arch/mips/net/bpf_jit.c

   1 /*
   2  * Just-In-Time compiler for BPF filters on MIPS
   3  *
   4  * Copyright (c) 2014 Imagination Technologies Ltd.
   5  * Author: Markos Chandras <markos.chandras@imgtec.com>
   6  *
   7  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
   8  * under the terms of the GNU General Public License as published by the
   9  * Free Software Foundation; version 2 of the License.
  10  */
  11
  12 #include <linux/bitops.h>
  13 #include <linux/compiler.h>
  14 #include <linux/errno.h>
  15 #include <linux/filter.h>
  16 #include <linux/if_vlan.h>
  17 #include <linux/kconfig.h>
  18 #include <linux/moduleloader.h>
  19 #include <linux/netdevice.h>
  20 #include <linux/string.h>
  21 #include <linux/slab.h>
  22 #include <linux/types.h>
  23 #include <asm/bitops.h>
  24 #include <asm/cacheflush.h>
  25 #include <asm/cpu-features.h>
  26 #include <asm/uasm.h>
  27
  28 #include "bpf_jit.h"
  29
  30 /* ABI
  31  *
  32  * s0   1st scratch register
  33  * s1   2nd scratch register
  34  * s2   offset register
  35  * s3   BPF register A
  36  * s4   BPF register X
  37  * s5   *skb
  38  * s6   *scratch memory
  39  *
  40  * On entry (*bpf_func)(*skb, *filter)
  41  * a0 = MIPS_R_A0 = skb;
  42  * a1 = MIPS_R_A1 = filter;
  43  *
  44  * Stack
  45  * ...
  46  * M[15]
  47  * M[14]
  48  * M[13]
  49  * ...
  50  * M[0] <-- r_M
  51  * saved reg k-1
  52  * saved reg k-2
  53  * ...
  54  * saved reg 0 <-- r_sp
  55  * <no argument area>
  56  *
  57  *                     Packet layout
  58  *
  59  * <--------------------- len ------------------------>
  60  * <--skb-len(r_skb_hl)-->< ----- skb->data_len ------>
  61  * ----------------------------------------------------
  62  * |                  skb->data                       |
  63  * ----------------------------------------------------
  64  */
  65
  66 #define RSIZE   (sizeof(unsigned long))
  67 #define ptr typeof(unsigned long)
  68
  69 /* ABI specific return values */
  70 #ifdef CONFIG_32BIT /* O32 */
  71 #ifdef CONFIG_CPU_LITTLE_ENDIAN
  72 #define r_err   MIPS_R_V1
  73 #define r_val   MIPS_R_V0
  74 #else /* CONFIG_CPU_LITTLE_ENDIAN */
  75 #define r_err   MIPS_R_V0
  76 #define r_val   MIPS_R_V1
  77 #endif
  78 #else /* N64 */
  79 #define r_err   MIPS_R_V0
  80 #define r_val   MIPS_R_V0
  81 #endif
  82
  83 #define r_ret   MIPS_R_V0
  84
  85 /*
  86  * Use 2 scratch registers to avoid pipeline interlocks.
  87  * There is no overhead during epilogue and prologue since
  88  * any of the $s0-$s6 registers will only be preserved if
  89  * they are going to actually be used.
  90  */
  91 #define r_s0            MIPS_R_S0 /* scratch reg 1 */
  92 #define r_s1            MIPS_R_S1 /* scratch reg 2 */
  93 #define r_off           MIPS_R_S2
  94 #define r_A             MIPS_R_S3
  95 #define r_X             MIPS_R_S4
  96 #define r_skb           MIPS_R_S5
  97 #define r_M             MIPS_R_S6
  98 #define r_tmp_imm       MIPS_R_T6 /* No need to preserve this */
  99 #define r_tmp           MIPS_R_T7 /* No need to preserve this */
 100 #define r_zero          MIPS_R_ZERO
 101 #define r_sp            MIPS_R_SP
 102 #define r_ra            MIPS_R_RA
 103
 104 #define SCRATCH_OFF(k)          (4 * (k))
 105
 106 /* JIT flags */
 107 #define SEEN_CALL               (1 << BPF_MEMWORDS)
 108 #define SEEN_SREG_SFT           (BPF_MEMWORDS + 1)
 109 #define SEEN_SREG_BASE          (1 << SEEN_SREG_SFT)
 110 #define SEEN_SREG(x)            (SEEN_SREG_BASE << (x))
 111 #define SEEN_S0                 SEEN_SREG(0)
 112 #define SEEN_S1                 SEEN_SREG(1)
 113 #define SEEN_OFF                SEEN_SREG(2)
 114 #define SEEN_A                  SEEN_SREG(3)
 115 #define SEEN_X                  SEEN_SREG(4)
 116 #define SEEN_SKB                SEEN_SREG(5)
 117 #define SEEN_MEM                SEEN_SREG(6)
 118
 119 /* Arguments used by JIT */
 120 #define ARGS_USED_BY_JIT        2 /* only applicable to 64-bit */
 121
 122 #define SBIT(x)                 (1 << (x)) /* Signed version of BIT() */
 123
 124 /**
 125  * struct jit_ctx - JIT context
 126  * @skf:                The sk_filter
 127  * @prologue_bytes:     Number of bytes for prologue
 128  * @idx:                Instruction index
 129  * @flags:              JIT flags
 130  * @offsets:            Instruction offsets
 131  * @target:             Memory location for the compiled filter
 132  */
 133 struct jit_ctx {
 134         const struct bpf_prog *skf;
 135         unsigned int prologue_bytes;
 136         u32 idx;
 137         u32 flags;
 138         u32 *offsets;
 139         u32 *target;
 140 };
 141
 142
 143 static inline int optimize_div(u32 *k)
 144 {
 145         /* power of 2 divides can be implemented with right shift */
 146         if (!(*k & (*k-1))) {
 147                 *k = ilog2(*k);
 148                 return 1;
