reg->var_off.value + reg->off;
3171                 err = __check_stack_boundary(env, regno, min_off, access_size,
3172                                              zero_size_allowed);
3173                 if (err)
3174                         return err;
3175         } else {
3176                 /* Variable offset is prohibited for unprivileged mode for
3177                  * simplicity since it requires corresponding support in
3178                  * Spectre masking for stack ALU.
3179                  * See also retrieve_ptr_limit().
3180                  */
3181                 if (!env->allow_ptr_leaks) {
3182                         char tn_buf[48];
3183
3184                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
3185                         verbose(env, "R%d indirect variable offset stack access prohibited for !root, var_off=%s\n",
3186                                 regno, tn_buf);
3187                         return -EACCES;
3188                 }
3189                 /* Only initialized buffer on stack is allowed to be accessed
3190                  * with variable offset. With uninitialized buffer it's hard to
3191                  * guarantee that whole memory is marked as initialized on
3192                  * helper return since specific bounds are unknown what may
3193                  * cause uninitialized stack leaking.
3194                  */
3195                 if (meta && meta->raw_mode)
3196                         meta = NULL;
3197
3198                 if (reg->smax_value >= BPF_MAX_VAR_OFF ||
3199                     reg->smax_value <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
3200                         verbose(env, "R%d unbounded indirect variable offset stack access\n",
3201                                 regno);
3202                         return -EACCES;
3203                 }
3204                 min_off = reg->smin_value + reg->off;
3205                 max_off = reg->smax_value + reg->off;
3206                 err = __check_stack_boundary(env, regno, min_off, access_size,
3207                                              zero_size_allowed);
3208                 if (err) {
3209                         verbose(env, "R%d min value is outside of stack bound\n",
3210                                 regno);
3211                         return err;
3212                 }
3213                 err = __check_stack_boundary(env, regno, max_off, access_size,
3214                                              zero_size_allowed);
3215                 if (err) {
3216                         verbose(env, "R%d max value is outside of stack bound\n",
3217                                 regno);
3218                         return err;
3219                 }
3220         }
3221
3222         if (meta && meta->raw_mode) {
3223                 meta->access_size = access_size;
3224                 meta->regno = regno;
3225                 return 0;
3226         }
3227
3228         for (i = min_off; i < max_off + access_size; i++) {
3229                 u8 *stype;
3230
3231                 slot = -i - 1;
3232                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
3233                 if (state->allocated_stack <= slot)
3234                         goto err;
3235                 stype = &state->stack[spi].slot_type[slot % BPF_REG_SIZE];
3236                 if (*stype == STACK_MISC)
3237                         goto mark;
3238                 if (*stype == STACK_ZERO) {
3239                         /* helper can write anything into the stack */
3240                         *stype = STACK_MISC;
3241                         goto mark;
3242                 }
3243                 if (state->stack[spi].slot_type[0] == STACK_SPILL &&
3244                     state->stack[spi].spilled_ptr.type == SCALAR_VALUE) {
3245                         __mark_reg_unknown(env, &state->stack[spi].spilled_ptr);
3246                         for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
3247                                 state->stack[spi].slot_type[j] = STACK_MISC;
3248                         goto mark;
3249                 }
3250
3251 err:
3252                 if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
3253                         verbose(env, "invalid indirect read from stack off %d+%d size %d\n",
3254                                 min_off, i - min_off, access_size);
3255                 } else {
3256                         char tn_buf[48];
3257
3258                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
3259                         verbose(env, "invalid indirect read from stack var_off %s+%d size %d\n",
3260                                 tn_buf, i - min_off, access_size);
3261                 }
3262                 return -EACCES;
3263 mark:
3264                 /* reading any byte out of 8-byte 'spill_slot' will cause
3265                  * the whole slot to be marked as 'read'
3266                  */
3267                 mark_reg_read(env, &state->stack[spi].spilled_ptr,
3268                               state->stack[spi].spilled_ptr.parent,
3269                               REG_LIVE_READ64);
3270         }
3271         return update_stack_depth(env, state, min_off);
3272 }
3273
3274 static int check_helper_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
3275                                    int access_size, bool zero_size_allowed,
3276                                    struct bpf_call_arg_meta *meta)
3277 {
3278         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
3279
3280         switch (reg->type) {
3281         case PTR_TO_PACKET:
3282         case PTR_TO_PACKET_META:
3283                 return check_packet_access(env, regno, reg->off, access_size,
3284                                            zero_size_allowed);
3285         case PTR_TO_MAP_VALUE:
3286                 if (check_map_access_type(env, regno, reg->off, access_size,
3287                                           meta && meta->raw_mode ? BPF_WRITE :
3288                                           BPF_READ))
3289                         return -EACCES;
3290                 return check_map_access(env, regno, reg->off, access_size,
3291                                         zero_size_allowed);
3292         default: /* scalar_value|ptr_to_stack or invalid ptr */
3293                 return check_stack_boundary(env, regno, access_size,
3294                                             zero_size_allowed, meta);
3295         }
3296 }
3297
3298 /* Implementation details:
3299  * bpf_map_lookup returns PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL
3300  * Two bpf_map_lookups (even with the same key) will have different reg->id.
3301  * For traditional PTR_TO_MAP_VALUE the verifier clears reg->id after
3302  * value_or_null->value transition, since the verifier only cares about
3303  * the range of access to valid map value pointer and doesn't care about actual
3304  * address of the map element.
3305  * For maps with 'struct bpf_spin_lock' inside map value the verifier keeps
3306  * reg->id > 0 after value_or_null->value transition. By doing so
3307  * two bpf_map_lookups will be considered two different pointers that
3308  * point to different bpf_spin_locks.
3309  * The verifier allows taking only one bpf_spin_lock at a time to avoid
3310  * dead-locks.
3311  * Since only one bpf_spin_lock is allowed the checks are simpler than
3312  * reg_is_refcounted() logic. The verifier needs to remember only
3313  * one spin_lock instead of array of acquired_refs.
3314  * cur_state->active_spin_lock remembers which map value element got locked
3315  * and clears it after bpf_spin_unlock.
3316  */
3317 static int process_spin_lock(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
3318                              bool is_lock)
3319 {
3320         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
3321         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
3322         bool is_const = tnum_is_const(reg->var_off);
3323         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
3324         u64 val = reg->var_off.value;
3325
3326         if (reg->type != PTR_TO_MAP_VALUE) {
3327                 verbose(env, "R%d is not a pointer to map_value\n", regno);
3328                 return -EINVAL;
3329         }
3330         if (!is_const) {
3331                 verbose(env,
3332                         "R%d doesn't have constant offset. bpf_spin_lock has to be at the constant offset\n",
3333                         regno);
3334                 return -EINVAL;
3335         }
3336         if (!map->btf) {
3337                 verbose(env,
3338                         "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_spin_lock\n",
3339                         map->name);
3340                 return -EINVAL;
3341         }
3342         if (!map_value_has_spin_lock(map)) {
3343                 if (map->spin_lock_off == -E2BIG)
3344                         verbose(env,
3345                                 "map '%s' has more than one 'struct bpf_spin_lock'\n",
3346                                 map->name);
3347                 else if (map->spin_lock_off == -ENOENT)
3348                         verbose(env,
3349                                 "map '%s' doesn't have 'struct bpf_spin_lock'\n",
3350                                 map->name);
3351                 else
3352                         verbose(env,
3353                                 "map '%s' is not a struct type or bpf_spin_lock is mangled\n",
3354                                 map->name);
3355                 return -EINVAL;
3356         }
3357         if (map->spin_lock_off != val + reg->off) {
3358                 verbose(env, "off %lld doesn't point to 'struct bpf_spin_lock'\n",
3359                         val + reg->off);
3360                 return -EINVAL;
3361         }
3362         if (is_lock) {
3363                 if (cur->active_spin_lock) {
3364                         verbose(env,
3365                                 "Locking two bpf_spin_locks are not allowed\n");
3366                         return -EINVAL;
3367                 }
3368                 cur->active_spin_lock = reg->id;
3369         } else {
3370                 if (!cur->active_spin_lock) {
3371                         verbose(env, "bpf_spin_unlock without taking a lock\n");
3372                         return -EINVAL;
3373                 }
3374                 if (cur->active_spin_lock != reg->id) {
3375                         verbose(env, "bpf_spin_unlock of different lock\n");
3376                         return -EINVAL;
3377                 }
3378                 cur->active_spin_lock = 0;
3379         }
3380         return 0;
3381 }
3382
3383 static bool arg_type_is_mem_ptr(enum bpf_arg_type type)
3384 {
3385         return type == ARG_PTR_TO_MEM ||
3386                type == ARG_PTR_TO_MEM_OR_NULL ||
3387                type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM;
3388 }
3389
3390 static bool arg_type_is_mem_size(enum bpf_arg_type type)
3391 {
3392         return type == ARG_CONST_SIZE ||
3393                type == ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO;
3394 }
3395
3396 static bool arg_type_is_int_ptr(enum bpf_arg_type type)
3397 {
3398         return type == ARG_PTR_TO_INT ||
3399                type == ARG_PTR_TO_LONG;
3400 }
3401
3402 static int int_ptr_type_to_size(enum bpf_arg_type type)
3403 {
3404         if (type == ARG_PTR_TO_INT)
3405                 return sizeof(u32);
3406         else if (type == ARG_PTR_TO_LONG)
3407                 return sizeof(u64);
3408
3409         return -EINVAL;
3410 }
3411
3412 static int check_func_arg(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
3413                           enum bpf_arg_type arg_type,
3414                           struct bpf_call_arg_meta *meta)
3415 {
3416         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
3417         enum bpf_reg_type expected_type, type = reg->type;
3418         int err = 0;
3419
3420         if (arg_type == ARG_DONTCARE)
3421                 return 0;
3422
3423         err = check_reg_arg(env, regno, SRC_OP);
3424         if (err)
3425                 return err;
3426
3427         if (arg_type == ARG_ANYTHING) {
3428                 if (is_pointer_value(env, regno)) {
3429                         verbose(env, "R%d leaks addr into helper function\n",
3430                                 regno);
3431                         return -EACCES;
3432                 }
3433                 return 0;
3434         }
3435
3436         if (type_is_pkt_pointer(type) &&
3437             !may_access_direct_pkt_data(env, meta, BPF_READ)) {
3438                 verbose(env, "helper access to the packet is not allowed\n");
3439                 return -EACCES;
3440         }
3441
3442         if (arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_KEY ||
3443             arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE ||
3444             arg_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MAP_VALUE ||
3445             arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL) {
3446                 expected_type = PTR_TO_STACK;
3447                 if (register_is_null(reg) &&
3448                     arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL)
3449                         /* final test in check_stack_boundary() */;
3450                 else if (!type_is_pkt_pointer(type) &&
3451                          type != PTR_TO_MAP_VALUE &&
3452                          type != expected_type)
3453                         goto err_type;
3454         } else if (arg_type == ARG_CONST_SIZE ||
3455                    arg_type == ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO) {
3456                 expected_type = SCALAR_VALUE;
3457                 if (type != expected_type)
3458                         goto err_type;
3459         } else if (arg_type == ARG_CONST_MAP_PTR) {
3460                 expected_type = CONST_PTR_TO_MAP;
3461                 if (type != expected_type)
3462                         goto err_type;
3463         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_CTX) {
3464                 expected_type = PTR_TO_CTX;
3465                 if (type != expected_type)
3466                         goto err_type;
3467                 err = check_ctx_reg(env, reg, regno);
3468                 if (err < 0)
3469                         return err;
3470         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_SOCK_COMMON) {
3471                 expected_type = PTR_TO_SOCK_COMMON;
3472                 /* Any sk pointer can be ARG_PTR_TO_SOCK_COMMON */
3473                 if (!type_is_sk_pointer(type))
3474                         goto err_type;
3475                 if (reg->ref_obj_id) {
3476                         if (meta->ref_obj_id) {
3477                                 verbose(env, "verifier internal error: more than one arg with ref_obj_id R%d %u %u\n",
3478                                         regno, reg->ref_obj_id,
3479                                         meta->ref_obj_id);
3480                                 return -EFAULT;
3481                         }
3482                         meta->ref_obj_id = reg->ref_obj_id;
3483                 }
3484         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_SOCKET) {
3485                 expected_type = PTR_TO_SOCKET;
3486                 if (type != expected_type)
3487                         goto err_type;
3488         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_BTF_ID) {
3489                 expected_type = PTR_TO_BTF_ID;
3490                 if (type != expected_type)
3491                         goto err_type;
3492                 if (reg->btf_id != meta->btf_id) {
3493                         verbose(env, "Helper has type %s got %s in R%d\n",
3494                                 kernel_type_name(meta->btf_id),
3495                                 kernel_type_name(reg->btf_id), regno);
3496
3497                         return -EACCES;
3498                 }
3499                 if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value || reg->off) {
3500                         verbose(env, "R%d is a pointer to in-kernel struct with non-zero offset\n",
3501                                 regno);
3502                         return -EACCES;
3503                 }
3504         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK) {
3505                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_spin_lock) {
3506                         if (process_spin_lock(env, regno, true))
3507                                 return -EACCES;
3508                 } else if (meta->func_id == BPF_FUNC_spin_unlock) {
3509                         if (process_spin_lock(env, regno, false))
3510                                 return -EACCES;
3511                 } else {
3512                         verbose(env, "verifier internal error\n");
3513                         return -EFAULT;
3514                 }
3515         } else if (arg_type_is_mem_ptr(arg_type)) {
3516                 expected_type = PTR_TO_STACK;
3517                 /* One exception here. In case function allows for NULL to be
3518                  * passed in as argument, it's a SCALAR_VALUE type. Final test
3519                  * happens during stack boundary checking.
3520                  */
3521                 if (register_is_null(reg) &&
3522                     arg_type == ARG_PTR_TO_MEM_OR_NULL)
3523                         /* final test in check_stack_boundary() */;
3524                 else if (!type_is_pkt_pointer(type) &&
3525                          type != PTR_TO_MAP_VALUE &&
3526                          type != expected_type)
3527                         goto err_type;
3528                 meta->raw_mode = arg_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM;
3529         } else if (arg_type_is_int_ptr(arg_type)) {
3530                 expected_type = PTR_TO_STACK;
3531                 if (!type_is_pkt_pointer(type) &&
3532                     type != PTR_TO_MAP_VALUE &&
3533                     type != expected_type)
3534                         goto err_type;
3535         } else {
3536                 verbose(env, "unsupported arg_type %d\n", arg_type);
3537                 return -EFAULT;
3538         }
3539
3540         if (arg_type == ARG_CONST_MAP_PTR) {
3541                 /* bpf_map_xxx(map_ptr) call: remember that map_ptr */
3542                 meta->map_ptr = reg->map_ptr;
3543         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_KEY) {
3544                 /* bpf_map_xxx(..., map_ptr, ..., key) call:
3545                  * check that [key, key + map->key_size) are within
3546                  * stack limits and initialized
3547                  */
3548                 if (!meta->map_ptr) {
3549                         /* in function declaration map_ptr must come before
3550                          * map_key, so that it's verified and known before
3551                          * we have to check map_key here. Otherwise it means
3552                          * that kernel subsystem misconfigured verifier
3553                          */
3554                         verbose(env, "invalid map_ptr to access map->key\n");
3555                         return -EACCES;
3556                 }
3557                 err = check_helper_mem_access(env, regno,
3558                                               meta->map_ptr->key_size, false,
3559                                               NULL);
3560         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE ||
3561                    (arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL &&
3562                     !register_is_null(reg)) ||
3563                    arg_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MAP_VALUE) {
3564                 /* bpf_map_xxx(..., map_ptr, ..., value) call:
3565                  * check [value, value + map->value_size) validity
3566                  */
3567                 if (!meta->map_ptr) {
3568                         /* kernel subsystem misconfigured verifier */
3569                         verbose(env, "invalid map_ptr to access map->value\n");
3570                         return -EACCES;
3571                 }
3572                 meta->raw_mode = (arg_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MAP_VALUE);
3573                 err = check_helper_mem_access(env, regno,
3574                                               meta->map_ptr->value_size, false,
3575                                               meta);
3576         } else if (arg_type_is_mem_size(arg_type)) {
3577                 bool zero_size_allowed = (arg_type == ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO);
3578
3579                 /* remember the mem_size which may be used later
3580                  * to refine return values.
3581                  */
3582                 meta->msize_smax_value = reg->smax_value;
3583                 meta->msize_umax_value = reg->umax_value;
3584
3585                 /* The register is SCALAR_VALUE; the access check
3586                  * happens using its boundaries.
3587                  */
3588                 if (!tnum_is_const(reg->var_off))
3589                         /* For unprivileged variable accesses, disable raw
3590                          * mode so that the program is required to
3591                          * initialize all the memory that the helper could
3592                          * just partially fill up.
3593                          */
3594                         meta = NULL;
3595
3596                 if (reg->smin_value < 0) {
3597                         verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned or 'var &= const'\n",
3598                                 regno);
3599                         return -EACCES;
3600                 }
3601
3602                 if (reg->umin_value == 0) {
3603                         err = check_helper_mem_access(env, regno - 1, 0,
3604                                                       zero_size_allowed,
3605                                                       meta);
3606                         if (err)
3607                                 return err;
3608                 }
3609
3610                 if (reg->umax_value >= BPF_MAX_VAR_SIZ) {
3611                         verbose(env, "R%d unbounded memory access, use 'var &= const' or 'if (var < const)'\n",
3612                                 regno);
3613                         return -EACCES;
3614                 }
3615                 err = check_helper_mem_access(env, regno - 1,
3616                                               reg->umax_value,
3617                                               zero_size_allowed, meta);
3618                 if (!err)
3619                         err = mark_chain_precision(env, regno);
3620         } else if (arg_type_is_int_ptr(arg_type)) {
3621                 int size = int_ptr_type_to_size(arg_type);
3622
3623                 err = check_helper_mem_access(env, regno, size, false, meta);
3624                 if (err)
3625                         return err;
3626                 err = check_ptr_alignment(env, reg, 0, size, true);
3627         }
3628
3629         return err;
3630 err_type:
3631         verbose(env, "R%d type=%s expected=%s\n", regno,
3632                 reg_type_str[type], reg_type_str[expected_type]);
3633         return -EACCES;
3634 }
3635
3636 static int check_map_func_compatibility(struct bpf_verifier_env *env,
3637                                         struct bpf_map *map, int func_id)
3638 {
3639         if (!map)
3640                 return 0;
3641
3642         /* We need a two way check, first is from map perspective ... */
3643         switch (map->map_type) {
3644         case BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY:
3645                 if (func_id != BPF_FUNC_tail_call)
3646                         goto error;
3647                 break;
3648         case BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY:
3649                 if (func_id != BPF_FUNC_perf_event_read &&
3650                     func_id != BPF_FUNC_perf_event_output &&
3651                     func_id != BPF_FUNC_skb_output &&
3652                     func_id != BPF_FUNC_perf_event_read_value)
3653                         goto error;
3654                 break;
3655         case BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE:
3656                 if (func_id != BPF_FUNC_get_stackid)
3657                         goto error;
3658                 break;
3659         case BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY:
3660                 if (func_id != BPF_FUNC_skb_under_cgroup &&
3661                     func_id != BPF_FUNC_current_task_under_cgroup)
3662                         goto error;
3663                 break;
3664         case BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE:
3665         case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE:
3666                 if (func_id != BPF_FUNC_get_local_storage)
3667                         goto error;
3668                 break;
3669         case BPF_MAP_TYPE_DEVMAP:
3670         case BPF_MAP_TYPE_DEVMAP_HASH:
3671                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
3672                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
3673                         goto error;
3674                 break;
3675         /* Restrict bpf side of cpumap and xskmap, open when use-cases
3676          * appear.
3677          */
3678         case BPF_MAP_TYPE_CPUMAP:
3679                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map)
3680                         goto error;
3681                 break;
3682         case BPF_MAP_TYPE_XSKMAP:
3683                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
3684                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
3685                         goto error;
3686                 break;
3687         case BPF_MAP_TYPE_ARRAY_OF_MAPS:
3688         case BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS:
3689                 if (func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
3690                         goto error;
3691                 break;
3692         case BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP:
3693                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_redirect_map &&
3694                     func_id != BPF_FUNC_sock_map_update &&
3695                     func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
3696                     func_id != BPF_FUNC_msg_redirect_map)
3697                         goto error;
3698                 break;
3699         case BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH:
3700                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_redirect_hash &&
3701                     func_id != BPF_FUNC_sock_hash_update &&
3702                     func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
3703                     func_id != BPF_FUNC_msg_redirect_hash)
3704                         goto error;
3705                 break;
3706         case BPF_MAP_TYPE_REUSEPORT_SOCKARRAY:
3707                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport)
3708                         goto error;
3709                 break;
3710         case BPF_MAP_TYPE_QUEUE:
3711         case BPF_MAP_TYPE_STACK:
3712                 if (func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
3713                     func_id != BPF_FUNC_map_pop_elem &&
3714                     func_id != BPF_FUNC_map_push_elem)
3715                         goto error;
3716                 break;
3717         case BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE:
3718                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_storage_get &&
3719                     func_id != BPF_FUNC_sk_storage_delete)
3720                         goto error;
3721                 break;
3722         default:
3723                 break;
3724         }
3725
3726         /* ... and second from the function itself. */
3727         switch (func_id) {
3728         case BPF_FUNC_tail_call:
3729                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY)
3730                         goto error;
3731                 if (env->subprog_cnt > 1) {
3732                         verbose(env, "tail_calls are not allowed in programs with bpf-to-bpf calls\n");
3733                         return -EINVAL;
3734                 }
3735                 break;
3736         case BPF_FUNC_perf_event_read:
3737         case BPF_FUNC_perf_event_output:
3738         case BPF_FUNC_perf_event_read_value:
3739         case BPF_FUNC_skb_output:
3740                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY)
3741                         goto error;
3742                 break;
3743         case BPF_FUNC_get_stackid:
3744                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE)
3745                         goto error;
3746                 break;
3747         case BPF_FUNC_current_task_under_cgroup:
3748         case BPF_FUNC_skb_under_cgroup:
3749                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY)
3750                         goto error;
3751                 break;
3752         case BPF_FUNC_redirect_map:
3753                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_DEVMAP &&
3754                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_DEVMAP_HASH &&
3755                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CPUMAP &&
3756                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_XSKMAP)
3757                         goto error;
3758                 break;
3759         case BPF_FUNC_sk_redirect_map:
3760         case BPF_FUNC_msg_redirect_map:
3761         case BPF_FUNC_sock_map_update:
3762                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP)
3763                         goto error;
3764                 break;
3765         case BPF_FUNC_sk_redirect_hash:
3766         case BPF_FUNC_msg_redirect_hash:
3767         case BPF_FUNC_sock_hash_update:
3768                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH)
3769                         goto error;
3770                 break;
3771         case BPF_FUNC_get_local_storage:
3772                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE &&
3773                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE)
3774                         goto error;
3775                 break;
3776         case BPF_FUNC_sk_select_reuseport:
3777                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_REUSEPORT_SOCKARRAY)
3778                         goto error;
3779                 break;
3780         case BPF_FUNC_map_peek_elem:
3781         case BPF_FUNC_map_pop_elem:
3782         case BPF_FUNC_map_push_elem:
3783                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_QUEUE &&
3784                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK)
3785                         goto error;
3786                 break;
3787         case BPF_FUNC_sk_storage_get:
3788         case BPF_FUNC_sk_storage_delete:
3789                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE)
3790                         goto error;
3791                 break;
3792         default:
3793                 break;
3794         }
3795
3796         return 0;
3797 error:
3798         verbose(env, "cannot pass map_type %d into func %s#%d\n",
3799                 map->map_type, func_id_name(func_id), func_id);
3800         return -EINVAL;
3801 }
3802
3803 static bool check_raw_mode_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
3804 {
3805         int count = 0;
3806
3807         if (fn->arg1_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
3808                 count++;
3809         if (fn->arg2_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
3810                 count++;
3811         if (fn->arg3_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
3812                 count++;
3813         if (fn->arg4_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
3814                 count++;
3815         if (fn->arg5_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
3816                 count++;
3817
3818         /* We only support one arg being in raw mode at the moment,
3819          * which is sufficient for the helper functions we have
3820          * right now.
3821          */
3822         return count <= 1;
3823 }
3824
3825 static bool check_args_pair_invalid(enum bpf_arg_type arg_curr,
3826                                     enum bpf_arg_type arg_next)
3827 {
3828         return (arg_type_is_mem_ptr(arg_curr) &&
3829                 !arg_type_is_mem_size(arg_next)) ||
3830                (!arg_type_is_mem_ptr(arg_curr) &&
3831                 arg_type_is_mem_size(arg_next));
3832 }
3833
3834 static bool check_arg_pair_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
3835 {
3836         /* bpf_xxx(..., buf, len) call will access 'len'
3837          * bytes from memory 'buf'. Both arg types need
3838          * to be paired, so make sure there's no buggy
3839          * helper function specification.
3840          */
3841         if (arg_type_is_mem_size(fn->arg1_type) ||
3842             arg_type_is_mem_ptr(fn->arg5_type)  ||
3843             check_args_pair_invalid(fn->arg1_type, fn->arg2_type) ||
3844             check_args_pair_invalid(fn->arg2_type, fn->arg3_type) ||
3845             check_args_pair_invalid(fn->arg3_type, fn->arg4_type) ||
3846             check_args_pair_invalid(fn->arg4_type, fn->arg5_type))
3847                 return false;
3848
3849         return true;
3850 }
3851
3852 static bool check_refcount_ok(const struct bpf_func_proto *fn, int func_id)
3853 {
3854         int count = 0;
3855
3856         if (arg_type_may_be_refcounted(fn->arg1_type))
3857                 count++;
3858         if (arg_type_may_be_refcounted(fn->arg2_type))
3859                 count++;
3860         if (arg_type_may_be_refcounted(fn->arg3_type))
3861                 count++;
3862         if (arg_type_may_be_refcounted(fn->arg4_type))
3863                 count++;
3864         if (arg_type_may_be_refcounted(fn->arg5_type))
3865                 count++;
3866
3867         /* A reference acquiring function cannot acquire
3868          * another refcounted ptr.
3869          */
3870         if (is_acquire_function(func_id) && count)
3871                 return false;
3872
3873         /* We only support one arg being unreferenced at the moment,
3874          * which is sufficient for the helper functions we have right now.
3875          */
3876         return count <= 1;
3877 }
3878
3879 static int check_func_proto(const struct bpf_func_proto *fn, int func_id)
3880 {
3881         return check_raw_mode_ok(fn) &&
3882                check_arg_pair_ok(fn) &&
3883                check_refcount_ok(fn, func_id) ? 0 : -EINVAL;
3884 }
3885
3886 /* Packet data might have moved, any old PTR_TO_PACKET[_META,_END]
3887  * are now invalid, so turn them into unknown SCALAR_VALUE.
3888  */
3889 static void __clear_all_pkt_pointers(struct bpf_verifier_env *env,
3890                                      struct bpf_func_state *state)
3891 {
3892         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *reg;
3893         int i;
3894
3895         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
3896                 if (reg_is_pkt_pointer_any(&regs[i]))
3897                         mark_reg_unknown(env, regs, i);
3898
3899         bpf_for_each_spilled_reg(i, state, reg) {
3900                 if (!reg)
3901                         continue;
3902                 if (reg_is_pkt_pointer_any(reg))
3903                         __mark_reg_unknown(env, reg);
3904         }
3905 }
3906
3907 static void clear_all_pkt_pointers(struct bpf_verifier_env *env)
3908 {
3909         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
3910         int i;
3911
3912         for (i = 0; i <= vstate->curframe; i++)
3913                 __clear_all_pkt_pointers(env, vstate->frame[i]);
3914 }
3915
3916 static void release_reg_references(struct bpf_verifier_env *env,
3917                                    struct bpf_func_state *state,
3918                                    int ref_obj_id)
3919 {
3920         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *reg;
3921         int i;
3922
3923         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
3924                 if (regs[i].ref_obj_id == ref_obj_id)
3925                         mark_reg_unknown(env, regs, i);
3926
3927         bpf_for_each_spilled_reg(i, state, reg) {
3928                 if (!reg)
3929                         continue;
3930                 if (reg->ref_obj_id == ref_obj_id)
3931                         __mark_reg_unknown(env, reg);
3932         }
3933 }
3934
3935 /* The pointer with the specified id has released its reference to kernel
3936  * resources. Identify all copies of the same pointer and clear the reference.
3937  */
3938 static int release_reference(struct bpf_verifier_env *env,
3939                              int ref_obj_id)
3940 {
3941         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
3942         int err;
3943         int i;
3944
3945         err = release_reference_state(cur_func(env), ref_obj_id);
3946         if (err)
3947                 return err;
3948
3949         for (i = 0; i <= vstate->curframe; i++)
3950                 release_reg_references(env, vstate->frame[i], ref_obj_id);
3951
3952         return 0;
3953 }
3954
3955 static void clear_caller_saved_regs(struct bpf_verifier_env *env,
3956                                     struct bpf_reg_state *regs)
3957 {
3958         int i;
3959
3960         /* after the call registers r0 - r5 were scratched */
3961         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
3962                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
3963                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
3964         }
3965 }
3966
3967 static int check_func_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
3968                            int *insn_idx)
3969 {
3970         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
3971         struct bpf_func_info_aux *func_info_aux;
3972         struct bpf_func_state *caller, *callee;
3973         int i, err, subprog, target_insn;
3974         bool is_global = false;
3975
3976         if (state->curframe + 1 >= MAX_CALL_FRAMES) {
3977                 verbose(env, "the call stack of %d frames is too deep\n",
3978                         state->curframe + 2);
3979                 return -E2BIG;
3980         }
3981
3982         target_insn = *insn_idx + insn->imm;
3983         subprog = find_subprog(env, target_insn + 1);
3984         if (subprog < 0) {
3985                 verbose(env, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
3986                         target_insn + 1);
3987                 return -EFAULT;
3988         }
3989
3990         caller = state->frame[state->curframe];
3991         if (state->frame[state->curframe + 1]) {
3992                 verbose(env, "verifier bug. Frame %d already allocated\n",
3993                         state->curframe + 1);
3994                 return -EFAULT;
3995         }
3996
3997         func_info_aux = env->prog->aux->func_info_aux;
3998         if (func_info_aux)
3999                 is_global = func_info_aux[subprog].linkage == BTF_FUNC_GLOBAL;
4000         err = btf_check_func_arg_match(env, subprog, caller->regs);
4001         if (err == -EFAULT)
4002                 return err;
4003         if (is_global) {
4004                 if (err) {
4005                         verbose(env, "Caller passes invalid args into func#%d\n",
4006                                 subprog);
4007                         return err;
4008                 } else {
4009                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
4010                                 verbose(env,
4011                                         "Func#%d is global and valid. Skipping.\n",
4012                                         subprog);
4013                         clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
4014
4015                         /* All global functions return SCALAR_VALUE */
4016                         mark_reg_unknown(env, caller->regs, BPF_REG_0);
4017
4018                         /* continue with next insn after call */
4019                         return 0;
4020                 }
4021         }
4022
4023         callee = kzalloc(sizeof(*callee), GFP_KERNEL);
4024         if (!callee)
4025                 return -ENOMEM;
4026         state->frame[state->curframe + 1] = callee;
4027
4028         /* callee cannot access r0, r6 - r9 for reading and has to write
4029          * into its own stack before reading from it.
4030          * callee can read/write into caller's stack
4031          */
4032         init_func_state(env, callee,
4033                         /* remember the callsite, it will be used by bpf_exit */
4034                         *insn_idx /* callsite */,
4035                         state->curframe + 1 /* frameno within this callchain */,
4036                         subprog /* subprog number within this prog */);
4037
4038         /* Transfer references to the callee */
4039         err = transfer_reference_state(callee, caller);
4040         if (err)
4041                 return err;
4042
4043         /* copy r1 - r5 args that callee can access.  The copy includes parent
4044          * pointers, which connects us up to the liveness chain
4045          */
4046         for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++)
4047                 callee->regs[i] = caller->regs[i];
4048
4049         clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
4050
4051         /* only increment it after check_reg_arg() finished */
4052         state->curframe++;
4053
4054         /* and go analyze first insn of the callee */
4055         *insn_idx = target_insn;
4056
4057         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
4058                 verbose(env, "caller:\n");
4059                 print_verifier_state(env, caller);
4060                 verbose(env, "callee:\n");
4061                 print_verifier_state(env, callee);
4062         }
4063         return 0;
4064 }
4065
4066 static int prepare_func_exit(struct bpf_verifier_env *env, int *insn_idx)
4067 {
4068         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
4069         struct bpf_func_state *caller, *callee;
4070         struct bpf_reg_state *r0;
4071         int err;
4072
4073         callee = state->frame[state->curframe];
4074         r0 = &callee->regs[BPF_REG_0];
4075         if (r0->type == PTR_TO_STACK) {
4076                 /* technically it's ok to return caller's stack pointer
4077                  * (or caller's caller's pointer) back to the caller,
4078                  * since these pointers are valid. Only current stack
4079                  * pointer will be invalid as soon as function exits,
4080                  * but let's be conservative
4081                  */
4082                 verbose(env, "cannot return stack pointer to the caller\n");
4083                 return -EINVAL;
4084         }
4085
4086         state->curframe--;
4087         caller = state->frame[state->curframe];
4088         /* return to the caller whatever r0 had in the callee */
4089         caller->regs[BPF_REG_0] = *r0;
4090
4091         /* Transfer references to the caller */
4092         err = transfer_reference_state(caller, callee);
4093         if (err)
4094                 return err;
4095
4096         *insn_idx = callee->callsite + 1;
4097         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
4098                 verbose(env, "returning from callee:\n");
4099                 print_verifier_state(env, callee);
4100                 verbose(env, "to caller at %d:\n", *insn_idx);
4101                 print_verifier_state(env, caller);
4102         }
4103         /* clear everything in the callee */
4104         free_func_state(callee);
4105         state->frame[state->curframe + 1] = NULL;
4106         return 0;
4107 }
4108
4109 static void do_refine_retval_range(struct bpf_reg_state *regs, int ret_type,
4110                                    int func_id,
4111                                    struct bpf_call_arg_meta *meta)
4112 {
4113         struct bpf_reg_state *ret_reg = &regs[BPF_REG_0];
4114
4115         if (ret_type != RET_INTEGER ||
4116             (func_id != BPF_FUNC_get_stack &&
4117              func_id != BPF_FUNC_probe_read_str))
4118                 return;
4119
4120         ret_reg->smax_value = meta->msize_smax_value;
4121         ret_reg->umax_value = meta->msize_umax_value;
4122         __reg_deduce_bounds(ret_reg);
4123         __reg_bound_offset(ret_reg);
4124 }
4125
4126 static int
4127 record_func_map(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_call_arg_meta *meta,
4128                 int func_id, int insn_idx)
4129 {
4130         struct bpf_insn_aux_data *aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
4131         struct bpf_map *map = meta->map_ptr;
4132
4133         if (func_id != BPF_FUNC_tail_call &&
4134             func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
4135             func_id != BPF_FUNC_map_update_elem &&
4136             func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
4137             func_id != BPF_FUNC_map_push_elem &&
4138             func_id != BPF_FUNC_map_pop_elem &&
4139             func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem)
4140                 return 0;
4141
4142         if (map == NULL) {
4143                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
4144                 return -EINVAL;
4145         }
4146
4147         /* In case of read-only, some additional restrictions
4148          * need to be applied in order to prevent altering the
4149          * state of the map from program side.
4150          */
4151         if ((map->map_flags & BPF_F_RDONLY_PROG) &&
4152             (func_id == BPF_FUNC_map_delete_elem ||
4153              func_id == BPF_FUNC_map_update_elem ||
4154              func_id == BPF_FUNC_map_push_elem ||
4155              func_id == BPF_FUNC_map_pop_elem)) {
4156                 verbose(env, "write into map forbidden\n");
4157                 return -EACCES;
4158         }
4159
4160         if (!BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state))
4161                 bpf_map_ptr_store(aux, meta->map_ptr,
4162                                   meta->map_ptr->unpriv_array);
4163         else if (BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state) != meta->map_ptr)
4164                 bpf_map_ptr_store(aux, BPF_MAP_PTR_POISON,
4165                                   meta->map_ptr->unpriv_array);
4166         return 0;
4167 }
4168
4169 static int
4170 record_func_key(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_call_arg_meta *meta,
4171                 int func_id, int insn_idx)
4172 {
4173         struct bpf_insn_aux_data *aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
4174         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg;
4175         struct bpf_map *map = meta->map_ptr;
4176         struct tnum range;
4177         u64 val;
4178         int err;
4179
4180         if (func_id != BPF_FUNC_tail_call)
4181                 return 0;
4182         if (!map || map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY) {
4183                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
4184                 return -EINVAL;
4185         }
4186
4187         range = tnum_range(0, map->max_entries - 1);
4188         reg = &regs[BPF_REG_3];
4189
4190         if (!register_is_const(reg) || !tnum_in(range, reg->var_off)) {
4191                 bpf_map_key_store(aux, BPF_MAP_KEY_POISON);
4192                 return 0;
4193         }
4194
4195         err = mark_chain_precision(env, BPF_REG_3);
4196         if (err)
4197                 return err;
4198
4199         val = reg->var_off.value;
4200         if (bpf_map_key_unseen(aux))
4201                 bpf_map_key_store(aux, val);
4202         else if (!bpf_map_key_poisoned(aux) &&
4203                   bpf_map_key_immediate(aux) != val)
4204                 bpf_map_key_store(aux, BPF_MAP_KEY_POISON);
4205         return 0;
4206 }
4207
4208 static int check_reference_leak(struct bpf_verifier_env *env)
4209 {
4210         struct bpf_func_state *state = cur_func(env);
4211         int i;
4212
4213         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
4214                 verbose(env, "Unreleased reference id=%d alloc_insn=%d\n",
4215                         state->refs[i].id, state->refs[i].insn_idx);
4216         }
4217         return state->acquired_refs ? -EINVAL : 0;
4218 }
4219
4220 static int check_helper_call(struct bpf_verifier_env *env, int func_id, int insn_idx)
4221 {
4222         const struct bpf_func_proto *fn = NULL;
4223         struct bpf_reg_state *regs;
4224         struct bpf_call_arg_meta meta;
4225         bool changes_data;
4226         int i, err;
4227
4228         /* find function prototype */
4229         if (func_id < 0 || func_id >= __BPF_FUNC_MAX_ID) {
4230                 verbose(env, "invalid func %s#%d\n", func_id_name(func_id),
4231                         func_id);
4232                 return -EINVAL;
4233         }
4234
4235         if (env->ops->get_func_proto)
4236                 fn = env->ops->get_func_proto(func_id, env->prog);
4237         if (!fn) {
4238                 verbose(env, "unknown func %s#%d\n", func_id_name(func_id),
4239                         func_id);
4240                 return -EINVAL;
4241         }
4242
4243         /* eBPF programs must be GPL compatible to use GPL-ed functions */
4244         if (!env->prog->gpl_compatible && fn->gpl_only) {
4245                 verbose(env, "cannot call GPL-restricted function from non-GPL compatible program\n");
4246                 return -EINVAL;
4247         }
4248
4249         /* With LD_ABS/IND some JITs save/restore skb from r1. */
4250         changes_data = bpf_helper_changes_pkt_data(fn->func);
4251         if (changes_data && fn->arg1_type != ARG_PTR_TO_CTX) {
4252                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured func %s#%d: r1 != ctx\n",
4253                         func_id_name(func_id), func_id);
4254                 return -EINVAL;
4255         }
4256
4257         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
4258         meta.pkt_access = fn->pkt_access;
4259
4260         err = check_func_proto(fn, func_id);
4261         if (err) {
4262                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured func %s#%d\n",
4263                         func_id_name(func_id), func_id);
4264                 return err;
4265         }
4266
4267         meta.func_id = func_id;
4268         /* check args */
4269         for (i = 0; i < 5; i++) {
4270                 err = btf_resolve_helper_id(&env->log, fn, i);
4271                 if (err > 0)
4272                         meta.btf_id = err;
4273                 err = check_func_arg(env, BPF_REG_1 + i, fn->arg_type[i], &meta);
4274                 if (err)
4275                         return err;
4276         }
4277
4278         err = record_func_map(env, &meta, func_id, insn_idx);
4279         if (err)
4280                 return err;
4281
4282         err = record_func_key(env, &meta, func_id, insn_idx);
4283         if (err)
4284                 return err;
4285
4286         /* Mark slots with STACK_MISC in case of raw mode, stack offset
4287          * is inferred from register state.
4288          */
4289         for (i = 0; i < meta.access_size; i++) {
4290                 err = check_mem_access(env, insn_idx, meta.regno, i, BPF_B,
4291                                        BPF_WRITE, -1, false);
4292                 if (err)
4293                         return err;
4294         }
4295
4296         if (func_id == BPF_FUNC_tail_call) {
4297                 err = check_reference_leak(env);
4298                 if (err) {
4299                         verbose(env, "tail_call would lead to reference leak\n");
4300                         return err;
4301                 }
4302         } else if (is_release_function(func_id)) {
4303                 err = release_reference(env, meta.ref_obj_id);
4304                 if (err) {
4305                         verbose(env, "func %s#%d reference has not been acquired before\n",
4306                                 func_id_name(func_id), func_id);
4307                         return err;
4308                 }
4309         }
4310
4311         regs = cur_regs(env);
4312
4313         /* check that flags argument in get_local_storage(map, flags) is 0,
4314          * this is required because get_local_storage() can't return an error.
4315          */
4316         if (func_id == BPF_FUNC_get_local_storage &&
4317             !register_is_null(&regs[BPF_REG_2])) {
4318                 verbose(env, "get_local_storage() doesn't support non-zero flags\n");
4319                 return -EINVAL;
4320         }
4321
4322         /* reset caller saved regs */
4323         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
4324                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
4325                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
4326         }
4327
4328         /* helper call returns 64-bit value. */
4329         regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
4330
4331         /* update return register (already marked as written above) */
4332         if (fn->ret_type == RET_INTEGER) {
4333                 /* sets type to SCALAR_VALUE */
4334                 mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
4335         } else if (fn->ret_type == RET_VOID) {
4336                 regs[BPF_REG_0].type = NOT_INIT;
4337         } else if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL ||
4338                    fn->ret_type == RET_PTR_TO_MAP_VALUE) {
4339                 /* There is no offset yet applied, variable or fixed */
4340                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
4341                 /* remember map_ptr, so that check_map_access()
4342                  * can check 'value_size' boundary of memory access
4343                  * to map element returned from bpf_map_lookup_elem()
4344                  */
4345                 if (meta.map_ptr == NULL) {
4346                         verbose(env,
4347                                 "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
4348                         return -EINVAL;
4349                 }
4350                 regs[BPF_REG_0].map_ptr = meta.map_ptr;
4351                 if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_MAP_VALUE) {
4352                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MAP_VALUE;
4353                         if (map_value_has_spin_lock(meta.map_ptr))
4354                                 regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
4355                 } else {
4356                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL;
4357                         regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
4358                 }
4359         } else if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_SOCKET_OR_NULL) {
4360                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
4361                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_SOCKET_OR_NULL;
4362                 regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
4363         } else if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL) {
4364                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
4365                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL;
4366                 regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
4367         } else if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL) {
4368                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
4369                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL;
4370                 regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
4371         } else {
4372                 verbose(env, "unknown return type %d of func %s#%d\n",
4373                         fn->ret_type, func_id_name(func_id), func_id);
4374                 return -EINVAL;
4375         }
4376
4377         if (is_ptr_cast_function(func_id)) {
4378                 /* For release_reference() */
4379                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = meta.ref_obj_id;
4380         } else if (is_acquire_function(func_id)) {
4381                 int id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
4382
4383                 if (id < 0)
4384                         return id;
4385                 /* For mark_ptr_or_null_reg() */
4386                 regs[BPF_REG_0].id = id;
4387                 /* For release_reference() */
4388                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = id;
4389         }
4390
4391         do_refine_retval_range(regs, fn->ret_type, func_id, &meta);
4392
4393         err = check_map_func_compatibility(env, meta.map_ptr, func_id);
4394         if (err)
4395                 return err;
4396
4397         if (func_id == BPF_FUNC_get_stack && !env->prog->has_callchain_buf) {
4398                 const char *err_str;
4399
4400 #ifdef CONFIG_PERF_EVENTS
4401                 err = get_callchain_buffers(sysctl_perf_event_max_stack);
4402                 err_str = "cannot get callchain buffer for func %s#%d\n";
4403 #else
4404                 err = -ENOTSUPP;
4405                 err_str = "func %s#%d not supported without CONFIG_PERF_EVENTS\n";
4406 #endif
4407                 if (err) {
4408                         verbose(env, err_str, func_id_name(func_id), func_id);
4409                         return err;
4410                 }
4411
4412                 env->prog->has_callchain_buf = true;
4413         }
4414
4415         if (changes_data)
4416                 clear_all_pkt_pointers(env);
4417         return 0;
4418 }
4419
4420 static bool signed_add_overflows(s64 a, s64 b)
4421 {
4422         /* Do the add in u64, where overflow is well-defined */
4423         s64 res = (s64)((u64)a + (u64)b);
4424
4425         if (b < 0)
4426                 return res > a;
4427         return res < a;
4428 }
4429
4430 static bool signed_sub_overflows(s64 a, s64 b)
4431 {
4432         /* Do the sub in u64, where overflow is well-defined */
4433         s64 res = (s64)((u64)a - (u64)b);
4434
4435         if (b < 0)
4436                 return res < a;
4437         return res > a;
4438 }
4439
4440 static bool check_reg_sane_offset(struct bpf_verifier_env *env,
4441                                   const struct bpf_reg_state *reg,
4442                                   enum bpf_reg_type type)
4443 {
4444         bool known = tnum_is_const(reg->var_off);
4445         s64 val = reg->var_off.value;
4446         s64 smin = reg->smin_value;
4447
4448         if (known && (val >= BPF_MAX_VAR_OFF || val <= -BPF_MAX_VAR_OFF)) {
4449                 verbose(env, "math between %s pointer and %lld is not allowed\n",
4450                         reg_type_str[type], val);
4451                 return false;
4452         }
4453
4454         if (reg->off >= BPF_MAX_VAR_OFF || reg->off <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
4455                 verbose(env, "%s pointer offset %d is not allowed\n",
4456                         reg_type_str[type], reg->off);
4457                 return false;
4458         }
4459
4460         if (smin == S64_MIN) {
4461                 verbose(env, "math between %s pointer and register with unbounded min value is not allowed\n",
4462                         reg_type_str[type]);
4463                 return false;
4464         }
4465
4466         if (smin >= BPF_MAX_VAR_OFF || smin <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
4467                 verbose(env, "value %lld makes %s pointer be out of bounds\n",
4468                         smin, reg_type_str[type]);
4469                 return false;
4470         }
4471
4472         return true;
4473 }
4474
4475 static struct bpf_insn_aux_data *cur_aux(struct bpf_verifier_env *env)
4476 {
4477         return &env->insn_aux_data[env->insn_idx];
4478 }
4479
4480 static int retrieve_ptr_limit(const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
4481                               u32 *ptr_limit, u8 opcode, bool off_is_neg)
4482 {
4483         bool mask_to_left = (opcode == BPF_ADD &&  off_is_neg) ||
4484                             (opcode == BPF_SUB && !off_is_neg);
4485         u32 off;
4486
4487         switch (ptr_reg->type) {
4488         case PTR_TO_STACK:
4489                 /* Indirect variable offset stack access is prohibited in
4490                  * unprivileged mode so it's not handled here.
4491                  */
4492                 off = ptr_reg->off + ptr_reg->var_off.value;
4493                 if (mask_to_left)
4494                         *ptr_limit = MAX_BPF_STACK + off;
4495                 else
4496                         *ptr_limit = -off;
4497                 return 0;
4498         case PTR_TO_MAP_VALUE:
4499                 if (mask_to_left) {
4500                         *ptr_limit = ptr_reg->umax_value + ptr_reg->off;
4501                 } else {
4502                         off = ptr_reg->smin_value + ptr_reg->off;
4503                         *ptr_limit = ptr_reg->map_ptr->value_size - off;
4504                 }
4505                 return 0;
4506         default:
4507                 return -EINVAL;
4508         }
4509 }
4510
4511 static bool can_skip_alu_sanitation(const struct bpf_verifier_env *env,
4512                                     const struct bpf_insn *insn)
4513 {
4514         return env->allow_ptr_leaks || BPF_SRC(insn->code) == BPF_K;
4515 }
4516
4517 static int update_alu_sanitation_state(struct bpf_insn_aux_data *aux,
4518                                        u32 alu_state, u32 alu_limit)
4519 {
4520         /* If we arrived here from different branches with different
4521          * state or limits to sanitize, then this won't work.
4522          */
4523         if (aux->alu_state &&
4524             (aux->alu_state != alu_state ||
4525              aux->alu_limit != alu_limit))
4526                 return -EACCES;
4527
4528         /* Corresponding fixup done in fixup_bpf_calls(). */
4529         aux->alu_state = alu_state;
4530         aux->alu_limit = alu_limit;
4531         return 0;
4532 }
4533
4534 static int sanitize_val_alu(struct bpf_verifier_env *env,
4535                             struct bpf_insn *insn)
4536 {
4537         struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
4538
4539         if (can_skip_alu_sanitation(env, insn))
4540                 return 0;
4541
4542         return update_alu_sanitation_state(aux, BPF_ALU_NON_POINTER, 0);
4543 }
4544
4545 static int sanitize_ptr_alu(struct bpf_verifier_env *env,
4546                             struct bpf_insn *insn,
4547                             const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
4548                             struct bpf_reg_state *dst_reg,
4549                             bool off_is_neg)
4550 {
4551         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
4552         struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
4553         bool ptr_is_dst_reg = ptr_reg == dst_reg;
4554         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
4555         u32 alu_state, alu_limit;
4556         struct bpf_reg_state tmp;
4557         bool ret;
4558
4559         if (can_skip_alu_sanitation(env, insn))
4560                 return 0;
4561
4562         /* We already marked aux for masking from non-speculative
4563          * paths, thus we got here in the first place. We only care
4564          * to explore bad access from here.
4565          */
4566         if (vstate->speculative)
4567                 goto do_sim;
4568
4569         alu_state  = off_is_neg ? BPF_ALU_NEG_VALUE : 0;
4570         alu_state |= ptr_is_dst_reg ?
4571                      BPF_ALU_SANITIZE_SRC : BPF_ALU_SANITIZE_DST;
4572
4573         if (retrieve_ptr_limit(ptr_reg, &alu_limit, opcode, off_is_neg))
4574                 return 0;
4575         if (update_alu_sanitation_state(aux, alu_state, alu_limit))
4576                 return -EACCES;
4577 do_sim:
4578         /* Simulate and find potential out-of-bounds access under
4579          * speculative execution from truncation as a result of
4580          * masking when off was not within expected range. If off
4581          * sits in dst, then we temporarily need to move ptr there
4582          * to simulate dst (== 0) +/-= ptr. Needed, for example,
4583          * for cases where we use K-based arithmetic in one direction
4584          * and truncated reg-based in the other in order to explore
4585          * bad access.
4586          */
4587         if (!ptr_is_dst_reg) {
4588                 tmp = *dst_reg;
4589                 *dst_reg = *ptr_reg;
4590         }
4591         ret = push_stack(env, env->insn_idx + 1, env->insn_idx, true);
4592         if (!ptr_is_dst_reg && ret)
4593                 *dst_reg = tmp;
4594         return !ret ? -EFAULT : 0;
4595 }
4596
4597 /* Handles arithmetic on a pointer and a scalar: computes new min/max and var_off.
4598  * Caller should also handle BPF_MOV case separately.
4599  * If we return -EACCES, caller may want to try again treating pointer as a
4600  * scalar.  So we only emit a diagnostic if !env->allow_ptr_leaks.
4601  */
4602 static int adjust_ptr_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
4603                                    struct bpf_insn *insn,
4604                                    const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
4605                                    const struct bpf_reg_state *off_reg)
4606 {
4607         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
4608         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
4609         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *dst_reg;
4610         bool known = tnum_is_const(off_reg->var_off);
4611         s64 smin_val = off_reg->smin_value, smax_val = off_reg->smax_value,
4612             smin_ptr = ptr_reg->smin_value, smax_ptr = ptr_reg->smax_value;
4613         u64 umin_val = off_reg->umin_value, umax_val = off_reg->umax_value,
4614             umin_ptr = ptr_reg->umin_value, umax_ptr = ptr_reg->umax_value;
4615         u32 dst = insn->dst_reg, src = insn->src_reg;
4616         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
4617         int ret;
4618
4619         dst_reg = &regs[dst];
4620
4621         if ((known && (smin_val != smax_val || umin_val != umax_val)) ||
4622             smin_val > smax_val || umin_val > umax_val) {
4623                 /* Taint dst register if offset had invalid bounds derived from
4624                  * e.g. dead branches.
4625                  */
4626                 __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
4627                 return 0;
4628         }
4629
4630         if (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_ALU64) {
4631                 /* 32-bit ALU ops on pointers produce (meaningless) scalars */
4632                 verbose(env,
4633                         "R%d 32-bit pointer arithmetic prohibited\n",
4634                         dst);
4635                 return -EACCES;
4636         }
4637
4638         switch (ptr_reg->type) {
4639         case PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL:
4640                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic on %s prohibited, null-check it first\n",
4641                         dst, reg_type_str[ptr_reg->type]);
4642                 return -EACCES;
4643         case CONST_PTR_TO_MAP:
4644         case PTR_TO_PACKET_END:
4645         case PTR_TO_SOCKET:
4646         case PTR_TO_SOCKET_OR_NULL:
4647         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
4648         case PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL:
4649         case PTR_TO_TCP_SOCK:
4650         case PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL:
4651         case PTR_TO_XDP_SOCK:
4652                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic on %s prohibited\n",
4653                         dst, reg_type_str[ptr_reg->type]);
4654                 return -EACCES;
4655         case PTR_TO_MAP_VALUE:
4656                 if (!env->allow_ptr_leaks && !known && (smin_val < 0) != (smax_val < 0)) {
4657                         verbose(env, "R%d has unknown scalar with mixed signed bounds, pointer arithmetic with it prohibited for !root\n",
4658                                 off_reg == dst_reg ? dst : src);
4659                         return -EACCES;
4660                 }
4661                 /* fall-through */
4662         default:
4663                 break;
4664         }
4665
4666         /* In case of 'scalar += pointer', dst_reg inherits pointer type and id.
4667          * The id may be overwritten later if we create a new variable offset.
4668          */
4669         dst_reg->type = ptr_reg->type;
4670         dst_reg->id = ptr_reg->id;
4671
4672         if (!check_reg_sane_offset(env, off_reg, ptr_reg->type) ||
4673             !check_reg_sane_offset(env, ptr_reg, ptr_reg->type))
4674                 return -EINVAL;
4675
4676         switch (opcode) {
4677         case BPF_ADD:
4678                 ret = sanitize_ptr_alu(env, insn, ptr_reg, dst_reg, smin_val < 0);
4679                 if (ret < 0) {
4680                         verbose(env, "R%d tried to add from different maps or paths\n", dst);
4681                         return ret;
4682                 }
4683                 /* We can take a fixed offset as long as it doesn't overflow
4684                  * the s32 'off' field
4685                  */
4686                 if (known && (ptr_reg->off + smin_val ==
4687                               (s64)(s32)(ptr_reg->off + smin_val))) {
4688                         /* pointer += K.  Accumulate it into fixed offset */
4689                         dst_reg->smin_value = smin_ptr;
4690                         dst_reg->smax_value = smax_ptr;
4691                         dst_reg->umin_value = umin_ptr;
4692                         dst_reg->umax_value = umax_ptr;
4693                         dst_reg->var_off = ptr_reg->var_off;
4694                         dst_reg->off = ptr_reg->off + smin_val;
4695                         dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
4696                         break;
4697                 }
4698                 /* A new variable offset is created.  Note that off_reg->off
4699                  * == 0, since it's a scalar.
4700                  * dst_reg gets the pointer type and since some positive
4701                  * integer value was added to the pointer, give it a new 'id'
4702                  * if it's a PTR_TO_PACKET.
4703                  * this creates a new 'base' pointer, off_reg (variable) gets
4704                  * added into the variable offset, and we copy the fixed offset
4705                  * from ptr_reg.
4706                  */
4707                 if (signed_add_overflows(smin_ptr, smin_val) ||
4708                     signed_add_overflows(smax_ptr, smax_val)) {
4709                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
4710                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
4711                 } else {
4712                         dst_reg->smin_value = smin_ptr + smin_val;
4713                         dst_reg->smax_value = smax_ptr + smax_val;
4714                 }
4715                 if (umin_ptr + umin_val < umin_ptr ||
4716                     umax_ptr + umax_val < umax_ptr) {
4717                         dst_reg->umin_value = 0;
4718                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
4719                 } else {
4720                         dst_reg->umin_value = umin_ptr + umin_val;
4721                         dst_reg->umax_value = umax_ptr + umax_val;
4722                 }
4723                 dst_reg->var_off = tnum_add(ptr_reg->var_off, off_reg->var_off);
4724                 dst_reg->off = ptr_reg->off;
4725                 dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
4726                 if (reg_is_pkt_pointer(ptr_reg)) {
4727                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
4728                         /* something was added to pkt_ptr, set range to zero */
4729                         dst_reg->raw = 0;
4730                 }
4731                 break;
4732         case BPF_SUB:
4733                 ret = sanitize_ptr_alu(env, insn, ptr_reg, dst_reg, smin_val < 0);
4734                 if (ret < 0) {
4735                         verbose(env, "R%d tried to sub from different maps or paths\n", dst);
4736                         return ret;
4737                 }
4738                 if (dst_reg == off_reg) {
4739                         /* scalar -= pointer.  Creates an unknown scalar */
4740                         verbose(env, "R%d tried to subtract pointer from scalar\n",
4741                                 dst);
4742                         return -EACCES;
4743                 }
4744                 /* We don't allow subtraction from FP, because (according to
4745                  * test_verifier.c test "invalid fp arithmetic", JITs might not
4746                  * be able to deal with it.
4747                  */
4748                 if (ptr_reg->type == PTR_TO_STACK) {
4749                         verbose(env, "R%d subtraction from stack pointer prohibited\n",
4750                                 dst);
4751                         return -EACCES;
4752                 }
4753                 if (known && (ptr_reg->off - smin_val ==
4754                               (s64)(s32)(ptr_reg->off - smin_val))) {
4755                         /* pointer -= K.  Subtract it from fixed offset */
4756                         dst_reg->smin_value = smin_ptr;
4757                         dst_reg->smax_value = smax_ptr;
4758                         dst_reg->umin_value = umin_ptr;
4759                         dst_reg->umax_value = umax_ptr;
4760                         dst_reg->var_off = ptr_reg->var_off;
4761                         dst_reg->id = ptr_reg->id;
4762                         dst_reg->off = ptr_reg->off - smin_val;
4763                         dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
4764                         break;
4765                 }
4766                 /* A new variable offset is created.  If the subtrahend is known
4767                  * nonnegative, then any reg->range we had before is still good.
4768                  */
4769                 if (signed_sub_overflows(smin_ptr, smax_val) ||
4770                     signed_sub_overflows(smax_ptr, smin_val)) {
4771                         /* Overflow possible, we know nothing */
4772                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
4773                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
4774                 } else {
4775                         dst_reg->smin_value = smin_ptr - smax_val;
4776                         dst_reg->smax_value = smax_ptr - smin_val;
4777                 }
4778                 if (umin_ptr < umax_val) {
4779                         /* Overflow possible, we know nothing */
4780                         dst_reg->umin_value = 0;
4781                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
4782                 } else {
4783                         /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
4784                         dst_reg->umin_value = umin_ptr - umax_val;
4785                         dst_reg->umax_value = umax_ptr - umin_val;
4786                 }
4787                 dst_reg->var_off = tnum_sub(ptr_reg->var_off, off_reg->var_off);
4788                 dst_reg->off = ptr_reg->off;
4789                 dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
4790                 if (reg_is_pkt_pointer(ptr_reg)) {
4791                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
4792                         /* something was added to pkt_ptr, set range to zero */
4793                         if (smin_val < 0)
4794                                 dst_reg->raw = 0;
4795                 }
4796                 break;
4797         case BPF_AND:
4798         case BPF_OR:
4799         case BPF_XOR:
4800                 /* bitwise ops on pointers are troublesome, prohibit. */
4801                 verbose(env, "R%d bitwise operator %s on pointer prohibited\n",
4802                         dst, bpf_alu_string[opcode >> 4]);
4803                 return -EACCES;
4804         default:
4805                 /* other operators (e.g. MUL,LSH) produce non-pointer results */
4806                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic with %s operator prohibited\n",
4807                         dst, bpf_alu_string[opcode >> 4]);
4808                 return -EACCES;
4809         }
4810
4811         if (!check_reg_sane_offset(env, dst_reg, ptr_reg->type))
4812                 return -EINVAL;
4813
4814         __update_reg_bounds(dst_reg);
4815         __reg_deduce_bounds(dst_reg);
4816         __reg_bound_offset(dst_reg);
4817
4818         /* For unprivileged we require that resulting offset must be in bounds
4819          * in order to be able to sanitize access later on.
4820          */
4821         if (!env->allow_ptr_leaks) {
4822                 if (dst_reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE &&
4823                     check_map_access(env, dst, dst_reg->off, 1, false)) {
4824                         verbose(env, "R%d pointer arithmetic of map value goes out of range, "
4825                                 "prohibited for !root\n", dst);
4826                         return -EACCES;
4827                 } else if (dst_reg->type == PTR_TO_STACK &&
4828                            check_stack_access(env, dst_reg, dst_reg->off +
4829                                               dst_reg->var_off.value, 1)) {
4830                         verbose(env, "R%d stack pointer arithmetic goes out of range, "
4831                                 "prohibited for !root\n", dst);
4832                         return -EACCES;
4833                 }
4834         }
4835
4836         return 0;
4837 }
4838
4839 /* WARNING: This function does calculations on 64-bit values, but the actual
4840  * execution may occur on 32-bit values. Therefore, things like bitshifts
4841  * need extra checks in the 32-bit case.
4842  */
4843 static int adjust_scalar_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
4844                                       struct bpf_insn *insn,
4845                                       struct bpf_reg_state *dst_reg,
4846                                       struct bpf_reg_state src_reg)
4847 {
4848         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
4849         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
4850         bool src_known, dst_known;
4851         s64 smin_val, smax_val;
4852         u64 umin_val, umax_val;
4853         u64 insn_bitness = (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) ? 64 : 32;
4854         u32 dst = insn->dst_reg;
4855         int ret;
4856
4857         if (insn_bitness == 32) {
4858                 /* Relevant for 32-bit RSH: Information can propagate towards
4859                  * LSB, so it isn't sufficient to only truncate the output to
4860                  * 32 bits.
4861                  */
4862                 coerce_reg_to_size(dst_reg, 4);
4863                 coerce_reg_to_size(&src_reg, 4);
4864         }
4865
4866         smin_val = src_reg.smin_value;
4867         smax_val = src_reg.smax_value;
4868         umin_val = src_reg.umin_value;
4869         umax_val = src_reg.umax_value;
4870         src_known = tnum_is_const(src_reg.var_off);
4871         dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
4872
4873         if ((src_known && (smin_val != smax_val || umin_val != umax_val)) ||
4874             smin_val > smax_val || umin_val > umax_val) {
4875                 /* Taint dst register if offset had invalid bounds derived from
4876                  * e.g. dead branches.
4877                  */
4878                 __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
4879                 return 0;
4880         }
4881
4882         if (!src_known &&
4883             opcode != BPF_ADD && opcode != BPF_SUB && opcode != BPF_AND) {
4884                 __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
4885                 return 0;
4886         }
4887
4888         switch (opcode) {
4889         case BPF_ADD:
4890                 ret = sanitize_val_alu(env, insn);
4891                 if (ret < 0) {
4892                         verbose(env, "R%d tried to add from different pointers or scalars\n", dst);
4893                         return ret;
4894                 }
4895                 if (signed_add_overflows(dst_reg->smin_value, smin_val) ||
4896                     signed_add_overflows(dst_reg->smax_value, smax_val)) {
4897                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
4898                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
4899                 } else {
4900                         dst_reg->smin_value += smin_val;
4901                         dst_reg->smax_value += smax_val;
4902                 }
4903                 if (dst_reg->umin_value + umin_val < umin_val ||
4904                     dst_reg->umax_value + umax_val < umax_val) {
4905                         dst_reg->umin_value = 0;
4906                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
4907                 } else {
4908                         dst_reg->umin_value += umin_val;
4909                         dst_reg->umax_value += umax_val;
4910                 }
4911                 dst_reg->var_off = tnum_add(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
4912                 break;
4913         case BPF_SUB:
4914                 ret = sanitize_val_alu(env, insn);
4915                 if (ret < 0) {
4916                         verbose(env, "R%d tried to sub from different pointers or scalars\n", dst);
4917                         return ret;
4918                 }
4919                 if (signed_sub_overflows(dst_reg->smin_value, smax_val) ||
4920                     signed_sub_overflows(dst_reg->smax_value, smin_val)) {
4921                         /* Overflow possible, we know nothing */
4922                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
4923                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
4924                 } else {
4925                         dst_reg->smin_value -= smax_val;
4926                         dst_reg->smax_value -= smin_val;
4927                 }
4928                 if (dst_reg->umin_value < umax_val) {
4929                         /* Overflow possible, we know nothing */
4930                         dst_reg->umin_value = 0;
4931                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
4932                 } else {
4933                         /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
4934                         dst_reg->umin_value -= umax_val;
4935                         dst_reg->umax_value -= umin_val;
4936                 }
4937                 dst_reg->var_off = tnum_sub(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
4938                 break;
4939         case BPF_MUL:
4940                 dst_reg->var_off = tnum_mul(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
4941                 if (smin_val < 0 || dst_reg->smin_value < 0) {
4942                         /* Ain't nobody got time to multiply that sign */
4943                         __mark_reg_unbounded(dst_reg);
4944                         __update_reg_bounds(dst_reg);
4945                         break;
4946                 }
4947                 /* Both values are positive, so we can work with unsigned and
4948                  * copy the result to signed (unless it exceeds S64_MAX).
4949                  */
4950                 if (umax_val > U32_MAX || dst_reg->umax_value > U32_MAX) {
4951                         /* Potential overflow, we know nothing */
4952                         __mark_reg_unbounded(dst_reg);
4953                         /* (except what we can learn from the var_off) */
4954                         __update_reg_bounds(dst_reg);
4955                         break;
4956                 }
4957                 dst_reg->umin_value *= umin_val;
4958                 dst_reg->umax_value *= umax_val;
4959                 if (dst_reg->umax_value > S64_MAX) {
4960                         /* Overflow possible, we know nothing */
4961                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
4962                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
4963                 } else {
4964                         dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
4965                         dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
4966                 }
4967                 break;
4968         case BPF_AND:
4969                 if (src_known && dst_known) {
4970                         __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value &
4971                                                   src_reg.var_off.value);
4972                         break;
4973                 }
4974                 /* We get our minimum from the var_off, since that's inherently
4975                  * bitwise.  Our maximum is the minimum of the operands' maxima.
4976                  */
4977                 dst_reg->var_off = tnum_and(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
4978                 dst_reg->umin_value = dst_reg->var_off.value;
4979                 dst_reg->umax_value = min(dst_reg->umax_value, umax_val);
4980                 if (dst_reg->smin_value < 0 || smin_val < 0) {
4981                         /* Lose signed bounds when ANDing negative numbers,
4982                          * ain't nobody got time for that.
4983                          */
4984                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
4985                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
4986                 } else {
4987                         /* ANDing two positives gives a positive, so safe to
4988                          * cast result into s64.
4989                          */
4990                         dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
4991                         dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
4992                 }
4993                 /* We may learn something more from the var_off */
4994                 __update_reg_bounds(dst_reg);
4995                 break;
4996         case BPF_OR:
4997                 if (src_known && dst_known) {
4998                         __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value |
4999                                                   src_reg.var_off.value);
5000                         break;
5001                 }
5002                 /* We get our maximum from the var_off, and our minimum is the
5003                  * maximum of the operands' minima
5004                  */
5005                 dst_reg->var_off = tnum_or(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
5006                 dst_reg->umin_value = max(dst_reg->umin_value, umin_val);
5007                 dst_reg->umax_value = dst_reg->var_off.value |
5008                                       dst_reg->var_off.mask;
5009                 if (dst_reg->smin_value < 0 || smin_val < 0) {
5010                         /* Lose signed bounds when ORing negative numbers,
5011                          * ain't nobody got time for that.
5012                          */
5013                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
5014                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
5015                 } else {
5016                         /* ORing two positives gives a positive, so safe to
5017                          * cast result into s64.
5018                          */
5019                         dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
5020                         dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
5021                 }
5022                 /* We may learn something more from the var_off */
5023                 __update_reg_bounds(dst_reg);
5024                 break;
5025         case BPF_LSH:
5026                 if (umax_val >= insn_bitness) {
5027                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
5028                          * This includes shifts by a negative number.
5029                          */
5030                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
5031                         break;
5032                 }
5033                 /* We lose all sign bit information (except what we can pick
5034                  * up from var_off)
5035                  */
5036                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
5037                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
5038                 /* If we might shift our top bit out, then we know nothing */
5039                 if (dst_reg->umax_value > 1ULL << (63 - umax_val)) {
5040                         dst_reg->umin_value = 0;
5041                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
5042                 } else {
5043                         dst_reg->umin_value <<= umin_val;
5044                         dst_reg->umax_value <<= umax_val;
5045                 }
5046                 dst_reg->var_off = tnum_lshift(dst_reg->var_off, umin_val);
5047                 /* We may learn something more from the var_off */
5048                 __update_reg_bounds(dst_reg);
5049                 break;
5050         case BPF_RSH:
5051                 if (umax_val >= insn_bitness) {
5052                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
5053                          * This includes shifts by a negative number.
5054                          */
5055                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
5056                         break;
5057                 }
5058                 /* BPF_RSH is an unsigned shift.  If the value in dst_reg might
5059                  * be negative, then either:
5060                  * 1) src_reg might be zero, so the sign bit of the result is
5061                  *    unknown, so we lose our signed bounds
5062                  * 2) it's known negative, thus the unsigned bounds capture the
5063                  *    signed bounds
5064                  * 3) the signed bounds cross zero, so they tell us nothing
5065                  *    about the result
5066                  * If the value in dst_reg is known nonnegative, then again the
5067                  * unsigned bounts capture the signed bounds.
5068                  * Thus, in all cases it suffices to blow away our signed bounds
5069                  * and rely on inferring new ones from the unsigned bounds and
5070                  * var_off of the result.
5071                  */
5072                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
5073                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
5074                 dst_reg->var_off = tnum_rshift(dst_reg->var_off, umin_val);
5075                 dst_reg->umin_value >>= umax_val;
5076                 dst_reg->umax_value >>= umin_val;
5077                 /* We may learn something more from the var_off */
5078                 __update_reg_bounds(dst_reg);
5079                 break;
5080         case BPF_ARSH:
5081                 if (umax_val >= insn_bitness) {
5082                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
5083                          * This includes shifts by a negative number.
5084                          */
5085                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
5086                         break;
5087                 }
5088
5089                 /* Upon reaching here, src_known is true and
5090                  * umax_val is equal to umin_val.
5091                  */
5092                 if (insn_bitness == 32) {
5093                         dst_reg->smin_value = (u32)(((s32)dst_reg->smin_value) >> umin_val);
5094                         dst_reg->smax_value = (u32)(((s32)dst_reg->smax_value) >> umin_val);
5095                 } else {
5096                         dst_reg->smin_value >>= umin_val;
5097                         dst_reg->smax_value >>= umin_val;
5098                 }
5099
5100                 dst_reg->var_off = tnum_arshift(dst_reg->var_off, umin_val,
5101                                                 insn_bitness);
5102
5103                 /* blow away the dst_reg umin_value/umax_value and rely on
5104                  * dst_reg var_off to refine the result.
5105                  */
5106                 dst_reg->umin_value = 0;
5107                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
5108                 __update_reg_bounds(dst_reg);
5109                 break;
5110         default:
5111                 mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
5112                 break;
5113         }
5114
5115         if (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_ALU64) {
5116                 /* 32-bit ALU ops are (32,32)->32 */
5117                 coerce_reg_to_size(dst_reg, 4);
5118         }
5119
5120         __reg_deduce_bounds(dst_reg);
5121         __reg_bound_offset(dst_reg);
5122         return 0;
5123 }
5124
5125 /* Handles ALU ops other than BPF_END, BPF_NEG and BPF_MOV: computes new min/max
5126  * and var_off.
5127  */
5128 static int adjust_reg_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
5129                                    struct bpf_insn *insn)
5130 {
5131         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
5132         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
5133         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *dst_reg, *src_reg;
5134         struct bpf_reg_state *ptr_reg = NULL, off_reg = {0};
5135         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
5136         int err;
5137
5138         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
5139         src_reg = NULL;
5140         if (dst_reg->type != SCALAR_VALUE)
5141                 ptr_reg = dst_reg;
5142         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
5143                 src_reg = &regs[insn->src_reg];
5144                 if (src_reg->type != SCALAR_VALUE) {
5145                         if (dst_reg->type != SCALAR_VALUE) {
5146                                 /* Combining two pointers by any ALU op yields
5147                                  * an arbitrary scalar. Disallow all math except
5148                                  * pointer subtraction
5149                                  */
5150                                 if (opcode == BPF_SUB && env->allow_ptr_leaks) {
5151                                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
5152                                         return 0;
5153                                 }
5154                                 verbose(env, "R%d pointer %s pointer prohibited\n",
5155                                         insn->dst_reg,
5156                                         bpf_alu_string[opcode >> 4]);
5157                                 return -EACCES;
5158                         } else {
5159                                 /* scalar += pointer
5160                                  * This is legal, but we have to reverse our
5161                                  * src/dest handling in computing the range
5162                                  */
5163                                 err = mark_chain_precision(env, insn->dst_reg);
5164                                 if (err)
5165                                         return err;
5166                                 return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
5167                                                                src_reg, dst_reg);
5168                         }
5169                 } else if (ptr_reg) {
5170                         /* pointer += scalar */
5171                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
5172                         if (err)
5173                                 return err;
5174                         return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
5175                                                        dst_reg, src_reg);
5176                 }
5177         } else {
5178                 /* Pretend the src is a reg with a known value, since we only
5179                  * need to be able to read from this state.
5180                  */
5181                 off_reg.type = SCALAR_VALUE;
5182                 __mark_reg_known(&off_reg, insn->imm);
5183                 src_reg = &off_reg;
5184                 if (ptr_reg) /* pointer += K */
5185                         return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
5186                                                        ptr_reg, src_reg);
5187         }
5188
5189         /* Got here implies adding two SCALAR_VALUEs */
5190         if (WARN_ON_ONCE(ptr_reg)) {
5191                 print_verifier_state(env, state);
5192                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected ptr_reg\n");
5193                 return -EINVAL;
5194         }
5195         if (WARN_ON(!src_reg)) {
5196                 print_verifier_state(env, state);
5197                 verbose(env, "verifier internal error: no src_reg\n");
5198                 return -EINVAL;
5199         }
5200         return adjust_scalar_min_max_vals(env, insn, dst_reg, *src_reg);
5201 }
5202
5203 /* check validity of 32-bit and 64-bit arithmetic operations */
5204 static int check_alu_op(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
5205 {
5206         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
5207         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
5208         int err;
5209
5210         if (opcode == BPF_END || opcode == BPF_NEG) {
5211                 if (opcode == BPF_NEG) {
5212                         if (BPF_SRC(insn->code) != 0 ||
5213                             insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
5214                             insn->off != 0 || insn->imm != 0) {
5215                                 verbose(env, "BPF_NEG uses reserved fields\n");
5216                                 return -EINVAL;
5217                         }
5218                 } else {
5219                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0 ||
5220                             (insn->imm != 16 && insn->imm != 32 && insn->imm != 64) ||
5221                             BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
5222                                 verbose(env, "BPF_END uses reserved fields\n");
5223                                 return -EINVAL;
5224                         }
5225                 }
5226
5227                 /* check src operand */
5228                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
5229                 if (err)
5230                         return err;
5231
5232                 if (is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
5233                         verbose(env, "R%d pointer arithmetic prohibited\n",
5234                                 insn->dst_reg);
5235                         return -EACCES;
5236                 }
5237
5238                 /* check dest operand */
5239                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP);
5240                 if (err)
5241                         return err;
5242
5243         } else if (opcode == BPF_MOV) {
5244
5245                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
5246                         if (insn->imm != 0 || insn->off != 0) {
5247                                 verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
5248                                 return -EINVAL;
5249                         }
5250
5251                         /* check src operand */
5252                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
5253                         if (err)
5254                                 return err;
5255                 } else {
5256                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0) {
5257                                 verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
5258                                 return -EINVAL;
5259                         }
5260                 }
5261
5262                 /* check dest operand, mark as required later */
5263                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
5264                 if (err)
5265                         return err;
5266
5267                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
5268                         struct bpf_reg_state *src_reg = regs + insn->src_reg;
5269                         struct bpf_reg_state *dst_reg = regs + insn->dst_reg;
5270
5271                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
5272                                 /* case: R1 = R2
5273                                  * copy register state to dest reg
5274                                  */
5275                                 *dst_reg = *src_reg;
5276                                 dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
5277                                 dst_reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
5278                         } else {
5279                                 /* R1 = (u32) R2 */
5280                                 if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
5281                                         verbose(env,
5282                                                 "R%d partial copy of pointer\n",
5283                                                 insn->src_reg);
5284                                         return -EACCES;
5285                                 } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE) {
5286                                         *dst_reg = *src_reg;
5287                                         dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
5288                                         dst_reg->subreg_def = env->insn_idx + 1;
5289                                 } else {
5290                                         mark_reg_unknown(env, regs,
5291                                                          insn->dst_reg);
5292                                 }
5293                                 coerce_reg_to_size(dst_reg, 4);
5294                         }
5295                 } else {
5296                         /* case: R = imm
5297                          * remember the value we stored into this reg
5298                          */
5299                         /* clear any state __mark_reg_known doesn't set */
5300                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
5301                         regs[insn->dst_reg].type = SCALAR_VALUE;
5302                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
5303                                 __mark_reg_known(regs + insn->dst_reg,
5304                                                  insn->imm);
5305                         } else {
5306                                 __mark_reg_known(regs + insn->dst_reg,
5307                                                  (u32)insn->imm);
5308                         }
5309                 }
5310
5311         } else if (opcode > BPF_END) {
5312                 verbose(env, "invalid BPF_ALU opcode %x\n", opcode);
5313                 return -EINVAL;
5314
5315         } else {        /* all other ALU ops: and, sub, xor, add, ... */
5316
5317                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
5318                         if (insn->imm != 0 || insn->off != 0) {
5319                                 verbose(env, "BPF_ALU uses reserved fields\n");
5320                                 return -EINVAL;
5321                         }
5322                         /* check src1 operand */
5323                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
5324                         if (err)
5325                                 return err;
5326                 } else {
5327                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0) {
5328                                 verbose(env, "BPF_ALU uses reserved fields\n");
5329                                 return -EINVAL;
5330                         }
5331                 }
5332
5333                 /* check src2 operand */
5334                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
5335                 if (err)
5336                         return err;
5337
5338                 if ((opcode == BPF_MOD || opcode == BPF_DIV) &&
5339                     BPF_SRC(insn->code) == BPF_K && insn->imm == 0) {
5340                         verbose(env, "div by zero\n");
5341                         return -EINVAL;
5342                 }
5343
5344                 if ((opcode == BPF_LSH || opcode == BPF_RSH ||
5345                      opcode == BPF_ARSH) && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
5346                         int size = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64 ? 64 : 32;
5347
5348                         if (insn->imm < 0 || insn->imm >= size) {
5349                                 verbose(env, "invalid shift %d\n", insn->imm);
5350                                 return -EINVAL;
5351                         }
5352                 }
5353
5354                 /* check dest operand */
5355                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
5356                 if (err)
5357                         return err;
5358
5359                 return adjust_reg_min_max_vals(env, insn);
5360         }
5361
5362         return 0;
5363 }
5364
5365 static void __find_good_pkt_pointers(struct bpf_func_state *state,
5366                                      struct bpf_reg_state *dst_reg,
5367                                      enum bpf_reg_type type, u16 new_range)
5368 {
5369         struct bpf_reg_state *reg;
5370         int i;
5371
5372         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
5373                 reg = &state->regs[i];
5374                 if (reg->type == type && reg->id == dst_reg->id)
5375                         /* keep the maximum range already checked */
5376                         reg->range = max(reg->range, new_range);
5377         }
5378
5379         bpf_for_each_spilled_reg(i, state, reg) {
5380                 if (!reg)
5381                         continue;
5382                 if (reg->type == type && reg->id == dst_reg->id)
5383                         reg->range = max(reg->range, new_range);
5384         }
5385 }
5386
5387 static void find_good_pkt_pointers(struct bpf_verifier_state *vstate,
5388                                    struct bpf_reg_state *dst_reg,
5389                                    enum bpf_reg_type type,
5390                                    bool range_right_open)
5391 {
5392         u16 new_range;
5393         int i;
5394
5395         if (dst_reg->off < 0 ||
5396             (dst_reg->off == 0 && range_right_open))
5397                 /* This doesn't give us any range */
5398                 return;
5399
5400         if (dst_reg->umax_value > MAX_PACKET_OFF ||
5401             dst_reg->umax_value + dst_reg->off > MAX_PACKET_OFF)
5402                 /* Risk of overflow.  For instance, ptr + (1<<63) may be less
5403                  * than pkt_end, but that's because it's also less than pkt.
5404                  */
5405                 return;
5406
5407         new_range = dst_reg->off;
5408         if (range_right_open)
5409                 new_range--;
5410
5411         /* Examples for register markings:
5412          *
5413          * pkt_data in dst register:
5414          *
5415          *   r2 = r3;
5416          *   r2 += 8;
5417          *   if (r2 > pkt_end) goto <handle exception>
5418          *   <access okay>
5419          *
5420          *   r2 = r3;
5421          *   r2 += 8;
5422          *   if (r2 < pkt_end) goto <access okay>
5423          *   <handle exception>
5424          *
5425          *   Where:
5426          *     r2 == dst_reg, pkt_end == src_reg
5427          *     r2=pkt(id=n,off=8,r=0)
5428          *     r3=pkt(id=n,off=0,r=0)
5429          *
5430          * pkt_data in src register:
5431          *
5432          *   r2 = r3;
5433          *   r2 += 8;
5434          *   if (pkt_end >= r2) goto <access okay>
5435          *   <handle exception>
5436          *
5437          *   r2 = r3;
5438          *   r2 += 8;
5439          *   if (pkt_end <= r2) goto <handle exception>
5440          *   <access okay>
5441          *
5442          *   Where:
5443          *     pkt_end == dst_reg, r2 == src_reg
5444          *     r2=pkt(id=n,off=8,r=0)
5445          *     r3=pkt(id=n,off=0,r=0)
5446          *
5447          * Find register r3 and mark its range as r3=pkt(id=n,off=0,r=8)
5448          * or r3=pkt(id=n,off=0,r=8-1), so that range of bytes [r3, r3 + 8)
5449          * and [r3, r3 + 8-1) respectively is safe to access depending on
5450          * the check.
5451          */
5452
5453         /* If our ids match, then we must have the same max_value.  And we
5454          * don't care about the other reg's fixed offset, since if it's too big
5455          * the range won't allow anything.
5456          * dst_reg->off is known < MAX_PACKET_OFF, therefore it fits in a u16.
5457          */
5458         for (i = 0; i <= vstate->curframe; i++)
5459                 __find_good_pkt_pointers(vstate->frame[i], dst_reg, type,
5460                                          new_range);
5461 }
5462
5463 /* compute branch direction of the expression "if (reg opcode val) goto target;"
5464  * and return:
5465  *  1 - branch will be taken and "goto target" will be executed
5466  *  0 - branch will not be taken and fall-through to next insn
5467  * -1 - unknown. Example: "if (reg < 5)" is unknown when register value range [0,10]
5468  */
5469 static int is_branch_taken(struct bpf_reg_state *reg, u64 val, u8 opcode,
5470                            bool is_jmp32)
5471 {
5472         struct bpf_reg_state reg_lo;
5473         s64 sval;
5474
5475         if (__is_pointer_value(false, reg))
5476                 return -1;
5477
5478         if (is_jmp32) {
5479                 reg_lo = *reg;
5480                 reg = &reg_lo;
5481                 /* For JMP32, only low 32 bits are compared, coerce_reg_to_size
5482                  * could truncate high bits and update umin/umax according to
5483                  * information of low bits.
5484                  */
5485                 coerce_reg_to_size(reg, 4);
5486                 /* smin/smax need special handling. For example, after coerce,
5487                  * if smin_value is 0x00000000ffffffffLL, the value is -1 when
5488                  * used as operand to JMP32. It is a negative number from s32's
5489                  * point of view, while it is a positive number when seen as
5490                  * s64. The smin/smax are kept as s64, therefore, when used with
5491                  * JMP32, they need to be transformed into s32, then sign
5492                  * extended back to s64.
5493                  *
5494                  * Also, smin/smax were copied from umin/umax. If umin/umax has
5495                  * different sign bit, then min/max relationship doesn't
5496                  * maintain after casting into s32, for this case, set smin/smax
5497                  * to safest range.
5498                  */
5499                 if ((reg->umax_value ^ reg->umin_value) &
5500                     (1ULL << 31)) {
5501                         reg->smin_value = S32_MIN;
5502                         reg->smax_value = S32_MAX;
5503                 }
5504                 reg->smin_value = (s64)(s32)reg->smin_value;
5505                 reg->smax_value = (s64)(s32)reg->smax_value;
5506
5507                 val = (u32)val;
5508                 sval = (s64)(s32)val;
5509         } else {
5510                 sval = (s64)val;
5511         }
5512
5513         switch (opcode) {
5514         case BPF_JEQ:
5515                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
5516                         return !!tnum_equals_const(reg->var_off, val);
5517                 break;
5518         case BPF_JNE:
5519                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
5520                         return !tnum_equals_const(reg->var_off, val);
5521                 break;
5522         case BPF_JSET:
5523                 if ((~reg->var_off.mask & reg->var_off.value) & val)
5524                         return 1;
5525                 if (!((reg->var_off.mask | reg->var_off.value) & val))
5526                         return 0;
5527                 break;
5528         case BPF_JGT:
5529                 if (reg->umin_value > val)
5530                         return 1;
5531                 else if (reg->umax_value <= val)
5532                         return 0;
5533                 break;
5534         case BPF_JSGT:
5535                 if (reg->smin_value > sval)
5536                         return 1;
5537                 else if (reg->smax_value < sval)
5538                         return 0;
5539                 break;
5540         case BPF_JLT:
5541                 if (reg->umax_value < val)
5542                         return 1;
5543                 else if (reg->umin_value >= val)
5544                         return 0;
5545                 break;
5546         case BPF_JSLT:
5547                 if (reg->smax_value < sval)
5548                         return 1;
5549                 else if (reg->smin_value >= sval)
5550                         return 0;
5551                 break;
5552         case BPF_JGE:
5553                 if (reg->umin_value >= val)
5554                         return 1;
5555                 else if (reg->umax_value < val)
5556                         return 0;
5557                 break;
5558         case BPF_JSGE:
5559                 if (reg->smin_value >= sval)
5560                         return 1;
5561                 else if (reg->smax_value < sval)
5562                         return 0;
5563                 break;
5564         case BPF_JLE:
5565                 if (reg->umax_value <= val)
5566                         return 1;
5567                 else if (reg->umin_value > val)
5568                         return 0;
5569                 break;
5570         case BPF_JSLE:
5571                 if (reg->smax_value <= sval)
5572                         return 1;
5573                 else if (reg->smin_value > sval)
5574                         return 0;
5575                 break;
5576         }
5577
5578         return -1;
5579 }
5580
5581 /* Generate min value of the high 32-bit from TNUM info. */
5582 static u64 gen_hi_min(struct tnum var)
5583 {
5584         return var.value & ~0xffffffffULL;
5585 }
5586
5587 /* Generate max value of the high 32-bit from TNUM info. */
5588 static u64 gen_hi_max(struct tnum var)
5589 {
5590         return (var.value | var.mask) & ~0xffffffffULL;
5591 }
5592
5593 /* Return true if VAL is compared with a s64 sign extended from s32, and they
5594  * are with the same signedness.
5595  */
5596 static bool cmp_val_with_extended_s64(s64 sval, struct bpf_reg_state *reg)
5597 {
5598         return ((s32)sval >= 0 &&
5599                 reg->smin_value >= 0 && reg->smax_value <= S32_MAX) ||
5600                ((s32)sval < 0 &&
5601                 reg->smax_value <= 0 && reg->smin_value >= S32_MIN);
5602 }
5603
5604 /* Adjusts the register min/max values in the case that the dst_reg is the
5605  * variable register that we are working on, and src_reg is a constant or we're
5606  * simply doing a BPF_K check.
5607  * In JEQ/JNE cases we also adjust the var_off values.
5608  */
5609 static void reg_set_min_max(struct bpf_reg_state *true_reg,
5610                             struct bpf_reg_state *false_reg, u64 val,
5611                             u8 opcode, bool is_jmp32)
5612 {
5613         s64 sval;
5614
5615         /* If the dst_reg is a pointer, we can't learn anything about its
5616          * variable offset from the compare (unless src_reg were a pointer into
5617          * the same object, but we don't bother with that.
5618          * Since false_reg and true_reg have the same type by construction, we
5619          * only need to check one of them for pointerness.
5620          */
5621         if (__is_pointer_value(false, false_reg))
5622                 return;
5623
5624         val = is_jmp32 ? (u32)val : val;
5625         sval = is_jmp32 ? (s64)(s32)val : (s64)val;
5626
5627         switch (opcode) {
5628         case BPF_JEQ:
5629         case BPF_JNE:
5630         {
5631                 struct bpf_reg_state *reg =
5632                         opcode == BPF_JEQ ? true_reg : false_reg;
5633
5634                 /* For BPF_JEQ, if this is false we know nothing Jon Snow, but
5635                  * if it is true we know the value for sure. Likewise for
5636                  * BPF_JNE.
5637                  */
5638                 if (is_jmp32) {
5639                         u64 old_v = reg->var_off.value;
5640                         u64 hi_mask = ~0xffffffffULL;
5641
5642                         reg->var_off.value = (old_v & hi_mask) | val;
5643                         reg->var_off.mask &= hi_mask;
5644                 } else {
5645                         __mark_reg_known(reg, val);
5646                 }
5647                 break;
5648         }
5649         case BPF_JSET:
5650                 false_reg->var_off = tnum_and(false_reg->var_off,
5651                                               tnum_const(~val));
5652                 if (is_power_of_2(val))
5653                         true_reg->var_off = tnum_or(true_reg->var_off,
5654                                                     tnum_const(val));
5655                 break;
5656         case BPF_JGE:
5657         case BPF_JGT:
5658         {
5659                 u64 false_umax = opcode == BPF_JGT ? val    : val - 1;
5660                 u64 true_umin = opcode == BPF_JGT ? val + 1 : val;
5661
5662                 if (is_jmp32) {
5663                         false_umax += gen_hi_max(false_reg->var_off);
5664                         true_umin += gen_hi_min(true_reg->var_off);
5665                 }
5666                 false_reg->umax_value = min(false_reg->umax_value, false_umax);
5667                 true_reg->umin_value = max(true_reg->umin_value, true_umin);
5668                 break;
5669         }
5670         case BPF_JSGE:
5671         case BPF_JSGT:
5672         {
5673                 s64 false_smax = opcode == BPF_JSGT ? sval    : sval - 1;
5674                 s64 true_smin = opcode == BPF_JSGT ? sval + 1 : sval;
5675
5676                 /* If the full s64 was not sign-extended from s32 then don't
5677                  * deduct further info.
5678                  */
5679                 if (is_jmp32 && !cmp_val_with_extended_s64(sval, false_reg))
5680                         break;
5681                 false_reg->smax_value = min(false_reg->smax_value, false_smax);
5682                 true_reg->smin_value = max(true_reg->smin_value, true_smin);
5683                 break;
5684         }
5685         case BPF_JLE:
5686         case BPF_JLT:
5687         {
5688                 u64 false_umin = opcode == BPF_JLT ? val    : val + 1;
5689                 u64 true_umax = opcode == BPF_JLT ? val - 1 : val;
5690
5691                 if (is_jmp32) {
5692                         false_umin += gen_hi_min(false_reg->var_off);
5693                         true_umax += gen_hi_max(true_reg->var_off);
5694                 }
5695                 false_reg->umin_value = max(false_reg->umin_value, false_umin);
5696                 true_reg->umax_value = min(true_reg->umax_value, true_umax);
5697                 break;
5698         }
5699         case BPF_JSLE:
5700         case BPF_JSLT:
5701         {
5702                 s64 false_smin = opcode == BPF_JSLT ? sval    : sval + 1;
5703                 s64 true_smax = opcode == BPF_JSLT ? sval - 1 : sval;
5704
5705                 if (is_jmp32 && !cmp_val_with_extended_s64(sval, false_reg))
5706                         break;
5707                 false_reg->smin_value = max(false_reg->smin_value, false_smin);
5708                 true_reg->smax_value = min(true_reg->smax_value, true_smax);
5709                 break;
5710         }
5711         default:
5712                 break;
5713         }
5714
5715         __reg_deduce_bounds(false_reg);
5716         __reg_deduce_bounds(true_reg);
5717         /* We might have learned some bits from the bounds. */
5718         __reg_bound_offset(false_reg);
5719         __reg_bound_offset(true_reg);
5720         if (is_jmp32) {
5721                 __reg_bound_offset32(false_reg);
5722                 __reg_bound_offset32(true_reg);
5723         }
5724         /* Intersecting with the old var_off might have improved our bounds
5725          * slightly.  e.g. if umax was 0x7f...f and var_off was (0; 0xf...fc),
5726          * then new var_off is (0; 0x7f...fc) which improves our umax.
5727          */
5728         __update_reg_bounds(false_reg);
5729         __update_reg_bounds(true_reg);
5730 }
5731
5732 /* Same as above, but for the case that dst_reg holds a constant and src_reg is
5733  * the variable reg.
5734  */
5735 static void reg_set_min_max_inv(struct bpf_reg_state *true_reg,
5736                                 struct bpf_reg_state *false_reg, u64 val,
5737                                 u8 opcode, bool is_jmp32)
5738 {
5739         s64 sval;
5740
5741         if (__is_pointer_value(false, false_reg))
5742                 return;
5743
5744         val = is_jmp32 ? (u32)val : val;
5745         sval = is_jmp32 ? (s64)(s32)val : (s64)val;
5746
5747         switch (opcode) {
5748         case BPF_JEQ:
5749         case BPF_JNE:
5750         {
5751                 struct bpf_reg_state *reg =
5752                         opcode == BPF_JEQ ? true_reg : false_reg;
5753
5754                 if (is_jmp32) {
5755                         u64 old_v = reg->var_off.value;
5756                         u64 hi_mask = ~0xffffffffULL;
5757
5758                         reg->var_off.value = (old_v & hi_mask) | val;
5759                         reg->var_off.mask &= hi_mask;
5760                 } else {
5761                         __mark_reg_known(reg, val);
5762                 }
5763                 break;
5764         }
5765         case BPF_JSET:
5766                 false_reg->var_off = tnum_and(false_reg->var_off,
5767                                               tnum_const(~val));
5768                 if (is_power_of_2(val))
5769                         true_reg->var_off = tnum_or(true_reg->var_off,
5770                                                     tnum_const(val));
5771                 break;
5772         case BPF_JGE:
5773         case BPF_JGT:
5774         {
5775                 u64 false_umin = opcode == BPF_JGT ? val    : val + 1;
5776                 u64 true_umax = opcode == BPF_JGT ? val - 1 : val;
5777
5778                 if (is_jmp32) {
5779                         false_umin += gen_hi_min(false_reg->var_off);
5780                         true_umax += gen_hi_max(true_reg->var_off);
5781                 }
5782                 false_reg->umin_value = max(false_reg->umin_value, false_umin);
5783                 true_reg->umax_value = min(true_reg->umax_value, true_umax);
5784                 break;
5785         }
5786         case BPF_JSGE:
5787         case BPF_JSGT:
5788         {
5789                 s64 false_smin = opcode == BPF_JSGT ? sval    : sval + 1;
5790                 s64 true_smax = opcode == BPF_JSGT ? sval - 1 : sval;
5791
5792                 if (is_jmp32 && !cmp_val_with_extended_s64(sval, false_reg))
5793                         break;
5794                 false_reg->smin_value = max(false_reg->smin_value, false_smin);
5795                 true_reg->smax_value = min(true_reg->smax_value, true_smax);
5796                 break;
5797         }
5798         case BPF_JLE:
5799         case BPF_JLT:
5800         {
5801                 u64 false_umax = opcode == BPF_JLT ? val    : val - 1;
5802                 u64 true_umin = opcode == BPF_JLT ? val + 1 : val;
5803
5804                 if (is_jmp32) {
5805                         false_umax += gen_hi_max(false_reg->var_off);
5806                         true_umin += gen_hi_min(true_reg->var_off);
5807                 }
5808                 false_reg->umax_value = min(false_reg->umax_value, false_umax);
5809                 true_reg->umin_value = max(true_reg->umin_value, true_umin);
5810                 break;
5811         }
5812         case BPF_JSLE:
5813         case BPF_JSLT:
5814         {
5815                 s64 false_smax = opcode == BPF_JSLT ? sval    : sval - 1;
5816                 s64 true_smin = opcode == BPF_JSLT ? sval + 1 : sval;
5817
5818                 if (is_jmp32 && !cmp_val_with_extended_s64(sval, false_reg))
5819                         break;
5820                 false_reg->smax_value = min(false_reg->smax_value, false_smax);
5821                 true_reg->smin_value = max(true_reg->smin_value, true_smin);
5822                 break;
5823         }
5824         default:
5825                 break;
5826         }
5827
5828         __reg_deduce_bounds(false_reg);
5829         __reg_deduce_bounds(true_reg);
5830         /* We might have learned some bits from the bounds. */
5831         __reg_bound_offset(false_reg);
5832         __reg_bound_offset(true_reg);
5833         if (is_jmp32) {
5834                 __reg_bound_offset32(false_reg);
5835                 __reg_bound_offset32(true_reg);
5836         }
5837         /* Intersecting with the old var_off might have improved our bounds
5838          * slightly.  e.g. if umax was 0x7f...f and var_off was (0; 0xf...fc),
5839          * then new var_off is (0; 0x7f...fc) which improves our umax.
5840          */
5841         __update_reg_bounds(false_reg);
5842         __update_reg_bounds(true_reg);
5843 }
5844
5845 /* Regs are known to be equal, so intersect their min/max/var_off */
5846 static void __reg_combine_min_max(struct bpf_reg_state *src_reg,
5847                                   struct bpf_reg_state *dst_reg)
5848 {
5849         src_reg->umin_value = dst_reg->umin_value = max(src_reg->umin_value,
5850                                                         dst_reg->umin_value);
5851         src_reg->umax_value = dst_reg->umax_value = min(src_reg->umax_value,
5852                                                         dst_reg->umax_value);
5853         src_reg->smin_value = dst_reg->smin_value = max(src_reg->smin_value,
5854                                                         dst_reg->smin_value);
5855         src_reg->smax_value = dst_reg->smax_value = min(src_reg->smax_value,
5856                                                         dst_reg->smax_value);
5857         src_reg->var_off = dst_reg->var_off = tnum_intersect(src_reg->var_off,
5858                                                              dst_reg->var_off);
5859         /* We might have learned new bounds from the var_off. */
5860         __update_reg_bounds(src_reg);
5861         __update_reg_bounds(dst_reg);
5862         /* We might have learned something about the sign bit. */
5863         __reg_deduce_bounds(src_reg);
5864         __reg_deduce_bounds(dst_reg);
5865         /* We might have learned some bits from the bounds. */
5866         __reg_bound_offset(src_reg);
5867         __reg_bound_offset(dst_reg);
5868         /* Intersecting with the old var_off might have improved our bounds
5869          * slightly.  e.g. if umax was 0x7f...f and var_off was (0; 0xf...fc),
5870          * then new var_off is (0; 0x7f...fc) which improves our umax.
5871          */
5872         __update_reg_bounds(src_reg);
5873         __update_reg_bounds(dst_reg);
5874 }
5875
5876 static void reg_combine_min_max(struct bpf_reg_state *true_src,
5877                                 struct bpf_reg_state *true_dst,
5878                                 struct bpf_reg_state *false_src,
5879                                 struct bpf_reg_state *false_dst,
5880                                 u8 opcode)
5881 {
5882         switch (opcode) {
5883         case BPF_JEQ:
5884                 __reg_combine_min_max(true_src, true_dst);
5885                 break;
5886         case BPF_JNE:
5887                 __reg_combine_min_max(false_src, false_dst);
5888                 break;
5889         }
5890 }
5891
5892 static void mark_ptr_or_null_reg(struct bpf_func_state *state,
5893                                  struct bpf_reg_state *reg, u32 id,
5894                                  bool is_null)
5895 {
5896         if (reg_type_may_be_null(reg->type) && reg->id == id) {
5897                 /* Old offset (both fixed and variable parts) should
5898                  * have been known-zero, because we don't allow pointer
5899                  * arithmetic on pointers that might be NULL.
5900                  */
5901                 if (WARN_ON_ONCE(reg->smin_value || reg->smax_value ||
5902                                  !tnum_equals_const(reg->var_off, 0) ||
5903                                  reg->off)) {
5904                         __mark_reg_known_zero(reg);
5905                         reg->off = 0;
5906                 }
5907                 if (is_null) {
5908                         reg->type = SCALAR_VALUE;
5909                 } else if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL) {
5910                         if (reg->map_ptr->inner_map_meta) {
5911                                 reg->type = CONST_PTR_TO_MAP;
5912                                 reg->map_ptr = reg->map_ptr->inner_map_meta;
5913                         } else if (reg->map_ptr->map_type ==
5914                                    BPF_MAP_TYPE_XSKMAP) {
5915                                 reg->type = PTR_TO_XDP_SOCK;
5916                         } else {
5917                                 reg->type = PTR_TO_MAP_VALUE;
5918                         }
5919                 } else if (reg->type == PTR_TO_SOCKET_OR_NULL) {
5920                         reg->type = PTR_TO_SOCKET;
5921                 } else if (reg->type == PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL) {
5922                         reg->type = PTR_TO_SOCK_COMMON;
5923                 } else if (reg->type == PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL) {
5924                         reg->type = PTR_TO_TCP_SOCK;
5925                 }
5926                 if (is_null) {
5927                         /* We don't need id and ref_obj_id from this point
5928                          * onwards anymore, thus we should better reset it,
5929                          * so that state pruning has chances to take effect.
5930                          */
5931                         reg->id = 0;
5932                         reg->ref_obj_id = 0;
5933                 } else if (!reg_may_point_to_spin_lock(reg)) {
5934                         /* For not-NULL ptr, reg->ref_obj_id will be reset
5935                          * in release_reg_references().
5936                          *
5937                          * reg->id is still used by spin_lock ptr. Other
5938                          * than spin_lock ptr type, reg->id can be reset.
5939                          */
5940                         reg->id = 0;
5941                 }
5942         }
5943 }
5944
5945 static void __mark_ptr_or_null_regs(struct bpf_func_state *state, u32 id,
5946                                     bool is_null)
5947 {
5948         struct bpf_reg_state *reg;
5949         int i;
5950
5951         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
5952                 mark_ptr_or_null_reg(state, &state->regs[i], id, is_null);
5953
5954         bpf_for_each_spilled_reg(i, state, reg) {
5955                 if (!reg)
5956                         continue;
5957                 mark_ptr_or_null_reg(state, reg, id, is_null);
5958         }
5959 }
5960
5961 /* The logic is similar to find_good_pkt_pointers(), both could eventually
5962  * be folded together at some point.
5963  */
5964 static void mark_ptr_or_null_regs(struct bpf_verifier_state *vstate, u32 regno,
5965                                   bool is_null)
5966 {
5967         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
5968         struct bpf_reg_state *regs = state->regs;
5969         u32 ref_obj_id = regs[regno].ref_obj_id;
5970         u32 id = regs[regno].id;
5971         int i;
5972
5973         if (ref_obj_id && ref_obj_id == id && is_null)
5974                 /* regs[regno] is in the " == NULL" branch.
5975                  * No one could have freed the reference state before
5976                  * doing the NULL check.
5977                  */
5978                 WARN_ON_ONCE(release_reference_state(state, id));
5979
5980         for (i = 0; i <= vstate->curframe; i++)
5981                 __mark_ptr_or_null_regs(vstate->frame[i], id, is_null);
5982 }
5983
5984 static bool try_match_pkt_pointers(const struct bpf_insn *insn,
5985                                    struct bpf_reg_state *dst_reg,
5986                                    struct bpf_reg_state *src_reg,
5987                                    struct bpf_verifier_state *this_branch,
5988                                    struct bpf_verifier_state *other_branch)
5989 {
5990         if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_X)
5991                 return false;
5992
5993         /* Pointers are always 64-bit. */
5994         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP32)
5995                 return false;
5996
5997         switch (BPF_OP(insn->code)) {
5998         case BPF_JGT:
5999                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
6000                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
6001                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
6002                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
6003                         /* pkt_data' > pkt_end, pkt_meta' > pkt_data */
6004                         find_good_pkt_pointers(this_branch, dst_reg,
6005                                                dst_reg->type, false);
6006                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
6007                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
6008                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
6009                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
6010                         /* pkt_end > pkt_data', pkt_data > pkt_meta' */
6011                         find_good_pkt_pointers(other_branch, src_reg,
6012                                                src_reg->type, true);
6013                 } else {
6014                         return false;
6015                 }
6016                 break;
6017         case BPF_JLT:
6018                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
6019                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
6020                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
6021                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
6022                         /* pkt_data' < pkt_end, pkt_meta' < pkt_data */
6023                         find_good_pkt_pointers(other_branch, dst_reg,
6024                                                dst_reg->type, true);
6025                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
6026                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
6027                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
6028                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
6029                         /* pkt_end < pkt_data', pkt_data > pkt_meta' */
6030                         find_good_pkt_pointers(this_branch, src_reg,
6031                                                src_reg->type, false);
6032                 } else {
6033                         return false;
6034                 }
6035                 break;
6036         case BPF_JGE:
6037                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
6038                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
6039                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
6040                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
6041                         /* pkt_data' >= pkt_end, pkt_meta' >= pkt_data */
6042                         find_good_pkt_pointers(this_branch, dst_reg,
6043                                                dst_reg->type, true);
6044                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
6045                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
6046                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
6047                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
6048                         /* pkt_end >= pkt_data', pkt_data >= pkt_meta' */
6049                         find_good_pkt_pointers(other_branch, src_reg,
6050                                                src_reg->type, false);
6051                 } else {
6052                         return false;
6053                 }
6054                 break;
6055         case BPF_JLE:
6056                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
6057                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
6058                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
6059                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
6060                         /* pkt_data' <= pkt_end, pkt_meta' <= pkt_data */
6061                         find_good_pkt_pointers(other_branch, dst_reg,
6062                                                dst_reg->type, false);
6063                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
6064                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
6065                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
6066                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
6067                         /* pkt_end <= pkt_data', pkt_data <= pkt_meta' */
6068                         find_good_pkt_pointers(this_branch, src_reg,
6069                                                src_reg->type, true);
6070                 } else {
6071                         return false;
6072                 }
6073                 break;
6074         default:
6075                 return false;
6076         }
6077
6078         return true;
6079 }
6080
6081 static int check_cond_jmp_op(struct bpf_verifier_env *env,
6082                              struct bpf_insn *insn, int *insn_idx)
6083 {
6084         struct bpf_verifier_state *this_branch = env->cur_state;
6085         struct bpf_verifier_state *other_branch;
6086         struct bpf_reg_state *regs = this_branch->frame[this_branch->curframe]->regs;
6087         struct bpf_reg_state *dst_reg, *other_branch_regs, *src_reg = NULL;
6088         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
6089         bool is_jmp32;
6090         int pred = -1;
6091         int err;
6092
6093         /* Only conditional jumps are expected to reach here. */
6094         if (opcode == BPF_JA || opcode > BPF_JSLE) {
6095                 verbose(env, "invalid BPF_JMP/JMP32 opcode %x\n", opcode);
6096                 return -EINVAL;
6097         }
6098
6099         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
6100                 if (insn->imm != 0) {
6101                         verbose(env, "BPF_JMP/JMP32 uses reserved fields\n");
6102                         return -EINVAL;
6103                 }
6104
6105                 /* check src1 operand */
6106                 err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
6107                 if (err)
6108                         return err;
6109
6110                 if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
6111                         verbose(env, "R%d pointer comparison prohibited\n",
6112                                 insn->src_reg);
6113                         return -EACCES;
6114                 }
6115                 src_reg = &regs[insn->src_reg];
6116         } else {
6117                 if (insn->src_reg != BPF_REG_0) {
6118                         verbose(env, "BPF_JMP/JMP32 uses reserved fields\n");
6119                         return -EINVAL;
6120                 }
6121         }
6122
6123         /* check src2 operand */
6124         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
6125         if (err)
6126                 return err;
6127
6128         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
6129         is_jmp32 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP32;
6130
6131         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_K)
6132                 pred = is_branch_taken(dst_reg, insn->imm,
6133                                        opcode, is_jmp32);
6134         else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE &&
6135                  tnum_is_const(src_reg->var_off))
6136                 pred = is_branch_taken(dst_reg, src_reg->var_off.value,
6137                                        opcode, is_jmp32);
6138         if (pred >= 0) {
6139                 err = mark_chain_precision(env, insn->dst_reg);
6140                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X && !err)
6141                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
6142                 if (err)
6143                         return err;
6144         }
6145         if (pred == 1) {
6146                 /* only follow the goto, ignore fall-through */
6147                 *insn_idx += insn->off;
6148                 return 0;
6149         } else if (pred == 0) {
6150                 /* only follow fall-through branch, since
6151                  * that's where the program will go
6152                  */
6153                 return 0;
6154         }
6155
6156         other_branch = push_stack(env, *insn_idx + insn->off + 1, *insn_idx,
6157                                   false);
6158         if (!other_branch)
6159                 return -EFAULT;
6160         other_branch_regs = other_branch->frame[other_branch->curframe]->regs;
6161
6162         /* detect if we are comparing against a constant value so we can adjust
6163          * our min/max values for our dst register.
6164          * this is only legit if both are scalars (or pointers to the same
6165          * object, I suppose, but we don't support that right now), because
6166          * otherwise the different base pointers mean the offsets aren't
6167          * comparable.
6168          */
6169         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
6170                 struct bpf_reg_state *src_reg = &regs[insn->src_reg];
6171                 struct bpf_reg_state lo_reg0 = *dst_reg;
6172                 struct bpf_reg_state lo_reg1 = *src_reg;
6173                 struct bpf_reg_state *src_lo, *dst_lo;
6174
6175                 dst_lo = &lo_reg0;
6176                 src_lo = &lo_reg1;
6177                 coerce_reg_to_size(dst_lo, 4);
6178                 coerce_reg_to_size(src_lo, 4);
6179
6180                 if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE &&
6181                     src_reg->type == SCALAR_VALUE) {
6182                         if (tnum_is_const(src_reg->var_off) ||
6183                             (is_jmp32 && tnum_is_const(src_lo->var_off)))
6184                                 reg_set_min_max(&other_branch_regs[insn->dst_reg],
6185                                                 dst_reg,
6186                                                 is_jmp32
6187                                                 ? src_lo->var_off.value
6188                                                 : src_reg->var_off.value,
6189                                                 opcode, is_jmp32);
6190                         else if (tnum_is_const(dst_reg->var_off) ||
6191                                  (is_jmp32 && tnum_is_const(dst_lo->var_off)))
6192                                 reg_set_min_max_inv(&other_branch_regs[insn->src_reg],
6193                                                     src_reg,
6194                                                     is_jmp32
6195                                                     ? dst_lo->var_off.value
6196                                                     : dst_reg->var_off.value,
6197                                                     opcode, is_jmp32);
6198                         else if (!is_jmp32 &&
6199                                  (opcode == BPF_JEQ || opcode == BPF_JNE))
6200                                 /* Comparing for equality, we can combine knowledge */
6201                                 reg_combine_min_max(&other_branch_regs[insn->src_reg],
6202                                                     &other_branch_regs[insn->dst_reg],
6203                                                     src_reg, dst_reg, opcode);
6204                 }
6205         } else if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE) {
6206                 reg_set_min_max(&other_branch_regs[insn->dst_reg],
6207                                         dst_reg, insn->imm, opcode, is_jmp32);
6208         }
6209
6210         /* detect if R == 0 where R is returned from bpf_map_lookup_elem().
6211          * NOTE: these optimizations below are related with pointer comparison
6212          *       which will never be JMP32.
6213          */
6214         if (!is_jmp32 && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K &&
6215             insn->imm == 0 && (opcode == BPF_JEQ || opcode == BPF_JNE) &&
6216             reg_type_may_be_null(dst_reg->type)) {
6217                 /* Mark all identical registers in each branch as either
6218                  * safe or unknown depending R == 0 or R != 0 conditional.
6219                  */
6220                 mark_ptr_or_null_regs(this_branch, insn->dst_reg,
6221                                       opcode == BPF_JNE);
6222                 mark_ptr_or_null_regs(other_branch, insn->dst_reg,
6223                                       opcode == BPF_JEQ);
6224         } else if (!try_match_pkt_pointers(insn, dst_reg, &regs[insn->src_reg],
6225                                            this_branch, other_branch) &&
6226                    is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
6227                 verbose(env, "R%d pointer comparison prohibited\n",
6228                         insn->dst_reg);
6229                 return -EACCES;
6230         }
6231         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
6232                 print_verifier_state(env, this_branch->frame[this_branch->curframe]);
6233         return 0;
6234 }
6235
6236 /* verify BPF_LD_IMM64 instruction */
6237 static int check_ld_imm(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
6238 {
6239         struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
6240         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
6241         struct bpf_map *map;
6242         int err;
6243
6244         if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW) {
6245                 verbose(env, "invalid BPF_LD_IMM insn\n");
6246                 return -EINVAL;
6247         }
6248         if (insn->off != 0) {
6249                 verbose(env, "BPF_LD_IMM64 uses reserved fields\n");
6250                 return -EINVAL;
6251         }
6252
6253         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP);
6254         if (err)
6255                 return err;
6256
6257         if (insn->src_reg == 0) {
6258                 u64 imm = ((u64)(insn + 1)->imm << 32) | (u32)insn->imm;
6259
6260                 regs[insn->dst_reg].type = SCALAR_VALUE;
6261                 __mark_reg_known(&regs[insn->dst_reg], imm);
6262                 return 0;
6263         }
6264
6265         map = env->used_maps[aux->map_index];
6266         mark_reg_known_zero(env, regs, insn->dst_reg);
6267         regs[insn->dst_reg].map_ptr = map;
6268
6269         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_VALUE) {
6270                 regs[insn->dst_reg].type = PTR_TO_MAP_VALUE;
6271                 regs[insn->dst_reg].off = aux->map_off;
6272                 if (map_value_has_spin_lock(map))
6273                         regs[insn->dst_reg].id = ++env->id_gen;
6274         } else if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD) {
6275                 regs[insn->dst_reg].type = CONST_PTR_TO_MAP;
6276         } else {
6277                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
6278                 return -EINVAL;
6279         }
6280
6281         return 0;
6282 }
6283
6284 static bool may_access_skb(enum bpf_prog_type type)
6285 {
6286         switch (type) {
6287         case BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER:
6288         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
6289         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
6290                 return true;
6291         default:
6292                 return false;
6293         }
6294 }
6295
6296 /* verify safety of LD_ABS|LD_IND instructions:
6297  * - they can only appear in the programs where ctx == skb
6298  * - since they are wrappers of function calls, they scratch R1-R5 registers,
6299  *   preserve R6-R9, and store return value into R0
6300  *
6301  * Implicit input:
6302  *   ctx == skb == R6 == CTX
6303  *
6304  * Explicit input:
6305  *   SRC == any register
6306  *   IMM == 32-bit immediate
6307  *
6308  * Output:
6309  *   R0 - 8/16/32-bit skb data converted to cpu endianness
6310  */
6311 static int check_ld_abs(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
6312 {
6313         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
6314         static const int ctx_reg = BPF_REG_6;
6315         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
6316         int i, err;
6317
6318         if (!may_access_skb(env->prog->type)) {
6319                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] instructions not allowed for this program type\n");
6320                 return -EINVAL;
6321         }
6322
6323         if (!env->ops->gen_ld_abs) {
6324                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
6325                 return -EINVAL;
6326         }
6327
6328         if (env->subprog_cnt > 1) {
6329                 /* when program has LD_ABS insn JITs and interpreter assume
6330                  * that r1 == ctx == skb which is not the case for callees
6331                  * that can have arbitrary arguments. It's problematic
6332                  * for main prog as well since JITs would need to analyze
6333                  * all functions in order to make proper register save/restore
6334                  * decisions in the main prog. Hence disallow LD_ABS with calls
6335                  */
6336                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] instructions cannot be mixed with bpf-to-bpf calls\n");
6337                 return -EINVAL;
6338         }
6339
6340         if (insn->dst_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0 ||
6341             BPF_SIZE(insn->code) == BPF_DW ||
6342             (mode == BPF_ABS && insn->src_reg != BPF_REG_0)) {
6343                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] uses reserved fields\n");
6344                 return -EINVAL;
6345         }
6346
6347         /* check whether implicit source operand (register R6) is readable */
6348         err = check_reg_arg(env, ctx_reg, SRC_OP);
6349         if (err)
6350                 return err;
6351
6352         /* Disallow usage of BPF_LD_[ABS|IND] with reference tracking, as
6353          * gen_ld_abs() may terminate the program at runtime, leading to
6354          * reference leak.
6355          */
6356         err = check_reference_leak(env);
6357         if (err) {
6358                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be mixed with socket references\n");
6359                 return err;
6360         }
6361
6362         if (env->cur_state->active_spin_lock) {
6363                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be used inside bpf_spin_lock-ed region\n");
6364                 return -EINVAL;
6365         }
6366
6367         if (regs[ctx_reg].type != PTR_TO_CTX) {
6368                 verbose(env,
6369                         "at the time of BPF_LD_ABS|IND R6 != pointer to skb\n");
6370                 return -EINVAL;
6371         }
6372
6373         if (mode == BPF_IND) {
6374                 /* check explicit source operand */
6375                 err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
6376                 if (err)
6377                         return err;
6378         }
6379
6380         err = check_ctx_reg(env, &regs[ctx_reg], ctx_reg);
6381         if (err < 0)
6382                 return err;
6383
6384         /* reset caller saved regs to unreadable */
6385         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
6386                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
6387                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
6388         }
6389
6390         /* mark destination R0 register as readable, since it contains
6391          * the value fetched from the packet.
6392          * Already marked as written above.
6393          */
6394         mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
6395         /* ld_abs load up to 32-bit skb data. */
6396         regs[BPF_REG_0].subreg_def = env->insn_idx + 1;
6397         return 0;
6398 }
6399
6400 static int check_return_code(struct bpf_verifier_env *env)
6401 {
6402         struct tnum enforce_attach_type_range = tnum_unknown;
6403         const struct bpf_prog *prog = env->prog;
6404         struct bpf_reg_state *reg;
6405         struct tnum range = tnum_range(0, 1);
6406         int err;
6407
6408         /* The struct_ops func-ptr's return type could be "void" */
6409         if (env->prog->type == BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS &&
6410             !prog->aux->attach_func_proto->type)
6411                 return 0;
6412
6413         /* eBPF calling convetion is such that R0 is used
6414          * to return the value from eBPF program.
6415          * Make sure that it's readable at this time
6416          * of bpf_exit, which means that program wrote
6417          * something into it earlier
6418          */
6419         err = check_reg_arg(env, BPF_REG_0, SRC_OP);
6420         if (err)
6421                 return err;
6422
6423         if (is_pointer_value(env, BPF_REG_0)) {
6424                 verbose(env, "R0 leaks addr as return value\n");
6425                 return -EACCES;
6426         }
6427
6428         switch (env->prog->type) {
6429         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK_ADDR:
6430                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UDP4_RECVMSG ||
6431                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UDP6_RECVMSG)
6432                         range = tnum_range(1, 1);
6433                 break;
6434         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SKB:
6435                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET_EGRESS) {
6436                         range = tnum_range(0, 3);
6437                         enforce_attach_type_range = tnum_range(2, 3);
6438                 }
6439                 break;
6440         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK:
6441         case BPF_PROG_TYPE_SOCK_OPS:
6442         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_DEVICE:
6443         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SYSCTL:
6444         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCKOPT:
6445                 break;
6446         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT:
6447                 if (!env->prog->aux->attach_btf_id)
6448                         return 0;
6449                 range = tnum_const(0);
6450                 break;
6451         default:
6452                 return 0;
6453         }
6454
6455         reg = cur_regs(env) + BPF_REG_0;
6456         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
6457                 verbose(env, "At program exit the register R0 is not a known value (%s)\n",
6458                         reg_type_str[reg->type]);
6459                 return -EINVAL;
6460         }
6461
6462         if (!tnum_in(range, reg->var_off)) {
6463                 char tn_buf[48];
6464
6465                 verbose(env, "At program exit the register R0 ");
6466                 if (!tnum_is_unknown(reg->var_off)) {
6467                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
6468                         verbose(env, "has value %s", tn_buf);
6469                 } else {
6470                         verbose(env, "has unknown scalar value");
6471                 }
6472                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), range);
6473                 verbose(env, " should have been in %s\n", tn_buf);
6474                 return -EINVAL;
6475         }
6476
6477         if (!tnum_is_unknown(enforce_attach_type_range) &&
6478             tnum_in(enforce_attach_type_range, reg->var_off))
6479                 env->prog->enforce_expected_attach_type = 1;
6480         return 0;
6481 }
6482
6483 /* non-recursive DFS pseudo code
6484  * 1  procedure DFS-iterative(G,v):
6485  * 2      label v as discovered
6486  * 3      let S be a stack
6487  * 4      S.push(v)
6488  * 5      while S is not empty
6489  * 6            t <- S.pop()
6490  * 7            if t is what we're looking for:
6491  * 8                return t
6492  * 9            for all edges e in G.adjacentEdges(t) do
6493  * 10               if edge e is already labelled
6494  * 11                   continue with the next edge
6495  * 12               w <- G.adjacentVertex(t,e)
6496  * 13               if vertex w is not discovered and not explored
6497  * 14                   label e as tree-edge
6498  * 15                   label w as discovered
6499  * 16                   S.push(w)
6500  * 17                   continue at 5
6501  * 18               else if vertex w is discovered
6502  * 19                   label e as back-edge
6503  * 20               else
6504  * 21                   // vertex w is explored
6505  * 22                   label e as forward- or cross-edge
6506  * 23           label t as explored
6507  * 24           S.pop()
6508  *
6509  * convention:
6510  * 0x10 - discovered
6511  * 0x11 - discovered and fall-through edge labelled
6512  * 0x12 - discovered and fall-through and branch edges labelled
6513  * 0x20 - explored
6514  */
6515
6516 enum {
6517         DISCOVERED = 0x10,
6518         EXPLORED = 0x20,
6519         FALLTHROUGH = 1,
6520         BRANCH = 2,
6521 };
6522
6523 static u32 state_htab_size(struct bpf_verifier_env *env)
6524 {
6525         return env->prog->len;
6526 }
6527
6528 static struct bpf_verifier_state_list **explored_state(
6529                                         struct bpf_verifier_env *env,
6530                                         int idx)
6531 {
6532         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
6533         struct bpf_func_state *state = cur->frame[cur->curframe];
6534
6535         return &env->explored_states[(idx ^ state->callsite) % state_htab_size(env)];
6536 }
6537
6538 static void init_explored_state(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
6539 {
6540         env->insn_aux_data[idx].prune_point = true;
6541 }
6542
6543 /* t, w, e - match pseudo-code above:
6544  * t - index of current instruction
6545  * w - next instruction
6546  * e - edge
6547  */
6548 static int push_insn(int t, int w, int e, struct bpf_verifier_env *env,
6549                      bool loop_ok)
6550 {
6551         int *insn_stack = env->cfg.insn_stack;
6552         int *insn_state = env->cfg.insn_state;
6553
6554         if (e == FALLTHROUGH && insn_state[t] >= (DISCOVERED | FALLTHROUGH))
6555                 return 0;
6556
6557         if (e == BRANCH && insn_state[t] >= (DISCOVERED | BRANCH))
6558                 return 0;
6559
6560         if (w < 0 || w >= env->prog->len) {
6561                 verbose_linfo(env, t, "%d: ", t);
6562                 verbose(env, "jump out of range from insn %d to %d\n", t, w);
6563                 return -EINVAL;
6564         }
6565
6566         if (e == BRANCH)
6567                 /* mark branch target for state pruning */
6568                 init_explored_state(env, w);
6569
6570         if (insn_state[w] == 0) {
6571                 /* tree-edge */
6572                 insn_state[t] = DISCOVERED | e;
6573                 insn_state[w] = DISCOVERED;
6574                 if (env->cfg.cur_stack >= env->prog->len)
6575                         return -E2BIG;
6576                 insn_stack[env->cfg.cur_stack++] = w;
6577                 return 1;
6578         } else if ((insn_state[w] & 0xF0) == DISCOVERED) {
6579                 if (loop_ok && env->allow_ptr_leaks)
6580                         return 0;
6581                 verbose_linfo(env, t, "%d: ", t);
6582                 verbose_linfo(env, w, "%d: ", w);
6583                 verbose(env, "back-edge from insn %d to %d\n", t, w);
6584                 return -EINVAL;
6585         } else if (insn_state[w] == EXPLORED) {
6586                 /* forward- or cross-edge */
6587                 insn_state[t] = DISCOVERED | e;
6588         } else {
6589                 verbose(env, "insn state internal bug\n");
6590                 return -EFAULT;
6591         }
6592         return 0;
6593 }
6594
6595 /* non-recursive depth-first-search to detect loops in BPF program
6596  * loop == back-edge in directed graph
6597  */
6598 static int check_cfg(struct bpf_verifier_env *env)
6599 {
6600         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
6601         int insn_cnt = env->prog->len;
6602         int *insn_stack, *insn_state;
6603         int ret = 0;
6604         int i, t;
6605
6606         insn_state = env->cfg.insn_state = kvcalloc(insn_cnt, sizeof(int), GFP_KERNEL);
6607         if (!insn_state)
6608                 return -ENOMEM;
6609
6610         insn_stack = env->cfg.insn_stack = kvcalloc(insn_cnt, sizeof(int), GFP_KERNEL);
6611         if (!insn_stack) {
6612                 kvfree(insn_state);
6613                 return -ENOMEM;
6614         }
6615
6616         insn_state[0] = DISCOVERED; /* mark 1st insn as discovered */
6617         insn_stack[0] = 0; /* 0 is the first instruction */
6618         env->cfg.cur_stack = 1;
6619
6620 peek_stack:
6621         if (env->cfg.cur_stack == 0)
6622                 goto check_state;
6623         t = insn_stack[env->cfg.cur_stack - 1];
6624
6625         if (BPF_CLASS(insns[t].code) == BPF_JMP ||
6626             BPF_CLASS(insns[t].code) == BPF_JMP32) {
6627                 u8 opcode = BPF_OP(insns[t].code);
6628
6629                 if (opcode == BPF_EXIT) {
6630                         goto mark_explored;
6631                 } else if (opcode == BPF_CALL) {
6632                         ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, false);
6633                         if (ret == 1)
6634                                 goto peek_stack;
6635                         else if (ret < 0)
6636                                 goto err_free;
6637                         if (t + 1 < insn_cnt)
6638                                 init_explored_state(env, t + 1);
6639                         if (insns[t].src_reg == BPF_PSEUDO_CALL) {
6640                                 init_explored_state(env, t);
6641                                 ret = push_insn(t, t + insns[t].imm + 1, BRANCH,
6642                                                 env, false);
6643                                 if (ret == 1)
6644                                         goto peek_stack;
6645                                 else if (ret < 0)
6646                                         goto err_free;
6647                         }
6648                 } else if (opcode == BPF_JA) {
6649                         if (BPF_SRC(insns[t].code) != BPF_K) {
6650                                 ret = -EINVAL;
6651                                 goto err_free;
6652                         }
6653                         /* unconditional jump with single edge */
6654                         ret = push_insn(t, t + insns[t].off + 1,
6655                                         FALLTHROUGH, env, true);
6656                         if (ret == 1)
6657                                 goto peek_stack;
6658                         else if (ret < 0)
6659                                 goto err_free;
6660                         /* unconditional jmp is not a good pruning point,
6661                          * but it's marked, since backtracking needs
6662                          * to record jmp history in is_state_visited().
6663                          */
6664                         init_explored_state(env, t + insns[t].off + 1);
6665                         /* tell verifier to check for equivalent states
6666                          * after every call and jump
6667                          */
6668                         if (t + 1 < insn_cnt)
6669                                 init_explored_state(env, t + 1);
6670                 } else {
6671                         /* conditional jump with two edges */
6672                         init_explored_state(env, t);
6673                         ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, true);
6674                         if (ret == 1)
6675                                 goto peek_stack;
6676                         else if (ret < 0)
6677                                 goto err_free;
6678
6679                         ret = push_insn(t, t + insns[t].off + 1, BRANCH, env, true);
6680                         if (ret == 1)
6681                                 goto peek_stack;
6682                         else if (ret < 0)
6683                                 goto err_free;
6684                 }
6685         } else {
6686                 /* all other non-branch instructions with single
6687                  * fall-through edge
6688                  */
6689                 ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, false);
6690                 if (ret == 1)
6691                         goto peek_stack;
6692                 else if (ret < 0)
6693                         goto err_free;
6694         }
6695
6696 mark_explored:
6697         insn_state[t] = EXPLORED;
6698         if (env->cfg.cur_stack-- <= 0) {
6699                 verbose(env, "pop stack internal bug\n");
6700                 ret = -EFAULT;
6701                 goto err_free;
6702         }
6703         goto peek_stack;
6704
6705 check_state:
6706         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
6707                 if (insn_state[i] != EXPLORED) {
6708                         verbose(env, "unreachable insn %d\n", i);
6709                         ret = -EINVAL;
6710                         goto err_free;
6711                 }
6712         }
6713         ret = 0; /* cfg looks good */
6714
6715 err_free:
6716         kvfree(insn_state);
6717         kvfree(insn_stack);
6718         env->cfg.insn_state = env->cfg.insn_stack = NULL;
6719         return ret;
6720 }
6721
6722 /* The minimum supported BTF func info size */
6723 #define MIN_BPF_FUNCINFO_SIZE   8
6724 #define MAX_FUNCINFO_REC_SIZE   252
6725
6726 static int check_btf_func(struct bpf_verifier_env *env,
6727                           const union bpf_attr *attr,
6728                           union bpf_attr __user *uattr)
6729 {
6730         u32 i, nfuncs, urec_size, min_size;
6731         u32 krec_size = sizeof(struct bpf_func_info);
6732         struct bpf_func_info *krecord;
6733         struct bpf_func_info_aux *info_aux = NULL;
6734         const struct btf_type *type;
6735         struct bpf_prog *prog;
6736         const struct btf *btf;
6737         void __user *urecord;
6738         u32 prev_offset = 0;
6739         int ret = 0;
6740
6741         nfuncs = attr->func_info_cnt;
6742         if (!nfuncs)
6743                 return 0;
6744
6745         if (nfuncs != env->subprog_cnt) {
6746                 verbose(env, "number of funcs in func_info doesn't match number of subprogs\n");
6747                 return -EINVAL;
6748         }
6749
6750         urec_size = attr->func_info_rec_size;
6751         if (urec_size < MIN_BPF_FUNCINFO_SIZE ||
6752             urec_size > MAX_FUNCINFO_REC_SIZE ||
6753             urec_size % sizeof(u32)) {
6754                 verbose(env, "invalid func info rec size %u\n", urec_size);
6755                 return -EINVAL;
6756         }
6757
6758         prog = env->prog;
6759         btf = prog->aux->btf;
6760
6761         urecord = u64_to_user_ptr(attr->func_info);
6762         min_size = min_t(u32, krec_size, urec_size);
6763
6764         krecord = kvcalloc(nfuncs, krec_size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
6765         if (!krecord)
6766                 return -ENOMEM;
6767         info_aux = kcalloc(nfuncs, sizeof(*info_aux), GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
6768         if (!info_aux)
6769                 goto err_free;
6770
6771         for (i = 0; i < nfuncs; i++) {
6772                 ret = bpf_check_uarg_tail_zero(urecord, krec_size, urec_size);
6773                 if (ret) {
6774                         if (ret == -E2BIG) {
6775                                 verbose(env, "nonzero tailing record in func info");
6776                                 /* set the size kernel expects so loader can zero
6777                                  * out the rest of the record.
6778                                  */
6779                                 if (put_user(min_size, &uattr->func_info_rec_size))
6780                                         ret = -EFAULT;
6781                         }
6782                         goto err_free;
6783                 }
6784
6785                 if (copy_from_user(&krecord[i], urecord, min_size)) {
6786                         ret = -EFAULT;
6787                         goto err_free;
6788                 }
6789
6790                 /* check insn_off */
6791                 if (i == 0) {
6792                         if (krecord[i].insn_off) {
6793                                 verbose(env,
6794                                         "nonzero insn_off %u for the first func info record",
6795                                         krecord[i].insn_off);
6796                                 ret = -EINVAL;
6797                                 goto err_free;
6798                         }
6799                 } else if (krecord[i].insn_off <= prev_offset) {
6800                         verbose(env,
6801                                 "same or smaller insn offset (%u) than previous func info record (%u)",
6802                                 krecord[i].insn_off, prev_offset);
6803                         ret = -EINVAL;
6804                         goto err_free;
6805                 }
6806
6807                 if (env->subprog_info[i].start != krecord[i].insn_off) {
6808                         verbose(env, "func_info BTF section doesn't match subprog layout in BPF program\n");
6809                         ret = -EINVAL;
6810                         goto err_free;
6811                 }
6812
6813                 /* check type_id */
6814                 type = btf_type_by_id(btf, krecord[i].type_id);
6815                 if (!type || !btf_type_is_func(type)) {
6816                         verbose(env, "invalid type id %d in func info",
6817                                 krecord[i].type_id);
6818                         ret = -EINVAL;
6819                         goto err_free;
6820                 }
6821                 info_aux[i].linkage = BTF_INFO_VLEN(type->info);
6822                 prev_offset = krecord[i].insn_off;
6823                 urecord += urec_size;
6824         }
6825
6826         prog->aux->func_info = krecord;
6827         prog->aux->func_info_cnt = nfuncs;
6828         prog->aux->func_info_aux = info_aux;
6829         return 0;
6830
6831 err_free:
6832         kvfree(krecord);
6833         kfree(info_aux);
6834         return ret;
6835 }
6836
6837 static void adjust_btf_func(struct bpf_verifier_env *env)
6838 {
6839         struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
6840         int i;
6841
6842         if (!aux->func_info)
6843                 return;
6844
6845         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
6846                 aux->func_info[i].insn_off = env->subprog_info[i].start;
6847 }
6848
6849 #define MIN_BPF_LINEINFO_SIZE   (offsetof(struct bpf_line_info, line_col) + \
6850                 sizeof(((struct bpf_line_info *)(0))->line_col))
6851 #define MAX_LINEINFO_REC_SIZE   MAX_FUNCINFO_REC_SIZE
6852
6853 static int check_btf_line(struct bpf_verifier_env *env,
6854                           const union bpf_attr *attr,
6855                           union bpf_attr __user *uattr)
6856 {
6857         u32 i, s, nr_linfo, ncopy, expected_size, rec_size, prev_offset = 0;
6858         struct bpf_subprog_info *sub;
6859         struct bpf_line_info *linfo;
6860         struct bpf_prog *prog;
6861         const struct btf *btf;
6862         void __user *ulinfo;
6863         int err;
6864
6865         nr_linfo = attr->line_info_cnt;
6866         if (!nr_linfo)
6867                 return 0;
6868
6869         rec_size = attr->line_info_rec_size;
6870         if (rec_size < MIN_BPF_LINEINFO_SIZE ||
6871             rec_size > MAX_LINEINFO_REC_SIZE ||
6872             rec_size & (sizeof(u32) - 1))
6873                 return -EINVAL;
6874
6875         /* Need to zero it in case the userspace may
6876          * pass in a smaller bpf_line_info object.
6877          */
6878         linfo = kvcalloc(nr_linfo, sizeof(struct bpf_line_info),
6879                          GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
6880         if (!linfo)
6881                 return -ENOMEM;
6882
6883         prog = env->prog;
6884         btf = prog->aux->btf;
6885
6886         s = 0;
6887         sub = env->subprog_info;
6888         ulinfo = u64_to_user_ptr(attr->line_info);
6889         expected_size = sizeof(struct bpf_line_info);
6890         ncopy = min_t(u32, expected_size, rec_size);
6891         for (i = 0; i < nr_linfo; i++) {
6892                 err = bpf_check_uarg_tail_zero(ulinfo, expected_size, rec_size);
6893                 if (err) {
6894                         if (err == -E2BIG) {
6895                                 verbose(env, "nonzero tailing record in line_info");
6896                                 if (put_user(expected_size,
6897                                              &uattr->line_info_rec_size))
6898                                         err = -EFAULT;
6899                         }
6900                         goto err_free;
6901                 }
6902
6903                 if (copy_from_user(&linfo[i], ulinfo, ncopy)) {
6904                         err = -EFAULT;
6905                         goto err_free;
6906                 }
6907
6908                 /*
6909                  * Check insn_off to ensure
6910                  * 1) strictly increasing AND
6911                  * 2) bounded by prog->len
6912                  *
6913                  * The linfo[0].insn_off == 0 check logically falls into
6914                  * the later "missing bpf_line_info for func..." case
6915                  * because the first linfo[0].insn_off must be the
6916                  * first sub also and the first sub must have
6917                  * subprog_info[0].start == 0.
6918                  */
6919                 if ((i && linfo[i].insn_off <= prev_offset) ||
6920                     linfo[i].insn_off >= prog->len) {
6921                         verbose(env, "Invalid line_info[%u].insn_off:%u (prev_offset:%u prog->len:%u)\n",
6922                                 i, linfo[i].insn_off, prev_offset,
6923                                 prog->len);
6924                         err = -EINVAL;
6925                         goto err_free;
6926                 }
6927
6928                 if (!prog->insnsi[linfo[i].insn_off].code) {
6929                         verbose(env,
6930                                 "Invalid insn code at line_info[%u].insn_off\n",
6931                                 i);
6932                         err = -EINVAL;
6933                         goto err_free;
6934                 }
6935
6936                 if (!btf_name_by_offset(btf, linfo[i].line_off) ||
6937                     !btf_name_by_offset(btf, linfo[i].file_name_off)) {
6938                         verbose(env, "Invalid line_info[%u].line_off or .file_name_off\n", i);
6939                         err = -EINVAL;
6940                         goto err_free;
6941                 }
6942
6943                 if (s != env->subprog_cnt) {
6944                         if (linfo[i].insn_off == sub[s].start) {
6945                                 sub[s].linfo_idx = i;
6946                                 s++;
6947                         } else if (sub[s].start < linfo[i].insn_off) {
6948                                 verbose(env, "missing bpf_line_info for func#%u\n", s);
6949                                 err = -EINVAL;
6950                                 goto err_free;
6951                         }
6952                 }
6953
6954                 prev_offset = linfo[i].insn_off;
6955                 ulinfo += rec_size;
6956         }
6957
6958         if (s != env->subprog_cnt) {
6959                 verbose(env, "missing bpf_line_info for %u funcs starting from func#%u\n",
6960                         env->subprog_cnt - s, s);
6961                 err = -EINVAL;
6962                 goto err_free;
6963         }
6964
6965         prog->aux->linfo = linfo;
6966         prog->aux->nr_linfo = nr_linfo;
6967
6968         return 0;
6969
6970 err_free:
6971         kvfree(linfo);
6972         return err;
6973 }
6974
6975 static int check_btf_info(struct bpf_verifier_env *env,
6976                           const union bpf_attr *attr,
6977                           union bpf_attr __user *uattr)
6978 {
6979         struct btf *btf;
6980         int err;
6981
6982         if (!attr->func_info_cnt && !attr->line_info_cnt)
6983                 return 0;
6984
6985         btf = btf_get_by_fd(attr->prog_btf_fd);
6986         if (IS_ERR(btf))
6987                 return PTR_ERR(btf);
6988         env->prog->aux->btf = btf;
6989
6990         err = check_btf_func(env, attr, uattr);
6991         if (err)
6992                 return err;
6993
6994         err = check_btf_line(env, attr, uattr);
6995         if (err)
6996                 return err;
6997
6998         return 0;
6999 }
7000
7001 /* check %cur's range satisfies %old's */
7002 static bool range_within(struct bpf_reg_state *old,
7003                          struct bpf_reg_state *cur)
7004 {
7005         return old->umin_value <= cur->umin_value &&
7006                old->umax_value >= cur->umax_value &&
7007                old->smin_value <= cur->smin_value &&
7008                old->smax_value >= cur->smax_value;
7009 }
7010
7011 /* Maximum number of register states that can exist at once */
7012 #define ID_MAP_SIZE     (MAX_BPF_REG + MAX_BPF_STACK / BPF_REG_SIZE)
7013 struct idpair {
7014         u32 old;
7015         u32 cur;
7016 };
7017
7018 /* If in the old state two registers had the same id, then they need to have
7019  * the same id in the new state as well.  But that id could be different from
7020  * the old state, so we need to track the mapping from old to new ids.
7021  * Once we have seen that, say, a reg with old id 5 had new id 9, any subsequent
7022  * regs with old id 5 must also have new id 9 for the new state to be safe.  But
7023  * regs with a different old id could still have new id 9, we don't care about
7024  * that.
7025  * So we look through our idmap to see if this old id has been seen before.  If
7026  * so, we require the new id to match; otherwise, we add the id pair to the map.
7027  */
7028 static bool check_ids(u32 old_id, u32 cur_id, struct idpair *idmap)
7029 {
7030         unsigned int i;
7031
7032         for (i = 0; i < ID_MAP_SIZE; i++) {
7033                 if (!idmap[i].old) {
7034                         /* Reached an empty slot; haven't seen this id before */
7035                         idmap[i].old = old_id;
7036                         idmap[i].cur = cur_id;
7037                         return true;
7038                 }
7039                 if (idmap[i].old == old_id)
7040                         return idmap[i].cur == cur_id;
7041         }
7042         /* We ran out of idmap slots, which should be impossible */
7043         WARN_ON_ONCE(1);
7044         return false;
7045 }
7046
7047 static void clean_func_state(struct bpf_verifier_env *env,
7048                              struct bpf_func_state *st)
7049 {
7050         enum bpf_reg_liveness live;
7051         int i, j;
7052
7053         for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++) {
7054                 live = st->regs[i].live;
7055                 /* liveness must not touch this register anymore */
7056                 st->regs[i].live |= REG_LIVE_DONE;
7057                 if (!(live & REG_LIVE_READ))
7058                         /* since the register is unused, clear its state
7059                          * to make further comparison simpler
7060                          */
7061                         __mark_reg_not_init(env, &st->regs[i]);
7062         }
7063
7064         for (i = 0; i < st->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
7065                 live = st->stack[i].spilled_ptr.live;
7066                 /* liveness must not touch this stack slot anymore */
7067                 st->stack[i].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_DONE;
7068                 if (!(live & REG_LIVE_READ)) {
7069                         __mark_reg_not_init(env, &st->stack[i].spilled_ptr);
7070                         for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
7071                                 st->stack[i].slot_type[j] = STACK_INVALID;
7072                 }
7073         }
7074 }
7075
7076 static void clean_verifier_state(struct bpf_verifier_env *env,
7077                                  struct bpf_verifier_state *st)
7078 {
7079         int i;
7080
7081         if (st->frame[0]->regs[0].live & REG_LIVE_DONE)
7082                 /* all regs in this state in all frames were already marked */
7083                 return;
7084
7085         for (i = 0; i <= st->curframe; i++)
7086                 clean_func_state(env, st->frame[i]);
7087 }
7088
7089 /* the parentage chains form a tree.
7090  * the verifier states are added to state lists at given insn and
7091  * pushed into state stack for future exploration.
7092  * when the verifier reaches bpf_exit insn some of the verifer states
7093  * stored in the state lists have their final liveness state already,
7094  * but a lot of states will get revised from liveness point of view when
7095  * the verifier explores other branches.
7096  * Example:
7097  * 1: r0 = 1
7098  * 2: if r1 == 100 goto pc+1
7099  * 3: r0 = 2
7100  * 4: exit
7101  * when the verifier reaches exit insn the register r0 in the state list of
7102  * insn 2 will be seen as !REG_LIVE_READ. Then the verifier pops the other_branch
7103  * of insn 2 and goes exploring further. At the insn 4 it will walk the
7104  * parentage chain from insn 4 into insn 2 and will mark r0 as REG_LIVE_READ.
7105  *
7106  * Since the verifier pushes the branch states as it sees them while exploring
7107  * the program the condition of walking the branch instruction for the second
7108  * time means that all states below this branch were already explored and
7109  * their final liveness markes are already propagated.
7110  * Hence when the verifier completes the search of state list in is_state_visited()
7111  * we can call this clean_live_states() function to mark all liveness states
7112  * as REG_LIVE_DONE to indicate that 'parent' pointers of 'struct bpf_reg_state'
7113  * will not be used.
7114  * This function also clears the registers and stack for states that !READ
7115  * to simplify state merging.
7116  *
7117  * Important note here that walking the same branch instruction in the callee
7118  * doesn't meant that the states are DONE. The verifier has to compare
7119  * the callsites
7120  */
7121 static void clean_live_states(struct bpf_verifier_env *env, int insn,
7122                               struct bpf_verifier_state *cur)
7123 {
7124         struct bpf_verifier_state_list *sl;
7125         int i;
7126
7127         sl = *explored_state(env, insn);
7128         while (sl) {
7129                 if (sl->state.branches)
7130                         goto next;
7131                 if (sl->state.insn_idx != insn ||
7132                     sl->state.curframe != cur->curframe)
7133                         goto next;
7134                 for (i = 0; i <= cur->curframe; i++)
7135                         if (sl->state.frame[i]->callsite != cur->frame[i]->callsite)
7136                                 goto next;
7137                 clean_verifier_state(env, &sl->state);
7138 next:
7139                 sl = sl->next;
7140         }
7141 }
7142
7143 /* Returns true if (rold safe implies rcur safe) */
7144 static bool regsafe(struct bpf_reg_state *rold, struct bpf_reg_state *rcur,
7145                     struct idpair *idmap)
7146 {
7147         bool equal;
7148
7149         if (!(rold->live & REG_LIVE_READ))
7150                 /* explored state didn't use this */
7151                 return true;
7152
7153         equal = memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, parent)) == 0;
7154
7155         if (rold->type == PTR_TO_STACK)
7156                 /* two stack pointers are equal only if they're pointing to
7157                  * the same stack frame, since fp-8 in foo != fp-8 in bar
7158                  */
7159                 return equal && rold->frameno == rcur->frameno;
7160
7161         if (equal)
7162                 return true;
7163
7164         if (rold->type == NOT_INIT)
7165                 /* explored state can't have used this */
7166                 return true;
7167         if (rcur->type == NOT_INIT)
7168                 return false;
7169         switch (rold->type) {
7170         case SCALAR_VALUE:
7171                 if (rcur->type == SCALAR_VALUE) {
7172                         if (!rold->precise && !rcur->precise)
7173                                 return true;
7174                         /* new val must satisfy old val knowledge */
7175                         return range_within(rold, rcur) &&
7176                                tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off);
7177                 } else {
7178                         /* We're trying to use a pointer in place of a scalar.
7179                          * Even if the scalar was unbounded, this could lead to
7180                          * pointer leaks because scalars are allowed to leak
7181                          * while pointers are not. We could make this safe in
7182                          * special cases if root is calling us, but it's
7183                          * probably not worth the hassle.
7184                          */
7185                         return false;
7186                 }
7187         case PTR_TO_MAP_VALUE:
7188                 /* If the new min/max/var_off satisfy the old ones and
7189                  * everything else matches, we are OK.
7190                  * 'id' is not compared, since it's only used for maps with
7191                  * bpf_spin_lock inside map element and in such cases if
7192                  * the rest of the prog is valid for one map element then
7193                  * it's valid for all map elements regardless of the key
7194                  * used in bpf_map_lookup()
7195                  */
7196                 return memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, id)) == 0 &&
7197                        range_within(rold, rcur) &&
7198                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off);
7199         case PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL:
7200                 /* a PTR_TO_MAP_VALUE could be safe to use as a
7201                  * PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL into the same map.
7202                  * However, if the old PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL then got NULL-
7203                  * checked, doing so could have affected others with the same
7204                  * id, and we can't check for that because we lost the id when
7205                  * we converted to a PTR_TO_MAP_VALUE.
7206                  */
7207                 if (rcur->type != PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL)
7208                         return false;
7209                 if (memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, id)))
7210                         return false;
7211                 /* Check our ids match any regs they're supposed to */
7212                 return check_ids(rold->id, rcur->id, idmap);
7213         case PTR_TO_PACKET_META:
7214         case PTR_TO_PACKET:
7215                 if (rcur->type != rold->type)
7216                         return false;
7217                 /* We must have at least as much range as the old ptr
7218                  * did, so that any accesses which were safe before are
7219                  * still safe.  This is true even if old range < old off,
7220                  * since someone could have accessed through (ptr - k), or
7221                  * even done ptr -= k in a register, to get a safe access.
7222                  */
7223                 if (rold->range > rcur->range)
7224                         return false;
7225                 /* If the offsets don't match, we can't trust our alignment;
7226                  * nor can we be sure that we won't fall out of range.
7227                  */
7228                 if (rold->off != rcur->off)
7229                         return false;
7230                 /* id relations must be preserved */
7231                 if (rold->id && !check_ids(rold->id, rcur->id, idmap))
7232                         return false;
7233                 /* new val must satisfy old val knowledge */
7234                 return range_within(rold, rcur) &&
7235                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off);
7236         case PTR_TO_CTX:
7237         case CONST_PTR_TO_MAP:
7238         case PTR_TO_PACKET_END:
7239         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
7240         case PTR_TO_SOCKET:
7241         case PTR_TO_SOCKET_OR_NULL:
7242         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
7243         case PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL:
7244         case PTR_TO_TCP_SOCK:
7245         case PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL:
7246         case PTR_TO_XDP_SOCK:
7247                 /* Only valid matches are exact, which memcmp() above
7248                  * would have accepted
7249                  */
7250         default:
7251                 /* Don't know what's going on, just say it's not safe */
7252                 return false;
7253         }
7254
7255         /* Shouldn't get here; if we do, say it's not safe */
7256         WARN_ON_ONCE(1);
7257         return false;
7258 }
7259
7260 static bool stacksafe(struct bpf_func_state *old,
7261                       struct bpf_func_state *cur,
7262                       struct idpair *idmap)
7263 {
7264         int i, spi;
7265
7266         /* walk slots of the explored stack and ignore any additional
7267          * slots in the current stack, since explored(safe) state
7268          * didn't use them
7269          */
7270         for (i = 0; i < old->allocated_stack; i++) {
7271                 spi = i / BPF_REG_SIZE;
7272
7273                 if (!(old->stack[spi].spilled_ptr.live & REG_LIVE_READ)) {
7274                         i += BPF_REG_SIZE - 1;
7275                         /* explored state didn't use this */
7276                         continue;
7277                 }
7278
7279                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_INVALID)
7280                         continue;
7281
7282                 /* explored stack has more populated slots than current stack
7283                  * and these slots were used
7284                  */
7285                 if (i >= cur->allocated_stack)
7286                         return false;
7287
7288                 /* if old state was safe with misc data in the stack
7289                  * it will be safe with zero-initialized stack.
7290                  * The opposite is not true
7291                  */
7292                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_MISC &&
7293                     cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_ZERO)
7294                         continue;
7295                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] !=
7296                     cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE])
7297                         /* Ex: old explored (safe) state has STACK_SPILL in
7298                          * this stack slot, but current has has STACK_MISC ->
7299                          * this verifier states are not equivalent,
7300                          * return false to continue verification of this path
7301                          */
7302                         return false;
7303                 if (i % BPF_REG_SIZE)
7304                         continue;
7305                 if (old->stack[spi].slot_type[0] != STACK_SPILL)
7306                         continue;
7307                 if (!regsafe(&old->stack[spi].spilled_ptr,
7308                              &cur->stack[spi].spilled_ptr,
7309                              idmap))
7310                         /* when explored and current stack slot are both storing
7311                          * spilled registers, check that stored pointers types
7312                          * are the same as well.
7313                          * Ex: explored safe path could have stored
7314                          * (bpf_reg_state) {.type = PTR_TO_STACK, .off = -8}
7315                          * but current path has stored:
7316                          * (bpf_reg_state) {.type = PTR_TO_STACK, .off = -16}
7317                          * such verifier states are not equivalent.
7318                          * return false to continue verification of this path
7319                          */
7320                         return false;
7321         }
7322         return true;
7323 }
7324
7325 static bool refsafe(struct bpf_func_state *old, struct bpf_func_state *cur)
7326 {
7327         if (old->acquired_refs != cur->acquired_refs)
7328                 return false;
7329         return !memcmp(old->refs, cur->refs,
7330                        sizeof(*old->refs) * old->acquired_refs);
7331 }
7332
7333 /* compare two verifier states
7334  *
7335  * all states stored in state_list are known to be valid, since
7336  * verifier reached 'bpf_exit' instruction through them
7337  *
7338  * this function is called when verifier exploring different branches of
7339  * execution popped from the state stack. If it sees an old state that has
7340  * more strict register state and more strict stack state then this execution
7341  * branch doesn't need to be explored further, since verifier already
7342  * concluded that more strict state leads to valid finish.
7343  *
7344  * Therefore two states are equivalent if register state is more conservative
7345  * and explored stack state is more conservative than the current one.
7346  * Example:
7347  *       explored                   current
7348  * (slot1=INV slot2=MISC) == (slot1=MISC slot2=MISC)
7349  * (slot1=MISC slot2=MISC) != (slot1=INV slot2=MISC)
7350  *
7351  * In other words if current stack state (one being explored) has more
7352  * valid slots than old one that already passed validation, it means
7353  * the verifier can stop exploring and conclude that current state is valid too
7354  *
7355  * Similarly with registers. If explored state has register type as invalid
7356  * whereas register type in current state is meaningful, it means that
7357  * the current state will reach 'bpf_exit' instruction safely
7358  */
7359 static bool func_states_equal(struct bpf_func_state *old,
7360                               struct bpf_func_state *cur)
7361 {
7362         struct idpair *idmap;
7363         bool ret = false;
7364         int i;
7365
7366         idmap = kcalloc(ID_MAP_SIZE, sizeof(struct idpair), GFP_KERNEL);
7367         /* If we failed to allocate the idmap, just say it's not safe */
7368         if (!idmap)
7369                 return false;
7370
7371         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
7372                 if (!regsafe(&old->regs[i], &cur->regs[i], idmap))
7373                         goto out_free;
7374         }
7375
7376         if (!stacksafe(old, cur, idmap))
7377                 goto out_free;
7378
7379         if (!refsafe(old, cur))
7380                 goto out_free;
7381         ret = true;
7382 out_free:
7383         kfree(idmap);
7384         return ret;
7385 }
7386
7387 static bool states_equal(struct bpf_verifier_env *env,
7388                          struct bpf_verifier_state *old,
7389                          struct bpf_verifier_state *cur)
7390 {
7391         int i;
7392
7393         if (old->curframe != cur->curframe)
7394                 return false;
7395
7396         /* Verification state from speculative execution simulation
7397          * must never prune a non-speculative execution one.
7398          */
7399         if (old->speculative && !cur->speculative)
7400                 return false;
7401
7402         if (old->active_spin_lock != cur->active_spin_lock)
7403                 return false;
7404
7405         /* for states to be equal callsites have to be the same
7406          * and all frame states need to be equivalent
7407          */
7408         for (i = 0; i <= old->curframe; i++) {
7409                 if (old->frame[i]->callsite != cur->frame[i]->callsite)
7410                         return false;
7411                 if (!func_states_equal(old->frame[i], cur->frame[i]))
7412                         return false;
7413         }
7414         return true;
7415 }
7416
7417 /* Return 0 if no propagation happened. Return negative error code if error
7418  * happened. Otherwise, return the propagated bit.
7419  */
7420 static int propagate_liveness_reg(struct bpf_verifier_env *env,
7421                                   struct bpf_reg_state *reg,
7422                                   struct bpf_reg_state *parent_reg)
7423 {
7424         u8 parent_flag = parent_reg->live & REG_LIVE_READ;
7425         u8 flag = reg->live & REG_LIVE_READ;
7426         int err;
7427
7428         /* When comes here, read flags of PARENT_REG or REG could be any of
7429          * REG_LIVE_READ64, REG_LIVE_READ32, REG_LIVE_NONE. There is no need
7430          * of propagation if PARENT_REG has strongest REG_LIVE_READ64.
7431          */
7432         if (parent_flag == REG_LIVE_READ64 ||
7433             /* Or if there is no read flag from REG. */
7434             !flag ||
7435             /* Or if the read flag from REG is the same as PARENT_REG. */
7436             parent_flag == flag)
7437                 return 0;
7438
7439         err = mark_reg_read(env, reg, parent_reg, flag);
7440         if (err)
7441                 return err;
7442
7443         return flag;
7444 }
7445
7446 /* A write screens off any subsequent reads; but write marks come from the
7447  * straight-line code between a state and its parent.  When we arrive at an
7448  * equivalent state (jump target or such) we didn't arrive by the straight-line
7449  * code, so read marks in the state must propagate to the parent regardless
7450  * of the state's write marks. That's what 'parent == state->parent' comparison
7451  * in mark_reg_read() is for.
7452  */
7453 static int propagate_liveness(struct bpf_verifier_env *env,
7454                               const struct bpf_verifier_state *vstate,
7455                               struct bpf_verifier_state *vparent)
7456 {
7457         struct bpf_reg_state *state_reg, *parent_reg;
7458         struct bpf_func_state *state, *parent;
7459         int i, frame, err = 0;
7460
7461         if (vparent->curframe != vstate->curframe) {
7462                 WARN(1, "propagate_live: parent frame %d current frame %d\n",
7463                      vparent->curframe, vstate->curframe);
7464                 return -EFAULT;
7465         }
7466         /* Propagate read liveness of registers... */
7467         BUILD_BUG_ON(BPF_REG_FP + 1 != MAX_BPF_REG);
7468         for (frame = 0; frame <= vstate->curframe; frame++) {
7469                 parent = vparent->frame[frame];
7470                 state = vstate->frame[frame];
7471                 parent_reg = parent->regs;
7472                 state_reg = state->regs;
7473                 /* We don't need to worry about FP liveness, it's read-only */
7474                 for (i = frame < vstate->curframe ? BPF_REG_6 : 0; i < BPF_REG_FP; i++) {
7475                         err = propagate_liveness_reg(env, &state_reg[i],
7476                                                      &parent_reg[i]);
7477                         if (err < 0)
7478                                 return err;
7479                         if (err == REG_LIVE_READ64)
7480                                 mark_insn_zext(env, &parent_reg[i]);
7481                 }
7482
7483                 /* Propagate stack slots. */
7484                 for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE &&
7485                             i < parent->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
7486                         parent_reg = &parent->stack[i].spilled_ptr;
7487                         state_reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
7488                         err = propagate_liveness_reg(env, state_reg,
7489                                                      parent_reg);
7490                         if (err < 0)
7491                                 return err;
7492                 }
7493         }
7494         return 0;
7495 }
7496
7497 /* find precise scalars in the previous equivalent state and
7498  * propagate them into the current state
7499  */
7500 static int propagate_precision(struct bpf_verifier_env *env,
7501                                const struct bpf_verifier_state *old)
7502 {
7503         struct bpf_reg_state *state_reg;
7504         struct bpf_func_state *state;
7505         int i, err = 0;
7506
7507         state = old->frame[old->curframe];
7508         state_reg = state->regs;
7509         for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++, state_reg++) {
7510                 if (state_reg->type != SCALAR_VALUE ||
7511                     !state_reg->precise)
7512                         continue;
7513                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
7514                         verbose(env, "propagating r%d\n", i);
7515                 err = mark_chain_precision(env, i);
7516                 if (err < 0)
7517                         return err;
7518         }
7519
7520         for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
7521                 if (state->stack[i].slot_type[0] != STACK_SPILL)
7522                         continue;
7523                 state_reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
7524                 if (state_reg->type != SCALAR_VALUE ||
7525                     !state_reg->precise)
7526                         continue;
7527                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
7528                         verbose(env, "propagating fp%d\n",
7529                                 (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
7530                 err = mark_chain_precision_stack(env, i);
7531                 if (err < 0)
7532                         return err;
7533         }
7534         return 0;
7535 }
7536
7537 static bool states_maybe_looping(struct bpf_verifier_state *old,
7538                                  struct bpf_verifier_state *cur)
7539 {
7540         struct bpf_func_state *fold, *fcur;
7541         int i, fr = cur->curframe;
7542
7543         if (old->curframe != fr)
7544                 return false;
7545
7546         fold = old->frame[fr];
7547         fcur = cur->frame[fr];
7548         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
7549                 if (memcmp(&fold->regs[i], &fcur->regs[i],
7550                            offsetof(struct bpf_reg_state, parent)))
7551                         return false;
7552         return true;
7553 }
7554
7555
7556 static int is_state_visited(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
7557 {
7558         struct bpf_verifier_state_list *new_sl;
7559         struct bpf_verifier_state_list *sl, **pprev;
7560         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state, *new;
7561         int i, j, err, states_cnt = 0;
7562         bool add_new_state = env->test_state_freq ? true : false;
7563
7564         cur->last_insn_idx = env->prev_insn_idx;
7565         if (!env->insn_aux_data[insn_idx].prune_point)
7566                 /* this 'insn_idx' instruction wasn't marked, so we will not
7567                  * be doing state search here
7568                  */
7569                 return 0;
7570
7571         /* bpf progs typically have pruning point every 4 instructions
7572          * http://vger.kernel.org/bpfconf2019.html#session-1
7573          * Do not add new state for future pruning if the verifier hasn't seen
7574          * at least 2 jumps and at least 8 instructions.
7575          * This heuristics helps decrease 'total_states' and 'peak_states' metric.
7576          * In tests that amounts to up to 50% reduction into total verifier
7577          * memory consumption and 20% verifier time speedup.
7578          */
7579         if (env->jmps_processed - env->prev_jmps_processed >= 2 &&
7580             env->insn_processed - env->prev_insn_processed >= 8)
7581                 add_new_state = true;
7582
7583         pprev = explored_state(env, insn_idx);
7584         sl = *pprev;
7585
7586         clean_live_states(env, insn_idx, cur);
7587
7588         while (sl) {
7589                 states_cnt++;
7590                 if (sl->state.insn_idx != insn_idx)
7591                         goto next;
7592                 if (sl->state.branches) {
7593                         if (states_maybe_looping(&sl->state, cur) &&
7594                             states_equal(env, &sl->state, cur)) {
7595                                 verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
7596                                 verbose(env, "infinite loop detected at insn %d\n", insn_idx);
7597                                 return -EINVAL;
7598                         }
7599                         /* if the verifier is processing a loop, avoid adding new state
7600                          * too often, since different loop iterations have distinct
7601                          * states and may not help future pruning.
7602                          * This threshold shouldn't be too low to make sure that
7603                          * a loop with large bound will be rejected quickly.
7604                          * The most abusive loop will be:
7605                          * r1 += 1
7606                          * if r1 < 1000000 goto pc-2
7607                          * 1M insn_procssed limit / 100 == 10k peak states.
7608                          * This threshold shouldn't be too high either, since states
7609                          * at the end of the loop are likely to be useful in pruning.
7610                          */
7611                         if (env->jmps_processed - env->prev_jmps_processed < 20 &&
7612                             env->insn_processed - env->prev_insn_processed < 100)
7613                                 add_new_state = false;
7614                         goto miss;
7615                 }
7616                 if (states_equal(env, &sl->state, cur)) {
7617                         sl->hit_cnt++;
7618                         /* reached equivalent register/stack state,
7619                          * prune the search.
7620                          * Registers read by the continuation are read by us.
7621                          * If we have any write marks in env->cur_state, they
7622                          * will prevent corresponding reads in the continuation
7623                          * from reaching our parent (an explored_state).  Our
7624                          * own state will get the read marks recorded, but
7625                          * they'll be immediately forgotten as we're pruning
7626                          * this state and will pop a new one.
7627                          */
7628                         err = propagate_liveness(env, &sl->state, cur);
7629
7630                         /* if previous state reached the exit with precision and
7631                          * current state is equivalent to it (except precsion marks)
7632                          * the precision needs to be propagated back in
7633                          * the current state.
7634                          */
7635                         err = err ? : push_jmp_history(env, cur);
7636                         err = err ? : propagate_precision(env, &sl->state);
7637                         if (err)
7638                                 return err;
7639                         return 1;
7640                 }
7641 miss:
7642                 /* when new state is not going to be added do not increase miss count.
7643                  * Otherwise several loop iterations will remove the state
7644                  * recorded earlier. The goal of these heuristics is to have
7645                  * states from some iterations of the loop (some in the beginning
7646                  * and some at the end) to help pruning.
7647                  */
7648                 if (add_new_state)
7649                         sl->miss_cnt++;
7650                 /* heuristic to determine whether this state is beneficial
7651                  * to keep checking from state equivalence point of view.
7652                  * Higher numbers increase max_states_per_insn and verification time,
7653                  * but do not meaningfully decrease insn_processed.
7654                  */
7655                 if (sl->miss_cnt > sl->hit_cnt * 3 + 3) {
7656                         /* the state is unlikely to be useful. Remove it to
7657                          * speed up verification
7658                          */
7659                         *pprev = sl->next;
7660                         if (sl->state.frame[0]->regs[0].live & REG_LIVE_DONE) {
7661                                 u32 br = sl->state.branches;
7662
7663                                 WARN_ONCE(br,
7664                                           "BUG live_done but branches_to_explore %d\n",
7665                                           br);
7666                                 free_verifier_state(&sl->state, false);
7667                                 kfree(sl);
7668                                 env->peak_states--;
7669                         } else {
7670                                 /* cannot free this state, since parentage chain may
7671                                  * walk it later. Add it for free_list instead to
7672                                  * be freed at the end of verification
7673                                  */
7674                                 sl->next = env->free_list;
7675                                 env->free_list = sl;
7676                         }
7677                         sl = *pprev;
7678                         continue;
7679                 }
7680 next:
7681                 pprev = &sl->next;
7682                 sl = *pprev;
7683         }
7684
7685         if (env->max_states_per_insn < states_cnt)
7686                 env->max_states_per_insn = states_cnt;
7687
7688         if (!env->allow_ptr_leaks && states_cnt > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_STATES)
7689                 return push_jmp_history(env, cur);
7690
7691         if (!add_new_state)
7692                 return push_jmp_history(env, cur);
7693
7694         /* There were no equivalent states, remember the current one.
7695          * Technically the current state is not proven to be safe yet,
7696          * but it will either reach outer most bpf_exit (which means it's safe)
7697          * or it will be rejected. When there are no loops the verifier won't be
7698          * seeing this tuple (frame[0].callsite, frame[1].callsite, .. insn_idx)
7699          * again on the way to bpf_exit.
7700          * When looping the sl->state.branches will be > 0 and this state
7701          * will not be considered for equivalence until branches == 0.
7702          */
7703         new_sl = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_state_list), GFP_KERNEL);
7704         if (!new_sl)
7705                 return -ENOMEM;
7706         env->total_states++;
7707         env->peak_states++;
7708         env->prev_jmps_processed = env->jmps_processed;
7709         env->prev_insn_processed = env->insn_processed;
7710
7711         /* add new state to the head of linked list */
7712         new = &new_sl->state;
7713         err = copy_verifier_state(new, cur);
7714         if (err) {
7715                 free_verifier_state(new, false);
7716                 kfree(new_sl);
7717                 return err;
7718         }
7719         new->insn_idx = insn_idx;
7720         WARN_ONCE(new->branches != 1,
7721                   "BUG is_state_visited:branches_to_explore=%d insn %d\n", new->branches, insn_idx);
7722
7723         cur->parent = new;
7724         cur->first_insn_idx = insn_idx;
7725         clear_jmp_history(cur);
7726         new_sl->next = *explored_state(env, insn_idx);
7727         *explored_state(env, insn_idx) = new_sl;
7728         /* connect new state to parentage chain. Current frame needs all
7729          * registers connected. Only r6 - r9 of the callers are alive (pushed
7730          * to the stack implicitly by JITs) so in callers' frames connect just
7731          * r6 - r9 as an optimization. Callers will have r1 - r5 connected to
7732          * the state of the call instruction (with WRITTEN set), and r0 comes
7733          * from callee with its full parentage chain, anyway.
7734          */
7735         /* clear write marks in current state: the writes we did are not writes
7736          * our child did, so they don't screen off its reads from us.
7737          * (There are no read marks in current state, because reads always mark
7738          * their parent and current state never has children yet.  Only
7739          * explored_states can get read marks.)
7740          */
7741         for (j = 0; j <= cur->curframe; j++) {
7742                 for (i = j < cur->curframe ? BPF_REG_6 : 0; i < BPF_REG_FP; i++)
7743                         cur->frame[j]->regs[i].parent = &new->frame[j]->regs[i];
7744                 for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++)
7745                         cur->frame[j]->regs[i].live = REG_LIVE_NONE;
7746         }
7747
7748         /* all stack frames are accessible from callee, clear them all */
7749         for (j = 0; j <= cur->curframe; j++) {
7750                 struct bpf_func_state *frame = cur->frame[j];
7751                 struct bpf_func_state *newframe = new->frame[j];
7752
7753                 for (i = 0; i < frame->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
7754                         frame->stack[i].spilled_ptr.live = REG_LIVE_NONE;
7755                         frame->stack[i].spilled_ptr.parent =
7756                                                 &newframe->stack[i].spilled_ptr;
7757                 }
7758         }
7759         return 0;
7760 }
7761
7762 /* Return true if it's OK to have the same insn return a different type. */
7763 static bool reg_type_mismatch_ok(enum bpf_reg_type type)
7764 {
7765         switch (type) {
7766         case PTR_TO_CTX:
7767         case PTR_TO_SOCKET:
7768         case PTR_TO_SOCKET_OR_NULL:
7769         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
7770         case PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL:
7771         case PTR_TO_TCP_SOCK:
7772         case PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL:
7773         case PTR_TO_XDP_SOCK:
7774         case PTR_TO_BTF_ID:
7775                 return false;
7776         default:
7777                 return true;
7778         }
7779 }
7780
7781 /* If an instruction was previously used with particular pointer types, then we
7782  * need to be careful to avoid cases such as the below, where it may be ok
7783  * for one branch accessing the pointer, but not ok for the other branch:
7784  *
7785  * R1 = sock_ptr
7786  * goto X;
7787  * ...
7788  * R1 = some_other_valid_ptr;
7789  * goto X;
7790  * ...
7791  * R2 = *(u32 *)(R1 + 0);
7792  */
7793 static bool reg_type_mismatch(enum bpf_reg_type src, enum bpf_reg_type prev)
7794 {
7795         return src != prev && (!reg_type_mismatch_ok(src) ||
7796                                !reg_type_mismatch_ok(prev));
7797 }
7798
7799 static int do_check(struct bpf_verifier_env *env)
7800 {
7801         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
7802         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
7803         struct bpf_reg_state *regs;
7804         int insn_cnt = env->prog->len;
7805         bool do_print_state = false;
7806         int prev_insn_idx = -1;
7807
7808         for (;;) {
7809                 struct bpf_insn *insn;
7810                 u8 class;
7811                 int err;
7812
7813                 env->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
7814                 if (env->insn_idx >= insn_cnt) {
7815                         verbose(env, "invalid insn idx %d insn_cnt %d\n",
7816                                 env->insn_idx, insn_cnt);
7817                         return -EFAULT;
7818                 }
7819
7820                 insn = &insns[env->insn_idx];
7821                 class = BPF_CLASS(insn->code);
7822
7823                 if (++env->insn_processed > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_INSNS) {
7824                         verbose(env,
7825                                 "BPF program is too large. Processed %d insn\n",
7826                                 env->insn_processed);
7827                         return -E2BIG;
7828                 }
7829
7830                 err = is_state_visited(env, env->insn_idx);
7831                 if (err < 0)
7832                         return err;
7833                 if (err == 1) {
7834                         /* found equivalent state, can prune the search */
7835                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
7836                                 if (do_print_state)
7837                                         verbose(env, "\nfrom %d to %d%s: safe\n",
7838                                                 env->prev_insn_idx, env->insn_idx,
7839                                                 env->cur_state->speculative ?
7840                                                 " (speculative execution)" : "");
7841                                 else
7842                                         verbose(env, "%d: safe\n", env->insn_idx);
7843                         }
7844                         goto process_bpf_exit;
7845                 }
7846
7847                 if (signal_pending(current))
7848                         return -EAGAIN;
7849
7850                 if (need_resched())
7851                         cond_resched();
7852
7853                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2 ||
7854                     (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL && do_print_state)) {
7855                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
7856                                 verbose(env, "%d:", env->insn_idx);
7857                         else
7858                                 verbose(env, "\nfrom %d to %d%s:",
7859                                         env->prev_insn_idx, env->insn_idx,
7860                                         env->cur_state->speculative ?
7861                                         " (speculative execution)" : "");
7862                         print_verifier_state(env, state->frame[state->curframe]);
7863                         do_print_state = false;
7864                 }
7865
7866                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
7867                         const struct bpf_insn_cbs cbs = {
7868                                 .cb_print       = verbose,
7869                                 .private_data   = env,
7870                         };
7871
7872                         verbose_linfo(env, env->insn_idx, "; ");
7873                         verbose(env, "%d: ", env->insn_idx);
7874                         print_bpf_insn(&cbs, insn, env->allow_ptr_leaks);
7875                 }
7876
7877                 if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
7878                         err = bpf_prog_offload_verify_insn(env, env->insn_idx,
7879                                                            env->prev_insn_idx);
7880                         if (err)
7881                                 return err;
7882                 }
7883
7884                 regs = cur_regs(env);
7885                 env->insn_aux_data[env->insn_idx].seen = env->pass_cnt;
7886                 prev_insn_idx = env->insn_idx;
7887
7888                 if (class == BPF_ALU || class == BPF_ALU64) {
7889                         err = check_alu_op(env, insn);
7890                         if (err)
7891                                 return err;
7892
7893                 } else if (class == BPF_LDX) {
7894                         enum bpf_reg_type *prev_src_type, src_reg_type;
7895
7896                         /* check for reserved fields is already done */
7897
7898                         /* check src operand */
7899                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
7900                         if (err)
7901                                 return err;
7902
7903                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
7904                         if (err)
7905                                 return err;
7906
7907                         src_reg_type = regs[insn->src_reg].type;
7908
7909                         /* check that memory (src_reg + off) is readable,
7910                          * the state of dst_reg will be updated by this func
7911                          */
7912                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->src_reg,
7913                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
7914                                                BPF_READ, insn->dst_reg, false);
7915                         if (err)
7916                                 return err;
7917
7918                         prev_src_type = &env->insn_aux_data[env->insn_idx].ptr_type;
7919
7920                         if (*prev_src_type == NOT_INIT) {
7921                                 /* saw a valid insn
7922                                  * dst_reg = *(u32 *)(src_reg + off)
7923                                  * save type to validate intersecting paths
7924                                  */
7925                                 *prev_src_type = src_reg_type;
7926
7927                         } else if (reg_type_mismatch(src_reg_type, *prev_src_type)) {
7928                                 /* ABuser program is trying to use the same insn
7929                                  * dst_reg = *(u32*) (src_reg + off)
7930                                  * with different pointer types:
7931                                  * src_reg == ctx in one branch and
7932                                  * src_reg == stack|map in some other branch.
7933                                  * Reject it.
7934                                  */
7935                                 verbose(env, "same insn cannot be used with different pointers\n");
7936                                 return -EINVAL;
7937                         }
7938
7939                 } else if (class == BPF_STX) {
7940                         enum bpf_reg_type *prev_dst_type, dst_reg_type;
7941
7942                         if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_XADD) {
7943                                 err = check_xadd(env, env->insn_idx, insn);
7944                                 if (err)
7945                                         return err;
7946                                 env->insn_idx++;
7947                                 continue;
7948                         }
7949
7950                         /* check src1 operand */
7951                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
7952                         if (err)
7953                                 return err;
7954                         /* check src2 operand */
7955                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
7956                         if (err)
7957                                 return err;
7958
7959                         dst_reg_type = regs[insn->dst_reg].type;
7960
7961                         /* check that memory (dst_reg + off) is writeable */
7962                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->dst_reg,
7963                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
7964                                                BPF_WRITE, insn->src_reg, false);
7965                         if (err)
7966                                 return err;
7967
7968                         prev_dst_type = &env->insn_aux_data[env->insn_idx].ptr_type;
7969
7970                         if (*prev_dst_type == NOT_INIT) {
7971                                 *prev_dst_type = dst_reg_type;
7972                         } else if (reg_type_mismatch(dst_reg_type, *prev_dst_type)) {
7973                                 verbose(env, "same insn cannot be used with different pointers\n");
7974                                 return -EINVAL;
7975                         }
7976
7977                 } else if (class == BPF_ST) {
7978                         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM ||
7979                             insn->src_reg != BPF_REG_0) {
7980                                 verbose(env, "BPF_ST uses reserved fields\n");
7981                                 return -EINVAL;
7982                         }
7983                         /* check src operand */
7984                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
7985                         if (err)
7986                                 return err;
7987
7988                         if (is_ctx_reg(env, insn->dst_reg)) {
7989                                 verbose(env, "BPF_ST stores into R%d %s is not allowed\n",
7990                                         insn->dst_reg,
7991                                         reg_type_str[reg_state(env, insn->dst_reg)->type]);
7992                                 return -EACCES;
7993                         }
7994
7995                         /* check that memory (dst_reg + off) is writeable */
7996                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->dst_reg,
7997                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
7998                                                BPF_WRITE, -1, false);
7999                         if (err)
8000                                 return err;
8001
8002                 } else if (class == BPF_JMP || class == BPF_JMP32) {
8003                         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
8004
8005                         env->jmps_processed++;
8006                         if (opcode == BPF_CALL) {
8007                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
8008                                     insn->off != 0 ||
8009                                     (insn->src_reg != BPF_REG_0 &&
8010                                      insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL) ||
8011                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
8012                                     class == BPF_JMP32) {
8013                                         verbose(env, "BPF_CALL uses reserved fields\n");
8014                                         return -EINVAL;
8015                                 }
8016
8017                                 if (env->cur_state->active_spin_lock &&
8018                                     (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL ||
8019                                      insn->imm != BPF_FUNC_spin_unlock)) {
8020                                         verbose(env, "function calls are not allowed while holding a lock\n");
8021                                         return -EINVAL;
8022                                 }
8023                                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
8024                                         err = check_func_call(env, insn, &env->insn_idx);
8025                                 else
8026                                         err = check_helper_call(env, insn->imm, env->insn_idx);
8027                                 if (err)
8028                                         return err;
8029
8030                         } else if (opcode == BPF_JA) {
8031                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
8032                                     insn->imm != 0 ||
8033                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
8034                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
8035                                     class == BPF_JMP32) {
8036                                         verbose(env, "BPF_JA uses reserved fields\n");
8037                                         return -EINVAL;
8038                                 }
8039
8040                                 env->insn_idx += insn->off + 1;
8041                                 continue;
8042
8043                         } else if (opcode == BPF_EXIT) {
8044                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
8045                                     insn->imm != 0 ||
8046                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
8047                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
8048                                     class == BPF_JMP32) {
8049                                         verbose(env, "BPF_EXIT uses reserved fields\n");
8050                                         return -EINVAL;
8051                                 }
8052
8053                                 if (env->cur_state->active_spin_lock) {
8054                                         verbose(env, "bpf_spin_unlock is missing\n");
8055                                         return -EINVAL;
8056                                 }
8057
8058                                 if (state->curframe) {
8059                                         /* exit from nested function */
8060                                         err = prepare_func_exit(env, &env->insn_idx);
8061                                         if (err)
8062                                                 return err;
8063                                         do_print_state = true;
8064                                         continue;
8065                                 }
8066
8067                                 err = check_reference_leak(env);
8068                                 if (err)
8069                                         return err;
8070
8071                                 err = check_return_code(env);
8072                                 if (err)
8073                                         return err;
8074 process_bpf_exit:
8075                                 update_branch_counts(env, env->cur_state);
8076                                 err = pop_stack(env, &prev_insn_idx,
8077                                                 &env->insn_idx);
8078                                 if (err < 0) {
8079                                         if (err != -ENOENT)
8080                                                 return err;
8081                                         break;
8082                                 } else {
8083                                         do_print_state = true;
8084                                         continue;
8085                                 }
8086                         } else {
8087                                 err = check_cond_jmp_op(env, insn, &env->insn_idx);
8088                                 if (err)
8089                                         return err;
8090                         }
8091                 } else if (class == BPF_LD) {
8092                         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
8093
8094                         if (mode == BPF_ABS || mode == BPF_IND) {
8095                                 err = check_ld_abs(env, insn);
8096                                 if (err)
8097                                         return err;
8098
8099                         } else if (mode == BPF_IMM) {
8100                                 err = check_ld_imm(env, insn);
8101                                 if (err)
8102                                         return err;
8103
8104                                 env->insn_idx++;
8105                                 env->insn_aux_data[env->insn_idx].seen = env->pass_cnt;
8106                         } else {
8107                                 verbose(env, "invalid BPF_LD mode\n");
8108                                 return -EINVAL;
8109                         }
8110                 } else {
8111                         verbose(env, "unknown insn class %d\n", class);
8112                         return -EINVAL;
8113                 }
8114
8115                 env->insn_idx++;
8116         }
8117
8118         return 0;
8119 }
8120
8121 static int check_map_prealloc(struct bpf_map *map)
8122 {
8123         return (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_HASH &&
8124                 map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH &&
8125                 map->map_type != BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS) ||
8126                 !(map->map_flags & BPF_F_NO_PREALLOC);
8127 }
8128
8129 static bool is_tracing_prog_type(enum bpf_prog_type type)
8130 {
8131         switch (type) {
8132         case BPF_PROG_TYPE_KPROBE:
8133         case BPF_PROG_TYPE_TRACEPOINT:
8134         case BPF_PROG_TYPE_PERF_EVENT:
8135         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT:
8136                 return true;
8137         default:
8138                 return false;
8139         }
8140 }
8141
8142 static int check_map_prog_compatibility(struct bpf_verifier_env *env,
8143                                         struct bpf_map *map,
8144                                         struct bpf_prog *prog)
8145
8146 {
8147         /* Make sure that BPF_PROG_TYPE_PERF_EVENT programs only use
8148          * preallocated hash maps, since doing memory allocation
8149          * in overflow_handler can crash depending on where nmi got
8150          * triggered.
8151          */
8152         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_PERF_EVENT) {
8153                 if (!check_map_prealloc(map)) {
8154                         verbose(env, "perf_event programs can only use preallocated hash map\n");
8155                         return -EINVAL;
8156                 }
8157                 if (map->inner_map_meta &&
8158                     !check_map_prealloc(map->inner_map_meta)) {
8159                         verbose(env, "perf_event programs can only use preallocated inner hash map\n");
8160                         return -EINVAL;
8161                 }
8162         }
8163
8164         if ((is_tracing_prog_type(prog->type) ||
8165              prog->type == BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER) &&
8166             map_value_has_spin_lock(map)) {
8167                 verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
8168                 return -EINVAL;
8169         }
8170
8171         if ((bpf_prog_is_dev_bound(prog->aux) || bpf_map_is_dev_bound(map)) &&
8172             !bpf_offload_prog_map_match(prog, map)) {
8173                 verbose(env, "offload device mismatch between prog and map\n");
8174                 return -EINVAL;
8175         }
8176
8177         if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_STRUCT_OPS) {
8178                 verbose(env, "bpf_struct_ops map cannot be used in prog\n");
8179                 return -EINVAL;
8180         }
8181
8182         return 0;
8183 }
8184
8185 static bool bpf_map_is_cgroup_storage(struct bpf_map *map)
8186 {
8187         return (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE ||
8188                 map->map_type == BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE);
8189 }
8190
8191 /* look for pseudo eBPF instructions that access map FDs and
8192  * replace them with actual map pointers
8193  */
8194 static int replace_map_fd_with_map_ptr(struct bpf_verifier_env *env)
8195 {
8196         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
8197         int insn_cnt = env->prog->len;
8198         int i, j, err;
8199
8200         err = bpf_prog_calc_tag(env->prog);
8201         if (err)
8202                 return err;
8203
8204         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
8205                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LDX &&
8206                     (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM || insn->imm != 0)) {
8207                         verbose(env, "BPF_LDX uses reserved fields\n");
8208                         return -EINVAL;
8209                 }
8210
8211                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_STX &&
8212                     ((BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM &&
8213                       BPF_MODE(insn->code) != BPF_XADD) || insn->imm != 0)) {
8214                         verbose(env, "BPF_STX uses reserved fields\n");
8215                         return -EINVAL;
8216                 }
8217
8218                 if (insn[0].code == (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW)) {
8219                         struct bpf_insn_aux_data *aux;
8220                         struct bpf_map *map;
8221                         struct fd f;
8222                         u64 addr;
8223
8224                         if (i == insn_cnt - 1 || insn[1].code != 0 ||
8225                             insn[1].dst_reg != 0 || insn[1].src_reg != 0 ||
8226                             insn[1].off != 0) {
8227                                 verbose(env, "invalid bpf_ld_imm64 insn\n");
8228                                 return -EINVAL;
8229                         }
8230
8231                         if (insn[0].src_reg == 0)
8232                                 /* valid generic load 64-bit imm */
8233                                 goto next_insn;
8234
8235                         /* In final convert_pseudo_ld_imm64() step, this is
8236                          * converted into regular 64-bit imm load insn.
8237                          */
8238                         if ((insn[0].src_reg != BPF_PSEUDO_MAP_FD &&
8239                              insn[0].src_reg != BPF_PSEUDO_MAP_VALUE) ||
8240                             (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD &&
8241                              insn[1].imm != 0)) {
8242                                 verbose(env,
8243                                         "unrecognized bpf_ld_imm64 insn\n");
8244                                 return -EINVAL;
8245                         }
8246
8247                         f = fdget(insn[0].imm);
8248                         map = __bpf_map_get(f);
8249                         if (IS_ERR(map)) {
8250                                 verbose(env, "fd %d is not pointing to valid bpf_map\n",
8251                                         insn[0].imm);
8252                                 return PTR_ERR(map);
8253                         }
8254
8255                         err = check_map_prog_compatibility(env, map, env->prog);
8256                         if (err) {
8257                                 fdput(f);
8258                                 return err;
8259                         }
8260
8261                         aux = &env->insn_aux_data[i];
8262                         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD) {
8263                                 addr = (unsigned long)map;
8264                         } else {
8265                                 u32 off = insn[1].imm;
8266
8267                                 if (off >= BPF_MAX_VAR_OFF) {
8268                                         verbose(env, "direct value offset of %u is not allowed\n", off);
8269                                         fdput(f);
8270                                         return -EINVAL;
8271                                 }
8272
8273                                 if (!map->ops->map_direct_value_addr) {
8274                                         verbose(env, "no direct value access support for this map type\n");
8275                                         fdput(f);
8276                                         return -EINVAL;
8277                                 }
8278
8279                                 err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &addr, off);
8280                                 if (err) {
8281                                         verbose(env, "invalid access to map value pointer, value_size=%u off=%u\n",
8282                                                 map->value_size, off);
8283                                         fdput(f);
8284                                         return err;
8285                                 }
8286
8287                                 aux->map_off = off;
8288                                 addr += off;
8289                         }
8290
8291                         insn[0].imm = (u32)addr;
8292                         insn[1].imm = addr >> 32;
8293
8294                         /* check whether we recorded this map already */
8295                         for (j = 0; j < env->used_map_cnt; j++) {
8296                                 if (env->used_maps[j] == map) {
8297                                         aux->map_index = j;
8298                                         fdput(f);
8299                                         goto next_insn;
8300                                 }
8301                         }
8302
8303                         if (env->used_map_cnt >= MAX_USED_MAPS) {
8304                                 fdput(f);
8305                                 return -E2BIG;
8306                         }
8307
8308                         /* hold the map. If the program is rejected by verifier,
8309                          * the map will be released by release_maps() or it
8310                          * will be used by the valid program until it's unloaded
8311                          * and all maps are released in free_used_maps()
8312                          */
8313                         bpf_map_inc(map);
8314
8315                         aux->map_index = env->used_map_cnt;
8316                         env->used_maps[env->used_map_cnt++] = map;
8317
8318                         if (bpf_map_is_cgroup_storage(map) &&
8319                             bpf_cgroup_storage_assign(env->prog->aux, map)) {
8320                                 verbose(env, "only one cgroup storage of each type is allowed\n");
8321                                 fdput(f);
8322                                 return -EBUSY;
8323                         }
8324
8325                         fdput(f);
8326 next_insn:
8327                         insn++;
8328                         i++;
8329                         continue;
8330                 }
8331
8332                 /* Basic sanity check before we invest more work here. */
8333                 if (!bpf_opcode_in_insntable(insn->code)) {
8334                         verbose(env, "unknown opcode %02x\n", insn->code);
8335                         return -EINVAL;
8336                 }
8337         }
8338
8339         /* now all pseudo BPF_LD_IMM64 instructions load valid
8340          * 'struct bpf_map *' into a register instead of user map_fd.
8341          * These pointers will be used later by verifier to validate map access.
8342          */
8343         return 0;
8344 }
8345
8346 /* drop refcnt of maps used by the rejected program */
8347 static void release_maps(struct bpf_verifier_env *env)
8348 {
8349         __bpf_free_used_maps(env->prog->aux, env->used_maps,
8350                              env->used_map_cnt);
8351 }
8352
8353 /* convert pseudo BPF_LD_IMM64 into generic BPF_LD_IMM64 */
8354 static void convert_pseudo_ld_imm64(struct bpf_verifier_env *env)
8355 {
8356         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
8357         int insn_cnt = env->prog->len;
8358         int i;
8359
8360         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++)
8361                 if (insn->code == (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW))
8362                         insn->src_reg = 0;
8363 }
8364
8365 /* single env->prog->insni[off] instruction was replaced with the range
8366  * insni[off, off + cnt).  Adjust corresponding insn_aux_data by copying
8367  * [0, off) and [off, end) to new locations, so the patched range stays zero
8368  */
8369 static int adjust_insn_aux_data(struct bpf_verifier_env *env,
8370                                 struct bpf_prog *new_prog, u32 off, u32 cnt)
8371 {
8372         struct bpf_insn_aux_data *new_data, *old_data = env->insn_aux_data;
8373         struct bpf_insn *insn = new_prog->insnsi;
8374         u32 prog_len;
8375         int i;
8376
8377         /* aux info at OFF always needs adjustment, no matter fast path
8378          * (cnt == 1) is taken or not. There is no guarantee INSN at OFF is the
8379          * original insn at old prog.
8380          */
8381         old_data[off].zext_dst = insn_has_def32(env, insn + off + cnt - 1);
8382
8383         if (cnt == 1)
8384                 return 0;
8385         prog_len = new_prog->len;
8386         new_data = vzalloc(array_size(prog_len,
8387                                       sizeof(struct bpf_insn_aux_data)));
8388         if (!new_data)
8389                 return -ENOMEM;
8390         memcpy(new_data, old_data, sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * off);
8391         memcpy(new_data + off + cnt - 1, old_data + off,
8392                sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * (prog_len - off - cnt + 1));
8393         for (i = off; i < off + cnt - 1; i++) {
8394                 new_data[i].seen = env->pass_cnt;
8395                 new_data[i].zext_dst = insn_has_def32(env, insn + i);
8396         }
8397         env->insn_aux_data = new_data;
8398         vfree(old_data);
8399         return 0;
8400 }
8401
8402 static void adjust_subprog_starts(struct bpf_verifier_env *env, u32 off, u32 len)
8403 {
8404         int i;
8405
8406         if (len == 1)
8407                 return;
8408         /* NOTE: fake 'exit' subprog should be updated as well. */
8409         for (i = 0; i <= env->subprog_cnt; i++) {
8410                 if (env->subprog_info[i].start <= off)
8411                         continue;
8412                 env->subprog_info[i].start += len - 1;
8413         }
8414 }
8415
8416 static struct bpf_prog *bpf_patch_insn_data(struct bpf_verifier_env *env, u32 off,
8417                                             const struct bpf_insn *patch, u32 len)
8418 {
8419         struct bpf_prog *new_prog;
8420
8421         new_prog = bpf_patch_insn_single(env->prog, off, patch, len);
8422         if (IS_ERR(new_prog)) {
8423                 if (PTR_ERR(new_prog) == -ERANGE)
8424                         verbose(env,
8425                                 "insn %d cannot be patched due to 16-bit range\n",
8426                                 env->insn_aux_data[off].orig_idx);
8427                 return NULL;
8428         }
8429         if (adjust_insn_aux_data(env, new_prog, off, len))
8430                 return NULL;
8431         adjust_subprog_starts(env, off, len);
8432         return new_prog;
8433 }
8434
8435 static int adjust_subprog_starts_after_remove(struct bpf_verifier_env *env,
8436                                               u32 off, u32 cnt)
8437 {
8438         int i, j;
8439
8440         /* find first prog starting at or after off (first to remove) */
8441         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
8442                 if (env->subprog_info[i].start >= off)
8443                         break;
8444         /* find first prog starting at or after off + cnt (first to stay) */
8445         for (j = i; j < env->subprog_cnt; j++)
8446                 if (env->subprog_info[j].start >= off + cnt)
8447                         break;
8448         /* if j doesn't start exactly at off + cnt, we are just removing
8449          * the front of previous prog
8450          */
8451         if (env->subprog_info[j].start != off + cnt)
8452                 j--;
8453
8454         if (j > i) {
8455                 struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
8456                 int move;
8457
8458                 /* move fake 'exit' subprog as well */
8459                 move = env->subprog_cnt + 1 - j;
8460
8461                 memmove(env->subprog_info + i,
8462                         env->subprog_info + j,
8463                         sizeof(*env->subprog_info) * move);
8464                 env->subprog_cnt -= j - i;
8465
8466                 /* remove func_info */
8467                 if (aux->func_info) {
8468                         move = aux->func_info_cnt - j;
8469
8470                         memmove(aux->func_info + i,
8471                                 aux->func_info + j,
8472                                 sizeof(*aux->func_info) * move);
8473                         aux->func_info_cnt -= j - i;
8474                         /* func_info->insn_off is set after all code rewrites,
8475                          * in adjust_btf_func() - no need to adjust
8476                          */
8477                 }
8478         } else {
8479                 /* convert i from "first prog to remove" to "first to adjust" */
8480                 if (env->subprog_info[i].start == off)
8481                         i++;
8482         }
8483
8484         /* update fake 'exit' subprog as well */
8485         for (; i <= env->subprog_cnt; i++)
8486                 env->subprog_info[i].start -= cnt;
8487
8488         return 0;
8489 }
8490
8491 static int bpf_adj_linfo_after_remove(struct bpf_verifier_env *env, u32 off,
8492                                       u32 cnt)
8493 {
8494         struct bpf_prog *prog = env->prog;
8495         u32 i, l_off, l_cnt, nr_linfo;
8496         struct bpf_line_info *linfo;
8497
8498         nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
8499         if (!nr_linfo)
8500                 return 0;
8501
8502         linfo = prog->aux->linfo;
8503
8504         /* find first line info to remove, count lines to be removed */
8505         for (i = 0; i < nr_linfo; i++)
8506                 if (linfo[i].insn_off >= off)
8507                         break;
8508
8509         l_off = i;
8510         l_cnt = 0;
8511         for (; i < nr_linfo; i++)
8512                 if (linfo[i].insn_off < off + cnt)
8513                         l_cnt++;
8514                 else
8515                         break;
8516
8517         /* First live insn doesn't match first live linfo, it needs to "inherit"
8518          * last removed linfo.  prog is already modified, so prog->len == off
8519          * means no live instructions after (tail of the program was removed).
8520          */
8521         if (prog->len != off && l_cnt &&
8522             (i == nr_linfo || linfo[i].insn_off != off + cnt)) {
8523                 l_cnt--;
8524                 linfo[--i].insn_off = off + cnt;
8525         }
8526
8527         /* remove the line info which refer to the removed instructions */
8528         if (l_cnt) {
8529                 memmove(linfo + l_off, linfo + i,
8530                         sizeof(*linfo) * (nr_linfo - i));
8531
8532                 prog->aux->nr_linfo -= l_cnt;
8533                 nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
8534         }
8535
8536         /* pull all linfo[i].insn_off >= off + cnt in by cnt */
8537         for (i = l_off; i < nr_linfo; i++)
8538                 linfo[i].insn_off -= cnt;
8539
8540         /* fix up all subprogs (incl. 'exit') which start >= off */
8541         for (i = 0; i <= env->subprog_cnt; i++)
8542                 if (env->subprog_info[i].linfo_idx > l_off) {
8543                         /* program may have started in the removed region but
8544                          * may not be fully removed
8545                          */
8546                         if (env->subprog_info[i].linfo_idx >= l_off + l_cnt)
8547                                 env->subprog_info[i].linfo_idx -= l_cnt;
8548                         else
8549                                 env->subprog_info[i].linfo_idx = l_off;
8550                 }
8551
8552         return 0;
8553 }
8554
8555 static int verifier_remove_insns(struct bpf_verifier_env *env, u32 off, u32 cnt)
8556 {
8557         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
8558         unsigned int orig_prog_len = env->prog->len;
8559         int err;
8560
8561         if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux))
8562                 bpf_prog_offload_remove_insns(env, off, cnt);
8563
8564         err = bpf_remove_insns(env->prog, off, cnt);
8565         if (err)
8566                 return err;
8567
8568         err = adjust_subprog_starts_after_remove(env, off, cnt);
8569         if (err)
8570                 return err;
8571
8572         err = bpf_adj_linfo_after_remove(env, off, cnt);
8573         if (err)
8574                 return err;
8575
8576         memmove(aux_data + off, aux_data + off + cnt,
8577                 sizeof(*aux_data) * (orig_prog_len - off - cnt));
8578
8579         return 0;
8580 }
8581
8582 /* The verifier does more data flow analysis than llvm and will not
8583  * explore branches that are dead at run time. Malicious programs can
8584  * have dead code too. Therefore replace all dead at-run-time code
8585  * with 'ja -1'.
8586  *
8587  * Just nops are not optimal, e.g. if they would sit at the end of the
8588  * program and through another bug we would manage to jump there, then
8589  * we'd execute beyond program memory otherwise. Returning exception
8590  * code also wouldn't work since we can have subprogs where the dead
8591  * code could be located.
8592  */
8593 static void sanitize_dead_code(struct bpf_verifier_env *env)
8594 {
8595         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
8596         struct bpf_insn trap = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, -1);
8597         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
8598         const int insn_cnt = env->prog->len;
8599         int i;
8600
8601         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
8602                 if (aux_data[i].seen)
8603                         continue;
8604                 memcpy(insn + i, &trap, sizeof(trap));
8605         }
8606 }
8607
8608 static bool insn_is_cond_jump(u8 code)
8609 {
8610         u8 op;
8611
8612         if (BPF_CLASS(code) == BPF_JMP32)
8613                 return true;
8614
8615         if (BPF_CLASS(code) != BPF_JMP)
8616                 return false;
8617
8618         op = BPF_OP(code);
8619         return op != BPF_JA && op != BPF_EXIT && op != BPF_CALL;
8620 }
8621
8622 static void opt_hard_wire_dead_code_branches(struct bpf_verifier_env *env)
8623 {
8624         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
8625         struct bpf_insn ja = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 0);
8626         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
8627         const int insn_cnt = env->prog->len;
8628         int i;
8629
8630         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
8631                 if (!insn_is_cond_jump(insn->code))
8632                         continue;
8633
8634                 if (!aux_data[i + 1].seen)
8635                         ja.off = insn->off;
8636                 else if (!aux_data[i + 1 + insn->off].seen)
8637                         ja.off = 0;
8638                 else
8639                         continue;
8640
8641                 if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux))
8642                         bpf_prog_offload_replace_insn(env, i, &ja);
8643
8644                 memcpy(insn, &ja, sizeof(ja));
8645         }
8646 }
8647
8648 static int opt_remove_dead_code(struct bpf_verifier_env *env)
8649 {
8650         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
8651         int insn_cnt = env->prog->len;
8652         int i, err;
8653
8654         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
8655                 int j;
8656
8657                 j = 0;
8658                 while (i + j < insn_cnt && !aux_data[i + j].seen)
8659                         j++;
8660                 if (!j)
8661                         continue;
8662
8663                 err = verifier_remove_insns(env, i, j);
8664                 if (err)
8665                         return err;
8666                 insn_cnt = env->prog->len;
8667         }
8668
8669         return 0;
8670 }
8671
8672 static int opt_remove_nops(struct bpf_verifier_env *env)
8673 {
8674         const struct bpf_insn ja = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 0);
8675         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
8676         int insn_cnt = env->prog->len;
8677         int i, err;
8678
8679         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
8680                 if (memcmp(&insn[i], &ja, sizeof(ja)))
8681                         continue;
8682
8683                 err = verifier_remove_insns(env, i, 1);
8684                 if (err)
8685                         return err;
8686                 insn_cnt--;
8687                 i--;
8688         }
8689
8690         return 0;
8691 }
8692
8693 static int opt_subreg_zext_lo32_rnd_hi32(struct bpf_verifier_env *env,
8694                                          const union bpf_attr *attr)
8695 {
8696         struct bpf_insn *patch, zext_patch[2], rnd_hi32_patch[4];
8697         struct bpf_insn_aux_data *aux = env->insn_aux_data;
8698         int i, patch_len, delta = 0, len = env->prog->len;
8699         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
8700         struct bpf_prog *new_prog;
8701         bool rnd_hi32;
8702
8703         rnd_hi32 = attr->prog_flags & BPF_F_TEST_RND_HI32;
8704         zext_patch[1] = BPF_ZEXT_REG(0);
8705         rnd_hi32_patch[1] = BPF_ALU64_IMM(BPF_MOV, BPF_REG_AX, 0);
8706         rnd_hi32_patch[2] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_AX, 32);
8707         rnd_hi32_patch[3] = BPF_ALU64_REG(BPF_OR, 0, BPF_REG_AX);
8708         for (i = 0; i < len; i++) {
8709                 int adj_idx = i + delta;
8710                 struct bpf_insn insn;
8711
8712                 insn = insns[adj_idx];
8713                 if (!aux[adj_idx].zext_dst) {
8714                         u8 code, class;
8715                         u32 imm_rnd;
8716
8717                         if (!rnd_hi32)
8718                                 continue;
8719
8720                         code = insn.code;
8721                         class = BPF_CLASS(code);
8722                         if (insn_no_def(&insn))
8723                                 continue;
8724
8725                         /* NOTE: arg "reg" (the fourth one) is only used for
8726                          *       BPF_STX which has been ruled out in above
8727                          *       check, it is safe to pass NULL here.
8728                          */
8729                         if (is_reg64(env, &insn, insn.dst_reg, NULL, DST_OP)) {
8730                                 if (class == BPF_LD &&
8731                                     BPF_MODE(code) == BPF_IMM)
8732                                         i++;
8733                                 continue;
8734                         }
8735
8736                         /* ctx load could be transformed into wider load. */
8737                         if (class == BPF_LDX &&
8738                             aux[adj_idx].ptr_type == PTR_TO_CTX)
8739                                 continue;
8740
8741                         imm_rnd = get_random_int();
8742                         rnd_hi32_patch[0] = insn;
8743                         rnd_hi32_patch[1].imm = imm_rnd;
8744                         rnd_hi32_patch[3].dst_reg = insn.dst_reg;
8745                         patch = rnd_hi32_patch;
8746                         patch_len = 4;
8747                         goto apply_patch_buffer;
8748                 }
8749
8750                 if (!bpf_jit_needs_zext())
8751                         continue;
8752
8753                 zext_patch[0] = insn;
8754                 zext_patch[1].dst_reg = insn.dst_reg;
8755                 zext_patch[1].src_reg = insn.dst_reg;
8756                 patch = zext_patch;
8757                 patch_len = 2;
8758 apply_patch_buffer:
8759                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, adj_idx, patch, patch_len);
8760                 if (!new_prog)
8761                         return -ENOMEM;
8762                 env->prog = new_prog;
8763                 insns = new_prog->insnsi;
8764                 aux = env->insn_aux_data;
8765                 delta += patch_len - 1;
8766         }
8767
8768         return 0;
8769 }
8770
8771 /* convert load instructions that access fields of a context type into a
8772  * sequence of instructions that access fields of the underlying structure:
8773  *     struct __sk_buff    -> struct sk_buff
8774  *     struct bpf_sock_ops -> struct sock
8775  */
8776 static int convert_ctx_accesses(struct bpf_verifier_env *env)
8777 {
8778         const struct bpf_verifier_ops *ops = env->ops;
8779         int i, cnt, size, ctx_field_size, delta = 0;
8780         const int insn_cnt = env->prog->len;
8781         struct bpf_insn insn_buf[16], *insn;
8782         u32 target_size, size_default, off;
8783         struct bpf_prog *new_prog;
8784         enum bpf_access_type type;
8785         bool is_narrower_load;
8786
8787         if (ops->gen_prologue || env->seen_direct_write) {
8788                 if (!ops->gen_prologue) {
8789                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
8790                         return -EINVAL;
8791                 }
8792                 cnt = ops->gen_prologue(insn_buf, env->seen_direct_write,
8793                                         env->prog);
8794                 if (cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
8795                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
8796                         return -EINVAL;
8797                 } else if (cnt) {
8798                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, 0, insn_buf, cnt);
8799                         if (!new_prog)
8800                                 return -ENOMEM;
8801
8802                         env->prog = new_prog;
8803                         delta += cnt - 1;
8804                 }
8805         }
8806
8807         if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux))
8808                 return 0;
8809
8810         insn = env->prog->insnsi + delta;
8811
8812         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
8813                 bpf_convert_ctx_access_t convert_ctx_access;
8814
8815                 if (insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_B) ||
8816                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_H) ||
8817                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_W) ||
8818                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_DW))
8819                         type = BPF_READ;
8820                 else if (insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_B) ||
8821                          insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_H) ||
8822                          insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_W) ||
8823                          insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_DW))
8824                         type = BPF_WRITE;
8825                 else
8826                         continue;
8827
8828                 if (type == BPF_WRITE &&
8829                     env->insn_aux_data[i + delta].sanitize_stack_off) {
8830                         struct bpf_insn patch[] = {
8831                                 /* Sanitize suspicious stack slot with zero.
8832                                  * There are no memory dependencies for this store,
8833                                  * since it's only using frame pointer and immediate
8834                                  * constant of zero
8835                                  */
8836                                 BPF_ST_MEM(BPF_DW, BPF_REG_FP,
8837                                            env->insn_aux_data[i + delta].sanitize_stack_off,
8838                                            0),
8839                                 /* the original STX instruction will immediately
8840                                  * overwrite the same stack slot with appropriate value
8841                                  */
8842                                 *insn,
8843                         };
8844
8845                         cnt = ARRAY_SIZE(patch);
8846                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, patch, cnt);
8847                         if (!new_prog)
8848                                 return -ENOMEM;
8849
8850                         delta    += cnt - 1;
8851                         env->prog = new_prog;
8852                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
8853                         continue;
8854                 }
8855
8856                 switch (env->insn_aux_data[i + delta].ptr_type) {
8857                 case PTR_TO_CTX:
8858                         if (!ops->convert_ctx_access)
8859                                 continue;
8860                         convert_ctx_access = ops->convert_ctx_access;
8861                         break;
8862                 case PTR_TO_SOCKET:
8863                 case PTR_TO_SOCK_COMMON:
8864                         convert_ctx_access = bpf_sock_convert_ctx_access;
8865                         break;
8866                 case PTR_TO_TCP_SOCK:
8867                         convert_ctx_access = bpf_tcp_sock_convert_ctx_access;
8868                         break;
8869                 case PTR_TO_XDP_SOCK:
8870                         convert_ctx_access = bpf_xdp_sock_convert_ctx_access;
8871                         break;
8872                 case PTR_TO_BTF_ID:
8873                         if (type == BPF_READ) {
8874                                 insn->code = BPF_LDX | BPF_PROBE_MEM |
8875                                         BPF_SIZE((insn)->code);
8876                                 env->prog->aux->num_exentries++;
8877                         } else if (env->prog->type != BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS) {
8878                                 verbose(env, "Writes through BTF pointers are not allowed\n");
8879                                 return -EINVAL;
8880                         }
8881                         continue;
8882                 default:
8883                         continue;
8884                 }
8885
8886                 ctx_field_size = env->insn_aux_data[i + delta].ctx_field_size;
8887                 size = BPF_LDST_BYTES(insn);
8888
8889                 /* If the read access is a narrower load of the field,
8890                  * convert to a 4/8-byte load, to minimum program type specific
8891                  * convert_ctx_access changes. If conversion is successful,
8892                  * we will apply proper mask to the result.
8893                  */
8894                 is_narrower_load = size < ctx_field_size;
8895                 size_default = bpf_ctx_off_adjust_machine(ctx_field_size);
8896                 off = insn->off;
8897                 if (is_narrower_load) {
8898                         u8 size_code;
8899
8900                         if (type == BPF_WRITE) {
8901                                 verbose(env, "bpf verifier narrow ctx access misconfigured\n");
8902                                 return -EINVAL;
8903                         }
8904
8905                         size_code = BPF_H;
8906                         if (ctx_field_size == 4)
8907                                 size_code = BPF_W;
8908                         else if (ctx_field_size == 8)
8909                                 size_code = BPF_DW;
8910
8911                         insn->off = off & ~(size_default - 1);
8912                         insn->code = BPF_LDX | BPF_MEM | size_code;
8913                 }
8914
8915                 target_size = 0;
8916                 cnt = convert_ctx_access(type, insn, insn_buf, env->prog,
8917                                          &target_size);
8918                 if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf) ||
8919                     (ctx_field_size && !target_size)) {
8920                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
8921                         return -EINVAL;
8922                 }
8923
8924                 if (is_narrower_load && size < target_size) {
8925                         u8 shift = bpf_ctx_narrow_access_offset(
8926                                 off, size, size_default) * 8;
8927                         if (ctx_field_size <= 4) {
8928                                 if (shift)
8929                                         insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_RSH,
8930                                                                         insn->dst_reg,
8931                                                                         shift);
8932                                 insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, insn->dst_reg,
8933                                                                 (1 << size * 8) - 1);
8934                         } else {
8935                                 if (shift)
8936                                         insn_buf[cnt++] = BPF_ALU64_IMM(BPF_RSH,
8937                                                                         insn->dst_reg,
8938                                                                         shift);
8939                                 insn_buf[cnt++] = BPF_ALU64_IMM(BPF_AND, insn->dst_reg,
8940                                                                 (1ULL << size * 8) - 1);
8941                         }
8942                 }
8943
8944                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
8945                 if (!new_prog)
8946                         return -ENOMEM;
8947
8948                 delta += cnt - 1;
8949
8950                 /* keep walking new program and skip insns we just inserted */
8951                 env->prog = new_prog;
8952                 insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
8953         }
8954
8955         return 0;
8956 }
8957
8958 static int jit_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
8959 {
8960         struct bpf_prog *prog = env->prog, **func, *tmp;
8961         int i, j, subprog_start, subprog_end = 0, len, subprog;
8962         struct bpf_insn *insn;
8963         void *old_bpf_func;
8964         int err;
8965
8966         if (env->subprog_cnt <= 1)
8967                 return 0;
8968
8969         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
8970                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL) ||
8971                     insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
8972                         continue;
8973                 /* Upon error here we cannot fall back to interpreter but
8974                  * need a hard reject of the program. Thus -EFAULT is
8975                  * propagated in any case.
8976                  */
8977                 subprog = find_subprog(env, i + insn->imm + 1);
8978                 if (subprog < 0) {
8979                         WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
8980                                   i + insn->imm + 1);
8981                         return -EFAULT;
8982                 }
8983                 /* temporarily remember subprog id inside insn instead of
8984                  * aux_data, since next loop will split up all insns into funcs
8985                  */
8986                 insn->off = subprog;
8987                 /* remember original imm in case JIT fails and fallback
8988                  * to interpreter will be needed
8989                  */
8990                 env->insn_aux_data[i].call_imm = insn->imm;
8991                 /* point imm to __bpf_call_base+1 from JITs point of view */
8992                 insn->imm = 1;
8993         }
8994
8995         err = bpf_prog_alloc_jited_linfo(prog);
8996         if (err)
8997                 goto out_undo_insn;
8998
8999         err = -ENOMEM;
9000         func = kcalloc(env->subprog_cnt, sizeof(prog), GFP_KERNEL);
9001         if (!func)
9002                 goto out_undo_insn;
9003
9004         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
9005                 subprog_start = subprog_end;
9006                 subprog_end = env->subprog_info[i + 1].start;
9007
9008                 len = subprog_end - subprog_start;
9009                 /* BPF_PROG_RUN doesn't call subprogs directly,
9010                  * hence main prog stats include the runtime of subprogs.
9011                  * subprogs don't have IDs and not reachable via prog_get_next_id
9012                  * func[i]->aux->stats will never be accessed and stays NULL
9013                  */
9014                 func[i] = bpf_prog_alloc_no_stats(bpf_prog_size(len), GFP_USER);
9015                 if (!func[i])
9016                         goto out_free;
9017                 memcpy(func[i]->insnsi, &prog->insnsi[subprog_start],
9018                        len * sizeof(struct bpf_insn));
9019                 func[i]->type = prog->type;
9020                 func[i]->len = len;
9021                 if (bpf_prog_calc_tag(func[i]))
9022                         goto out_free;
9023                 func[i]->is_func = 1;
9024                 func[i]->aux->func_idx = i;
9025                 /* the btf and func_info will be freed only at prog->aux */
9026                 func[i]->aux->btf = prog->aux->btf;
9027                 func[i]->aux->func_info = prog->aux->func_info;
9028
9029                 /* Use bpf_prog_F_tag to indicate functions in stack traces.
9030                  * Long term would need debug info to populate names
9031                  */
9032                 func[i]->aux->name[0] = 'F';
9033                 func[i]->aux->stack_depth = env->subprog_info[i].stack_depth;
9034                 func[i]->jit_requested = 1;
9035                 func[i]->aux->linfo = prog->aux->linfo;
9036                 func[i]->aux->nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
9037                 func[i]->aux->jited_linfo = prog->aux->jited_linfo;
9038                 func[i]->aux->linfo_idx = env->subprog_info[i].linfo_idx;
9039                 func[i] = bpf_int_jit_compile(func[i]);
9040                 if (!func[i]->jited) {
9041                         err = -ENOTSUPP;
9042                         goto out_free;
9043                 }
9044                 cond_resched();
9045         }
9046         /* at this point all bpf functions were successfully JITed
9047          * now populate all bpf_calls with correct addresses and
9048          * run last pass of JIT
9049          */
9050         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
9051                 insn = func[i]->insnsi;
9052                 for (j = 0; j < func[i]->len; j++, insn++) {
9053                         if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL) ||
9054                             insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
9055                                 continue;
9056                         subprog = insn->off;
9057                         insn->imm = BPF_CAST_CALL(func[subprog]->bpf_func) -
9058                                     __bpf_call_base;
9059                 }
9060
9061                 /* we use the aux data to keep a list of the start addresses
9062                  * of the JITed images for each function in the program
9063                  *
9064                  * for some architectures, such as powerpc64, the imm field
9065                  * might not be large enough to hold the offset of the start
9066                  * address of the callee's JITed image from __bpf_call_base
9067                  *
9068                  * in such cases, we can lookup the start address of a callee
9069                  * by using its subprog id, available from the off field of
9070                  * the call instruction, as an index for this list
9071                  */
9072                 func[i]->aux->func = func;
9073                 func[i]->aux->func_cnt = env->subprog_cnt;
9074         }
9075         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
9076                 old_bpf_func = func[i]->bpf_func;
9077                 tmp = bpf_int_jit_compile(func[i]);
9078                 if (tmp != func[i] || func[i]->bpf_func != old_bpf_func) {
9079                         verbose(env, "JIT doesn't support bpf-to-bpf calls\n");
9080                         err = -ENOTSUPP;
9081                         goto out_free;
9082                 }
9083                 cond_resched();
9084         }
9085
9086         /* finally lock prog and jit images for all functions and
9087          * populate kallsysm
9088          */
9089         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
9090                 bpf_prog_lock_ro(func[i]);
9091                 bpf_prog_kallsyms_add(func[i]);
9092         }
9093
9094         /* Last step: make now unused interpreter insns from main
9095          * prog consistent for later dump requests, so they can
9096          * later look the same as if they were interpreted only.
9097          */
9098         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
9099                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL) ||
9100                     insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
9101                         continue;
9102                 insn->off = env->insn_aux_data[i].call_imm;
9103                 subprog = find_subprog(env, i + insn->off + 1);
9104                 insn->imm = subprog;
9105         }
9106
9107         prog->jited = 1;
9108         prog->bpf_func = func[0]->bpf_func;
9109         prog->aux->func = func;
9110         prog->aux->func_cnt = env->subprog_cnt;
9111         bpf_prog_free_unused_jited_linfo(prog);
9112         return 0;
9113 out_free:
9114         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
9115                 if (func[i])
9116                         bpf_jit_free(func[i]);
9117         kfree(func);
9118 out_undo_insn:
9119         /* cleanup main prog to be interpreted */
9120         prog->jit_requested = 0;
9121         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
9122                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL) ||
9123                     insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
9124                         continue;
9125                 insn->off = 0;
9126                 insn->imm = env->insn_aux_data[i].call_imm;
9127         }
9128         bpf_prog_free_jited_linfo(prog);
9129         return err;
9130 }
9131
9132 static int fixup_call_args(struct bpf_verifier_env *env)
9133 {
9134 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
9135         struct bpf_prog *prog = env->prog;
9136         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
9137         int i, depth;
9138 #endif
9139         int err = 0;
9140
9141         if (env->prog->jit_requested &&
9142             !bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
9143                 err = jit_subprogs(env);
9144                 if (err == 0)
9145                         return 0;
9146                 if (err == -EFAULT)
9147                         return err;
9148         }
9149 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
9150         for (i = 0; i < prog->len; i++, insn++) {
9151                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL) ||
9152                     insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
9153                         continue;
9154                 depth = get_callee_stack_depth(env, insn, i);
9155                 if (depth < 0)
9156                         return depth;
9157                 bpf_patch_call_args(insn, depth);
9158         }
9159         err = 0;
9160 #endif
9161         return err;
9162 }
9163
9164 /* fixup insn->imm field of bpf_call instructions
9165  * and inline eligible helpers as explicit sequence of BPF instructions
9166  *
9167  * this function is called after eBPF program passed verification
9168  */
9169 static int fixup_bpf_calls(struct bpf_verifier_env *env)
9170 {
9171         struct bpf_prog *prog = env->prog;
9172         bool expect_blinding = bpf_jit_blinding_enabled(prog);
9173         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
9174         const struct bpf_func_proto *fn;
9175         const int insn_cnt = prog->len;
9176         const struct bpf_map_ops *ops;
9177         struct bpf_insn_aux_data *aux;
9178         struct bpf_insn insn_buf[16];
9179         struct bpf_prog *new_prog;
9180         struct bpf_map *map_ptr;
9181         int i, ret, cnt, delta = 0;
9182
9183         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
9184                 if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_MOD | BPF_X) ||
9185                     insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_X) ||
9186                     insn->code == (BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_X) ||
9187                     insn->code == (BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_X)) {
9188                         bool is64 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64;
9189                         struct bpf_insn mask_and_div[] = {
9190                                 BPF_MOV32_REG(insn->src_reg, insn->src_reg),
9191                                 /* Rx div 0 -> 0 */
9192                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JNE, insn->src_reg, 0, 2),
9193                                 BPF_ALU32_REG(BPF_XOR, insn->dst_reg, insn->dst_reg),
9194                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1),
9195                                 *insn,
9196                         };
9197                         struct bpf_insn mask_and_mod[] = {
9198                                 BPF_MOV32_REG(insn->src_reg, insn->src_reg),
9199                                 /* Rx mod 0 -> Rx */
9200                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JEQ, insn->src_reg, 0, 1),
9201                                 *insn,
9202                         };
9203                         struct bpf_insn *patchlet;
9204
9205                         if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_X) ||
9206                             insn->code == (BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_X)) {
9207                                 patchlet = mask_and_div + (is64 ? 1 : 0);
9208                                 cnt = ARRAY_SIZE(mask_and_div) - (is64 ? 1 : 0);
9209                         } else {
9210                                 patchlet = mask_and_mod + (is64 ? 1 : 0);
9211                                 cnt = ARRAY_SIZE(mask_and_mod) - (is64 ? 1 : 0);
9212                         }
9213
9214                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, patchlet, cnt);
9215                         if (!new_prog)
9216                                 return -ENOMEM;
9217
9218                         delta    += cnt - 1;
9219                         env->prog = prog = new_prog;
9220                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
9221                         continue;
9222                 }
9223
9224                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LD &&
9225                     (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ABS ||
9226                      BPF_MODE(insn->code) == BPF_IND)) {
9227                         cnt = env->ops->gen_ld_abs(insn, insn_buf);
9228                         if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
9229                                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
9230                                 return -EINVAL;
9231                         }
9232
9233                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
9234                         if (!new_prog)
9235                                 return -ENOMEM;
9236
9237                         delta    += cnt - 1;
9238                         env->prog = prog = new_prog;
9239                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
9240                         continue;
9241                 }
9242
9243                 if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X) ||
9244                     insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X)) {
9245                         const u8 code_add = BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X;
9246                         const u8 code_sub = BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X;
9247                         struct bpf_insn insn_buf[16];
9248                         struct bpf_insn *patch = &insn_buf[0];
9249                         bool issrc, isneg;
9250                         u32 off_reg;
9251
9252                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
9253                         if (!aux->alu_state ||
9254                             aux->alu_state == BPF_ALU_NON_POINTER)
9255                                 continue;
9256
9257                         isneg = aux->alu_state & BPF_ALU_NEG_VALUE;
9258                         issrc = (aux->alu_state & BPF_ALU_SANITIZE) ==
9259                                 BPF_ALU_SANITIZE_SRC;
9260
9261                         off_reg = issrc ? insn->src_reg : insn->dst_reg;
9262                         if (isneg)
9263                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MUL, off_reg, -1);
9264                         *patch++ = BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_AX, aux->alu_limit - 1);
9265                         *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_SUB, BPF_REG_AX, off_reg);
9266                         *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_OR, BPF_REG_AX, off_reg);
9267                         *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_NEG, BPF_REG_AX, 0);
9268                         *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_ARSH, BPF_REG_AX, 63);
9269                         if (issrc) {
9270                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_AND, BPF_REG_AX,
9271                                                          off_reg);
9272                                 insn->src_reg = BPF_REG_AX;
9273                         } else {
9274                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_AND, off_reg,
9275                                                          BPF_REG_AX);
9276                         }
9277                         if (isneg)
9278                                 insn->code = insn->code == code_add ?
9279                                              code_sub : code_add;
9280                         *patch++ = *insn;
9281                         if (issrc && isneg)
9282                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MUL, off_reg, -1);
9283                         cnt = patch - insn_buf;
9284
9285                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
9286                         if (!new_prog)
9287                                 return -ENOMEM;
9288
9289                         delta    += cnt - 1;
9290                         env->prog = prog = new_prog;
9291                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
9292                         continue;
9293                 }
9294
9295                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL))
9296                         continue;
9297                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
9298                         continue;
9299
9300                 if (insn->imm == BPF_FUNC_get_route_realm)
9301                         prog->dst_needed = 1;
9302                 if (insn->imm == BPF_FUNC_get_prandom_u32)
9303                         bpf_user_rnd_init_once();
9304                 if (insn->imm == BPF_FUNC_override_return)
9305                         prog->kprobe_override = 1;
9306                 if (insn->imm == BPF_FUNC_tail_call) {
9307                         /* If we tail call into other programs, we
9308                          * cannot make any assumptions since they can
9309                          * be replaced dynamically during runtime in
9310                          * the program array.
9311                          */
9312                         prog->cb_access = 1;
9313                         env->prog->aux->stack_depth = MAX_BPF_STACK;
9314                         env->prog->aux->max_pkt_offset = MAX_PACKET_OFF;
9315
9316                         /* mark bpf_tail_call as different opcode to avoid
9317                          * conditional branch in the interpeter for every normal
9318                          * call and to prevent accidental JITing by JIT compiler
9319                          * that doesn't support bpf_tail_call yet
9320                          */
9321                         insn->imm = 0;
9322                         insn->code = BPF_JMP | BPF_TAIL_CALL;
9323
9324                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
9325                         if (env->allow_ptr_leaks && !expect_blinding &&
9326                             prog->jit_requested &&
9327                             !bpf_map_key_poisoned(aux) &&
9328                             !bpf_map_ptr_poisoned(aux) &&
9329                             !bpf_map_ptr_unpriv(aux)) {
9330                                 struct bpf_jit_poke_descriptor desc = {
9331                                         .reason = BPF_POKE_REASON_TAIL_CALL,
9332                                         .tail_call.map = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state),
9333                                         .tail_call.key = bpf_map_key_immediate(aux),
9334                                 };
9335
9336                                 ret = bpf_jit_add_poke_descriptor(prog, &desc);
9337                                 if (ret < 0) {
9338                                         verbose(env, "adding tail call poke descriptor failed\n");
9339                                         return ret;
9340                                 }
9341
9342                                 insn->imm = ret + 1;
9343                                 continue;
9344                         }
9345
9346                         if (!bpf_map_ptr_unpriv(aux))
9347                                 continue;
9348
9349                         /* instead of changing every JIT dealing with tail_call
9350                          * emit two extra insns:
9351                          * if (index >= max_entries) goto out;
9352                          * index &= array->index_mask;
9353                          * to avoid out-of-bounds cpu speculation
9354                          */
9355                         if (bpf_map_ptr_poisoned(aux)) {
9356                                 verbose(env, "tail_call abusing map_ptr\n");
9357                                 return -EINVAL;
9358                         }
9359
9360                         map_ptr = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state);
9361                         insn_buf[0] = BPF_JMP_IMM(BPF_JGE, BPF_REG_3,
9362                                                   map_ptr->max_entries, 2);
9363                         insn_buf[1] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, BPF_REG_3,
9364                                                     container_of(map_ptr,
9365                                                                  struct bpf_array,
9366                                                                  map)->index_mask);
9367                         insn_buf[2] = *insn;
9368                         cnt = 3;
9369                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
9370                         if (!new_prog)
9371                                 return -ENOMEM;
9372
9373                         delta    += cnt - 1;
9374                         env->prog = prog = new_prog;
9375                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
9376                         continue;
9377                 }
9378
9379                 /* BPF_EMIT_CALL() assumptions in some of the map_gen_lookup
9380                  * and other inlining handlers are currently limited to 64 bit
9381                  * only.
9382                  */
9383                 if (prog->jit_requested && BITS_PER_LONG == 64 &&
9384                     (insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_elem ||
9385                      insn->imm == BPF_FUNC_map_update_elem ||
9386                      insn->imm == BPF_FUNC_map_delete_elem ||
9387                      insn->imm == BPF_FUNC_map_push_elem   ||
9388                      insn->imm == BPF_FUNC_map_pop_elem    ||
9389                      insn->imm == BPF_FUNC_map_peek_elem)) {
9390                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
9391                         if (bpf_map_ptr_poisoned(aux))
9392                                 goto patch_call_imm;
9393
9394                         map_ptr = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state);
9395                         ops = map_ptr->ops;
9396                         if (insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
9397                             ops->map_gen_lookup) {
9398                                 cnt = ops->map_gen_lookup(map_ptr, insn_buf);
9399                                 if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
9400                                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
9401                                         return -EINVAL;
9402                                 }
9403
9404                                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta,
9405                                                                insn_buf, cnt);
9406                                 if (!new_prog)
9407                                         return -ENOMEM;
9408
9409                                 delta    += cnt - 1;
9410                                 env->prog = prog = new_prog;
9411                                 insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
9412                                 continue;
9413                         }
9414
9415                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_lookup_elem,
9416                                      (void *(*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
9417                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_delete_elem,
9418                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
9419                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_update_elem,
9420                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
9421                                               u64 flags))NULL));
9422                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_push_elem,
9423                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *value,
9424                                               u64 flags))NULL));
9425                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_pop_elem,
9426                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *value))NULL));
9427                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_peek_elem,
9428                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *value))NULL));
9429
9430                         switch (insn->imm) {
9431                         case BPF_FUNC_map_lookup_elem:
9432                                 insn->imm = BPF_CAST_CALL(ops->map_lookup_elem) -
9433                                             __bpf_call_base;
9434                                 continue;
9435                         case BPF_FUNC_map_update_elem:
9436                                 insn->imm = BPF_CAST_CALL(ops->map_update_elem) -
9437                                             __bpf_call_base;
9438                                 continue;
9439                         case BPF_FUNC_map_delete_elem:
9440                                 insn->imm = BPF_CAST_CALL(ops->map_delete_elem) -
9441                                             __bpf_call_base;
9442                                 continue;
9443                         case BPF_FUNC_map_push_elem:
9444                                 insn->imm = BPF_CAST_CALL(ops->map_push_elem) -
9445                                             __bpf_call_base;
9446                                 continue;
9447                         case BPF_FUNC_map_pop_elem:
9448                                 insn->imm = BPF_CAST_CALL(ops->map_pop_elem) -
9449                                             __bpf_call_base;
9450                                 continue;
9451                         case BPF_FUNC_map_peek_elem:
9452                                 insn->imm = BPF_CAST_CALL(ops->map_peek_elem) -
9453                                             __bpf_call_base;
9454                                 continue;
9455                         }
9456
9457                         goto patch_call_imm;
9458                 }
9459
9460                 if (prog->jit_requested && BITS_PER_LONG == 64 &&
9461                     insn->imm == BPF_FUNC_jiffies64) {
9462                         struct bpf_insn ld_jiffies_addr[2] = {
9463                                 BPF_LD_IMM64(BPF_REG_0,
9464                                              (unsigned long)&jiffies),
9465                         };
9466
9467                         insn_buf[0] = ld_jiffies_addr[0];
9468                         insn_buf[1] = ld_jiffies_addr[1];
9469                         insn_buf[2] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0,
9470                                                   BPF_REG_0, 0);
9471                         cnt = 3;
9472
9473                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf,
9474                                                        cnt);
9475                         if (!new_prog)
9476                                 return -ENOMEM;
9477
9478                         delta    += cnt - 1;
9479                         env->prog = prog = new_prog;
9480                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
9481                         continue;
9482                 }
9483
9484 patch_call_imm:
9485                 fn = env->ops->get_func_proto(insn->imm, env->prog);
9486                 /* all functions that have prototype and verifier allowed
9487                  * programs to call them, must be real in-kernel functions
9488                  */
9489                 if (!fn->func) {
9490                         verbose(env,
9491                                 "kernel subsystem misconfigured func %s#%d\n",
9492                                 func_id_name(insn->imm), insn->imm);
9493                         return -EFAULT;
9494                 }
9495                 insn->imm = fn->func - __bpf_call_base;
9496         }
9497
9498         /* Since poke tab is now finalized, publish aux to tracker. */
9499         for (i = 0; i < prog->aux->size_poke_tab; i++) {
9500                 map_ptr = prog->aux->poke_tab[i].tail_call.map;
9501                 if (!map_ptr->ops->map_poke_track ||
9502                     !map_ptr->ops->map_poke_untrack ||
9503                     !map_ptr->ops->map_poke_run) {
9504                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
9505                         return -EINVAL;
9506                 }
9507
9508                 ret = map_ptr->ops->map_poke_track(map_ptr, prog->aux);
9509                 if (ret < 0) {
9510                         verbose(env, "tracking tail call prog failed\n");
9511                         return ret;
9512                 }
9513         }
9514
9515         return 0;
9516 }
9517
9518 static void free_states(struct bpf_verifier_env *env)
9519 {
9520         struct bpf_verifier_state_list *sl, *sln;
9521         int i;
9522
9523         sl = env->free_list;
9524         while (sl) {
9525                 sln = sl->next;
9526                 free_verifier_state(&sl->state, false);
9527                 kfree(sl);
9528                 sl = sln;
9529         }
9530         env->free_list = NULL;
9531
9532         if (!env->explored_states)
9533                 return;
9534
9535         for (i = 0; i < state_htab_size(env); i++) {
9536                 sl = env->explored_states[i];
9537
9538                 while (sl) {
9539                         sln = sl->next;
9540                         free_verifier_state(&sl->state, false);
9541                         kfree(sl);
9542                         sl = sln;
9543                 }
9544                 env->explored_states[i] = NULL;
9545         }
9546 }
9547
9548 /* The verifier is using insn_aux_data[] to store temporary data during
9549  * verification and to store information for passes that run after the
9550  * verification like dead code sanitization. do_check_common() for subprogram N
9551  * may analyze many other subprograms. sanitize_insn_aux_data() clears all
9552  * temporary data after do_check_common() finds that subprogram N cannot be
9553  * verified independently. pass_cnt counts the number of times
9554  * do_check_common() was run and insn->aux->seen tells the pass number
9555  * insn_aux_data was touched. These variables are compared to clear temporary
9556  * data from failed pass. For testing and experiments do_check_common() can be
9557  * run multiple times even when prior attempt to verify is unsuccessful.
9558  */
9559 static void sanitize_insn_aux_data(struct bpf_verifier_env *env)
9560 {
9561         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
9562         struct bpf_insn_aux_data *aux;
9563         int i, class;
9564
9565         for (i = 0; i < env->prog->len; i++) {
9566                 class = BPF_CLASS(insn[i].code);
9567                 if (class != BPF_LDX && class != BPF_STX)
9568                         continue;
9569                 aux = &env->insn_aux_data[i];
9570                 if (aux->seen != env->pass_cnt)
9571                         continue;
9572                 memset(aux, 0, offsetof(typeof(*aux), orig_idx));
9573         }
9574 }
9575
9576 static int do_check_common(struct bpf_verifier_env *env, int subprog)
9577 {
9578         struct bpf_verifier_state *state;
9579         struct bpf_reg_state *regs;
9580         int ret, i;
9581
9582         env->prev_linfo = NULL;
9583         env->pass_cnt++;
9584
9585         state = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_state), GFP_KERNEL);
9586         if (!state)
9587                 return -ENOMEM;
9588         state->curframe = 0;
9589         state->speculative = false;
9590         state->branches = 1;
9591         state->frame[0] = kzalloc(sizeof(struct bpf_func_state), GFP_KERNEL);
9592         if (!state->frame[0]) {
9593                 kfree(state);
9594                 return -ENOMEM;
9595         }
9596         env->cur_state = state;
9597         init_func_state(env, state->frame[0],
9598                         BPF_MAIN_FUNC /* callsite */,
9599                         0 /* frameno */,
9600                         subprog);
9601
9602         regs = state->frame[state->curframe]->regs;
9603         if (subprog || env->prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT) {
9604                 ret = btf_prepare_func_args(env, subprog, regs);
9605                 if (ret)
9606                         goto out;
9607                 for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++) {
9608                         if (regs[i].type == PTR_TO_CTX)
9609                                 mark_reg_known_zero(env, regs, i);
9610                         else if (regs[i].type == SCALAR_VALUE)
9611                                 mark_reg_unknown(env, regs, i);
9612                 }
9613         } else {
9614                 /* 1st arg to a function */
9615                 regs[BPF_REG_1].type = PTR_TO_CTX;
9616                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_1);
9617                 ret = btf_check_func_arg_match(env, subprog, regs);
9618                 if (ret == -EFAULT)
9619                         /* unlikely verifier bug. abort.
9620                          * ret == 0 and ret < 0 are sadly acceptable for
9621                          * main() function due to backward compatibility.
9622                          * Like socket filter program may be written as:
9623                          * int bpf_prog(struct pt_regs *ctx)
9624                          * and never dereference that ctx in the program.
9625                          * 'struct pt_regs' is a type mismatch for socket
9626                          * filter that should be using 'struct __sk_buff'.
9627                          */
9628                         goto out;
9629         }
9630
9631         ret = do_check(env);
9632 out:
9633         /* check for NULL is necessary, since cur_state can be freed inside
9634          * do_check() under memory pressure.
9635          */
9636         if (env->cur_state) {
9637                 free_verifier_state(env->cur_state, true);
9638                 env->cur_state = NULL;
9639         }
9640         while (!pop_stack(env, NULL, NULL));
9641         free_states(env);
9642         if (ret)
9643                 /* clean aux data in case subprog was rejected */
9644                 sanitize_insn_aux_data(env);
9645         return ret;
9646 }
9647
9648 /* Verify all global functions in a BPF program one by one based on their BTF.
9649  * All global functions must pass verification. Otherwise the whole program is rejected.
9650  * Consider:
9651  * int bar(int);
9652  * int foo(int f)
9653  * {
9654  *    return bar(f);
9655  * }
9656  * int bar(int b)
9657  * {
9658  *    ...
9659  * }
9660  * foo() will be verified first for R1=any_scalar_value. During verification it
9661  * will be assumed that bar() already verified successfully and call to bar()
9662  * from foo() will be checked for type match only. Later bar() will be verified
9663  * independently to check that it's safe for R1=any_scalar_value.
9664  */
9665 static int do_check_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
9666 {
9667         struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
9668         int i, ret;
9669
9670         if (!aux->func_info)
9671                 return 0;
9672
9673         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
9674                 if (aux->func_info_aux[i].linkage != BTF_FUNC_GLOBAL)
9675                         continue;
9676                 env->insn_idx = env->subprog_info[i].start;
9677                 WARN_ON_ONCE(env->insn_idx == 0);
9678                 ret = do_check_common(env, i);
9679                 if (ret) {
9680                         return ret;
9681                 } else if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
9682                         verbose(env,
9683                                 "Func#%d is safe for any args that match its prototype\n",
9684                                 i);
9685                 }
9686         }
9687         return 0;
9688 }
9689
9690 static int do_check_main(struct bpf_verifier_env *env)
9691 {
9692         int ret;
9693
9694         env->insn_idx = 0;
9695         ret = do_check_common(env, 0);
9696         if (!ret)
9697                 env->prog->aux->stack_depth = env->subprog_info[0].stack_depth;
9698         return ret;
9699 }
9700
9701
9702 static void print_verification_stats(struct bpf_verifier_env *env)
9703 {
9704         int i;
9705
9706         if (env->log.level & BPF_LOG_STATS) {
9707                 verbose(env, "verification time %lld usec\n",
9708                         div_u64(env->verification_time, 1000));
9709                 verbose(env, "stack depth ");
9710                 for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
9711                         u32 depth = env->subprog_info[i].stack_depth;
9712
9713                         verbose(env, "%d", depth);
9714                         if (i + 1 < env->subprog_cnt)
9715                                 verbose(env, "+");
9716                 }
9717                 verbose(env, "\n");
9718         }
9719         verbose(env, "processed %d insns (limit %d) max_states_per_insn %d "
9720                 "total_states %d peak_states %d mark_read %d\n",
9721                 env->insn_processed, BPF_COMPLEXITY_LIMIT_INSNS,
9722                 env->max_states_per_insn, env->total_states,
9723                 env->peak_states, env->longest_mark_read_walk);
9724 }
9725
9726 static int check_struct_ops_btf_id(struct bpf_verifier_env *env)
9727 {
9728         const struct btf_type *t, *func_proto;
9729         const struct bpf_struct_ops *st_ops;
9730         const struct btf_member *member;
9731         struct bpf_prog *prog = env->prog;
9732         u32 btf_id, member_idx;
9733         const char *mname;
9734
9735         btf_id = prog->aux->attach_btf_id;
9736         st_ops = bpf_struct_ops_find(btf_id);
9737         if (!st_ops) {
9738                 verbose(env, "attach_btf_id %u is not a supported struct\n",
9739                         btf_id);
9740                 return -ENOTSUPP;
9741         }
9742
9743         t = st_ops->type;
9744         member_idx = prog->expected_attach_type;
9745         if (member_idx >= btf_type_vlen(t)) {
9746                 verbose(env, "attach to invalid member idx %u of struct %s\n",
9747                         member_idx, st_ops->name);
9748                 return -EINVAL;
9749         }
9750
9751         member = &btf_type_member(t)[member_idx];
9752         mname = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, member->name_off);
9753         func_proto = btf_type_resolve_func_ptr(btf_vmlinux, member->type,
9754                                                NULL);
9755         if (!func_proto) {
9756                 verbose(env, "attach to invalid member %s(@idx %u) of struct %s\n",
9757                         mname, member_idx, st_ops->name);
9758                 return -EINVAL;
9759         }
9760
9761         if (st_ops->check_member) {
9762                 int err = st_ops->check_member(t, member);
9763
9764                 if (err) {
9765                         verbose(env, "attach to unsupported member %s of struct %s\n",
9766                                 mname, st_ops->name);
9767                         return err;
9768                 }
9769         }
9770
9771         prog->aux->attach_func_proto = func_proto;
9772         prog->aux->attach_func_name = mname;
9773         env->ops = st_ops->verifier_ops;
9774
9775         return 0;
9776 }
9777
9778 static int check_attach_btf_id(struct bpf_verifier_env *env)
9779 {
9780         struct bpf_prog *prog = env->prog;
9781         bool prog_extension = prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT;
9782         struct bpf_prog *tgt_prog = prog->aux->linked_prog;
9783         u32 btf_id = prog->aux->attach_btf_id;
9784         const char prefix[] = "btf_trace_";
9785         int ret = 0, subprog = -1, i;
9786         struct bpf_trampoline *tr;
9787         const struct btf_type *t;
9788         bool conservative = true;
9789         const char *tname;
9790         struct btf *btf;
9791         long addr;
9792         u64 key;
9793
9794         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS)
9795                 return check_struct_ops_btf_id(env);
9796
9797         if (prog->type != BPF_PROG_TYPE_TRACING && !prog_extension)
9798                 return 0;
9799
9800         if (!btf_id) {
9801                 verbose(env, "Tracing programs must provide btf_id\n");
9802                 return -EINVAL;
9803         }
9804         btf = bpf_prog_get_target_btf(prog);
9805         if (!btf) {
9806                 verbose(env,
9807                         "FENTRY/FEXIT program can only be attached to another program annotated with BTF\n");
9808                 return -EINVAL;
9809         }
9810         t = btf_type_by_id(btf, btf_id);
9811         if (!t) {
9812                 verbose(env, "attach_btf_id %u is invalid\n", btf_id);
9813                 return -EINVAL;
9814         }
9815         tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
9816         if (!tname) {
9817                 verbose(env, "attach_btf_id %u doesn't have a name\n", btf_id);
9818                 return -EINVAL;
9819         }
9820         if (tgt_prog) {
9821                 struct bpf_prog_aux *aux = tgt_prog->aux;
9822
9823                 for (i = 0; i < aux->func_info_cnt; i++)
9824                         if (aux->func_info[i].type_id == btf_id) {
9825                                 subprog = i;
9826                                 break;
9827                         }
9828                 if (subprog == -1) {
9829                         verbose(env, "Subprog %s doesn't exist\n", tname);
9830                         return -EINVAL;
9831                 }
9832                 conservative = aux->func_info_aux[subprog].unreliable;
9833                 if (prog_extension) {
9834                         if (conservative) {
9835                                 verbose(env,
9836                                         "Cannot replace static functions\n");
9837                                 return -EINVAL;
9838                         }
9839                         if (!prog->jit_requested) {
9840                                 verbose(env,
9841                                         "Extension programs should be JITed\n");
9842                                 return -EINVAL;
9843                         }
9844                         env->ops = bpf_verifier_ops[tgt_prog->type];
9845                 }
9846                 if (!tgt_prog->jited) {
9847                         verbose(env, "Can attach to only JITed progs\n");
9848                         return -EINVAL;
9849                 }
9850                 if (tgt_prog->type == prog->type) {
9851                         /* Cannot fentry/fexit another fentry/fexit program.
9852                          * Cannot attach program extension to another extension.
9853                          * It's ok to attach fentry/fexit to extension program.
9854                          */
9855                         verbose(env, "Cannot recursively attach\n");
9856                         return -EINVAL;
9857                 }
9858                 if (tgt_prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
9859                     prog_extension &&
9860                     (tgt_prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_FENTRY ||
9861                      tgt_prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_FEXIT)) {
9862                         /* Program extensions can extend all program types
9863                          * except fentry/fexit. The reason is the following.
9864                          * The fentry/fexit programs are used for performance
9865                          * analysis, stats and can be attached to any program
9866                          * type except themselves. When extension program is
9867                          * replacing XDP function it is necessary to allow
9868                          * performance analysis of all functions. Both original
9869                          * XDP program and its program extension. Hence
9870                          * attaching fentry/fexit to BPF_PROG_TYPE_EXT is
9871                          * allowed. If extending of fentry/fexit was allowed it
9872                          * would be possible to create long call chain
9873                          * fentry->extension->fentry->extension beyond
9874                          * reasonable stack size. Hence extending fentry is not
9875                          * allowed.
9876                          */
9877                         verbose(env, "Cannot extend fentry/fexit\n");
9878                         return -EINVAL;
9879                 }
9880                 key = ((u64)aux->id) << 32 | btf_id;
9881         } else {
9882                 if (prog_extension) {
9883                         verbose(env, "Cannot replace kernel functions\n");
9884                         return -EINVAL;
9885                 }
9886                 key = btf_id;
9887         }
9888
9889         switch (prog->expected_attach_type) {
9890         case BPF_TRACE_RAW_TP:
9891                 if (tgt_prog) {
9892                         verbose(env,
9893                                 "Only FENTRY/FEXIT progs are attachable to another BPF prog\n");
9894                         return -EINVAL;
9895                 }
9896                 if (!btf_type_is_typedef(t)) {
9897                         verbose(env, "attach_btf_id %u is not a typedef\n",
9898                                 btf_id);
9899                         return -EINVAL;
9900                 }
9901                 if (strncmp(prefix, tname, sizeof(prefix) - 1)) {
9902                         verbose(env, "attach_btf_id %u points to wrong type name %s\n",
9903                                 btf_id, tname);
9904                         return -EINVAL;
9905                 }
9906                 tname += sizeof(prefix) - 1;
9907                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
9908                 if (!btf_type_is_ptr(t))
9909                         /* should never happen in valid vmlinux build */
9910                         return -EINVAL;
9911                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
9912                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
9913                         /* should never happen in valid vmlinux build */
9914                         return -EINVAL;
9915
9916                 /* remember two read only pointers that are valid for
9917                  * the life time of the kernel
9918                  */
9919                 prog->aux->attach_func_name = tname;
9920                 prog->aux->attach_func_proto = t;
9921                 prog->aux->attach_btf_trace = true;
9922                 return 0;
9923         default:
9924                 if (!prog_extension)
9925                         return -EINVAL;
9926                 /* fallthrough */
9927         case BPF_TRACE_FENTRY:
9928         case BPF_TRACE_FEXIT:
9929                 if (!btf_type_is_func(t)) {
9930                         verbose(env, "attach_btf_id %u is not a function\n",
9931                                 btf_id);
9932                         return -EINVAL;
9933                 }
9934                 if (prog_extension &&
9935                     btf_check_type_match(env, prog, btf, t))
9936                         return -EINVAL;
9937                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
9938                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
9939                         return -EINVAL;
9940                 tr = bpf_trampoline_lookup(key);
9941                 if (!tr)
9942                         return -ENOMEM;
9943                 prog->aux->attach_func_name = tname;
9944                 /* t is either vmlinux type or another program's type */
9945                 prog->aux->attach_func_proto = t;
9946                 mutex_lock(&tr->mutex);
9947                 if (tr->func.addr) {
9948                         prog->aux->trampoline = tr;
9949                         goto out;
9950                 }
9951                 if (tgt_prog && conservative) {
9952                         prog->aux->attach_func_proto = NULL;
9953                         t = NULL;
9954                 }
9955                 ret = btf_distill_func_proto(&env->log, btf, t,
9956                                              tname, &tr->func.model);
9957                 if (ret < 0)
9958                         goto out;
9959                 if (tgt_prog) {
9960                         if (subprog == 0)
9961                                 addr = (long) tgt_prog->bpf_func;
9962                         else
9963                                 addr = (long) tgt_prog->aux->func[subprog]->bpf_func;
9964                 } else {
9965                         addr = kallsyms_lookup_name(tname);
9966                         if (!addr) {
9967                                 verbose(env,
9968                                         "The address of function %s cannot be found\n",
9969                                         tname);
9970                                 ret = -ENOENT;
9971                                 goto out;
9972                         }
9973                 }
9974                 tr->func.addr = (void *)addr;
9975                 prog->aux->trampoline = tr;
9976 out:
9977                 mutex_unlock(&tr->mutex);
9978                 if (ret)
9979                         bpf_trampoline_put(tr);
9980                 return ret;
9981         }
9982 }
9983
9984 int bpf_check(struct bpf_prog **prog, union bpf_attr *attr,
9985               union bpf_attr __user *uattr)
9986 {
9987         u64 start_time = ktime_get_ns();
9988         struct bpf_verifier_env *env;
9989         struct bpf_verifier_log *log;
9990         int i, len, ret = -EINVAL;
9991         bool is_priv;
9992
9993         /* no program is valid */
9994         if (ARRAY_SIZE(bpf_verifier_ops) == 0)
9995                 return -EINVAL;
9996
9997         /* 'struct bpf_verifier_env' can be global, but since it's not small,
9998          * allocate/free it every time bpf_check() is called
9999          */
10000         env = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_env), GFP_KERNEL);
10001         if (!env)
10002                 return -ENOMEM;
10003         log = &env->log;
10004
10005         len = (*prog)->len;
10006         env->insn_aux_data =
10007                 vzalloc(array_size(sizeof(struct bpf_insn_aux_data), len));
10008         ret = -ENOMEM;
10009         if (!env->insn_aux_data)
10010                 goto err_free_env;
10011         for (i = 0; i < len; i++)
10012                 env->insn_aux_data[i].orig_idx = i;
10013         env->prog = *prog;
10014         env->ops = bpf_verifier_ops[env->prog->type];
10015         is_priv = capable(CAP_SYS_ADMIN);
10016
10017         if (!btf_vmlinux && IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_INFO_BTF)) {
10018                 mutex_lock(&bpf_verifier_lock);
10019                 if (!btf_vmlinux)
10020                         btf_vmlinux = btf_parse_vmlinux();
10021                 mutex_unlock(&bpf_verifier_lock);
10022         }
10023
10024         /* grab the mutex to protect few globals used by verifier */
10025         if (!is_priv)
10026                 mutex_lock(&bpf_verifier_lock);
10027
10028         if (attr->log_level || attr->log_buf || attr->log_size) {
10029                 /* user requested verbose verifier output
10030                  * and supplied buffer to store the verification trace
10031                  */
10032                 log->level = attr->log_level;
10033                 log->ubuf = (char __user *) (unsigned long) attr->log_buf;
10034                 log->len_total = attr->log_size;
10035
10036                 ret = -EINVAL;
10037                 /* log attributes have to be sane */
10038                 if (log->len_total < 128 || log->len_total > UINT_MAX >> 2 ||
10039                     !log->level || !log->ubuf || log->level & ~BPF_LOG_MASK)
10040                         goto err_unlock;
10041         }
10042
10043         if (IS_ERR(btf_vmlinux)) {
10044                 /* Either gcc or pahole or kernel are broken. */
10045                 verbose(env, "in-kernel BTF is malformed\n");
10046                 ret = PTR_ERR(btf_vmlinux);
10047                 goto skip_full_check;
10048         }
10049
10050         env->strict_alignment = !!(attr->prog_flags & BPF_F_STRICT_ALIGNMENT);
10051         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS))
10052                 env->strict_alignment = true;
10053         if (attr->prog_flags & BPF_F_ANY_ALIGNMENT)
10054                 env->strict_alignment = false;
10055
10056         env->allow_ptr_leaks = is_priv;
10057
10058         if (is_priv)
10059                 env->test_state_freq = attr->prog_flags & BPF_F_TEST_STATE_FREQ;
10060
10061         ret = replace_map_fd_with_map_ptr(env);
10062         if (ret < 0)
10063                 goto skip_full_check;
10064
10065         if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
10066                 ret = bpf_prog_offload_verifier_prep(env->prog);
10067                 if (ret)
10068                         goto skip_full_check;
10069         }
10070
10071         env->explored_states = kvcalloc(state_htab_size(env),
10072                                        sizeof(struct bpf_verifier_state_list *),
10073                                        GFP_USER);
10074         ret = -ENOMEM;
10075         if (!env->explored_states)
10076                 goto skip_full_check;
10077
10078         ret = check_subprogs(env);
10079         if (ret < 0)
10080                 goto skip_full_check;
10081
10082         ret = check_btf_info(env, attr, uattr);
10083         if (ret < 0)
10084                 goto skip_full_check;
10085
10086         ret = check_attach_btf_id(env);
10087         if (ret)
10088                 goto skip_full_check;
10089
10090         ret = check_cfg(env);
10091         if (ret < 0)
10092                 goto skip_full_check;
10093
10094         ret = do_check_subprogs(env);
10095         ret = ret ?: do_check_main(env);
10096
10097         if (ret == 0 && bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux))
10098                 ret = bpf_prog_offload_finalize(env);
10099
10100 skip_full_check:
10101         kvfree(env->explored_states);
10102
10103         if (ret == 0)
10104                 ret = check_max_stack_depth(env);
10105
10106         /* instruction rewrites happen after this point */
10107         if (is_priv) {
10108                 if (ret == 0)
10109                         opt_hard_wire_dead_code_branches(env);
10110                 if (ret == 0)
10111                         ret = opt_remove_dead_code(env);
10112                 if (ret == 0)
10113                         ret = opt_remove_nops(env);
10114         } else {
10115                 if (ret == 0)
10116                         sanitize_dead_code(env);
10117         }
10118
10119         if (ret == 0)
10120                 /* program is valid, convert *(u32*)(ctx + off) accesses */
10121                 ret = convert_ctx_accesses(env);
10122
10123         if (ret == 0)
10124                 ret = fixup_bpf_calls(env);
10125
10126         /* do 32-bit optimization after insn patching has done so those patched
10127          * insns could be handled correctly.
10128          */
10129         if (ret == 0 && !bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
10130                 ret = opt_subreg_zext_lo32_rnd_hi32(env, attr);
10131                 env->prog->aux->verifier_zext = bpf_jit_needs_zext() ? !ret
10132                                                                      : false;
10133         }
10134
10135         if (ret == 0)
10136                 ret = fixup_call_args(env);
10137
10138         env->verification_time = ktime_get_ns() - start_time;
10139         print_verification_stats(env);
10140
10141         if (log->level && bpf_verifier_log_full(log))
10142                 ret = -ENOSPC;
10143         if (log->level && !log->ubuf) {
10144                 ret = -EFAULT;
10145                 goto err_release_maps;
10146         }
10147
10148         if (ret == 0 && env->used_map_cnt) {
10149                 /* if program passed verifier, update used_maps in bpf_prog_info */
10150                 env->prog->aux->used_maps = kmalloc_array(env->used_map_cnt,
10151                                                           sizeof(env->used_maps[0]),
10152                                                           GFP_KERNEL);
10153
10154                 if (!env->prog->aux->used_maps) {
10155                         ret = -ENOMEM;
10156                         goto err_release_maps;
10157                 }
10158
10159                 memcpy(env->prog->aux->used_maps, env->used_maps,
10160                        sizeof(env->used_maps[0]) * env->used_map_cnt);
10161                 env->prog->aux->used_map_cnt = env->used_map_cnt;
10162
10163                 /* program is valid. Convert pseudo bpf_ld_imm64 into generic
10164                  * bpf_ld_imm64 instructions
10165                  */
10166                 convert_pseudo_ld_imm64(env);
10167         }
10168
10169         if (ret == 0)
10170                 adjust_btf_func(env);
10171
10172 err_release_maps:
10173         if (!env->prog->aux->used_maps)
10174                 /* if we didn't copy map pointers into bpf_prog_info, release
10175                  * them now. Otherwise free_used_maps() will release them.
10176                  */
10177                 release_maps(env);
10178         *prog = env->prog;
10179 err_unlock:
10180         if (!is_priv)
10181                 mutex_unlock(&bpf_verifier_lock);
10182         vfree(env->insn_aux_data);
10183 err_free_env:
10184         kfree(env);
10185         return ret;
10186 }