 149         }
 150
 151         return 0;
 152 }
 153
 154 static inline void emit_jit_reg_move(ptr dst, ptr src, struct jit_ctx *ctx);
 155
 156 /* Simply emit the instruction if the JIT memory space has been allocated */
 157 #define emit_instr(ctx, func, ...)                      \
 158 do {                                                    \
 159         if ((ctx)->target != NULL) {                    \
 160                 u32 *p = &(ctx)->target[ctx->idx];      \
 161                 uasm_i_##func(&p, ##__VA_ARGS__);       \
 162         }                                               \
 163         (ctx)->idx++;                                   \
 164 } while (0)
 165
 166 /* Determine if immediate is within the 16-bit signed range */
 167 static inline bool is_range16(s32 imm)
 168 {
 169         return !(imm >= SBIT(15) || imm < -SBIT(15));
 170 }
 171
 172 static inline void emit_addu(unsigned int dst, unsigned int src1,
 173                              unsigned int src2, struct jit_ctx *ctx)
 174 {
 175         emit_instr(ctx, addu, dst, src1, src2);
 176 }
 177
 178 static inline void emit_nop(struct jit_ctx *ctx)
 179 {
 180         emit_instr(ctx, nop);
 181 }
 182
 183 /* Load a u32 immediate to a register */
 184 static inline void emit_load_imm(unsigned int dst, u32 imm, struct jit_ctx *ctx)
 185 {
 186         if (ctx->target != NULL) {
 187                 /* addiu can only handle s16 */
 188                 if (!is_range16(imm)) {
 189                         u32 *p = &ctx->target[ctx->idx];
 190                         uasm_i_lui(&p, r_tmp_imm, (s32)imm >> 16);
 191                         p = &ctx->target[ctx->idx + 1];
 192                         uasm_i_ori(&p, dst, r_tmp_imm, imm & 0xffff);
 193                 } else {
 194                         u32 *p = &ctx->target[ctx->idx];
 195                         uasm_i_addiu(&p, dst, r_zero, imm);
 196                 }
 197         }
 198         ctx->idx++;
 199
 200         if (!is_range16(imm))
 201                 ctx->idx++;
 202 }
 203
 204 static inline void emit_or(unsigned int dst, unsigned int src1,
 205                            unsigned int src2, struct jit_ctx *ctx)
 206 {
 207         emit_instr(ctx, or, dst, src1, src2);
 208 }
 209
 210 static inline void emit_ori(unsigned int dst, unsigned src, u32 imm,
 211                             struct jit_ctx *ctx)
 212 {
 213         if (imm >= BIT(16)) {
 214                 emit_load_imm(r_tmp, imm, ctx);
 215                 emit_or(dst, src, r_tmp, ctx);
 216         } else {
 217                 emit_instr(ctx, ori, dst, src, imm);
 218         }
 219 }
 220
 221
 222 static inline void emit_daddu(unsigned int dst, unsigned int src1,
 223                               unsigned int src2, struct jit_ctx *ctx)
 224 {
 225         emit_instr(ctx, daddu, dst, src1, src2);
 226 }
 227
 228 static inline void emit_daddiu(unsigned int dst, unsigned int src,
 229                                int imm, struct jit_ctx *ctx)
 230 {
 231         /*
 232          * Only used for stack, so the imm is relatively small
 233          * and it fits in 15-bits
 234          */
 235         emit_instr(ctx, daddiu, dst, src, imm);
 236 }
 237
 238 static inline void emit_addiu(unsigned int dst, unsigned int src,
 239                               u32 imm, struct jit_ctx *ctx)
 240 {
 241         if (!is_range16(imm)) {
 242                 emit_load_imm(r_tmp, imm, ctx);
 243                 emit_addu(dst, r_tmp, src, ctx);
 244         } else {
 245                 emit_instr(ctx, addiu, dst, src, imm);
 246         }
 247 }
 248
 249 static inline void emit_and(unsigned int dst, unsigned int src1,
 250                             unsigned int src2, struct jit_ctx *ctx)
 251 {
 252         emit_instr(ctx, and, dst, src1, src2);
 253 }
 254
 255 static inline void emit_andi(unsigned int dst, unsigned int src,
 256                              u32 imm, struct jit_ctx *ctx)
 257 {
 258         /* If imm does not fit in u16 then load it to register */
 259         if (imm >= BIT(16)) {
 260                 emit_load_imm(r_tmp, imm, ctx);
 261                 emit_and(dst, src, r_tmp, ctx);
 262         } else {
 263                 emit_instr(ctx, andi, dst, src, imm);
 264         }
 265 }
 266
 267 static inline void emit_xor(unsigned int dst, unsigned int src1,
 268                             unsigned int src2, struct jit_ctx *ctx)
 269 {
 270         emit_instr(ctx, xor, dst, src1, src2);
 271 }
 272
 273 static inline void emit_xori(ptr dst, ptr src, u32 imm, struct jit_ctx *ctx)
 274 {
 275         /* If imm does not fit in u16 then load it to register */
 276         if (imm >= BIT(16)) {
 277                 emit_load_imm(r_tmp, imm, ctx);
 278                 emit_xor(dst, src, r_tmp, ctx);
 279         } else {
 280                 emit_instr(ctx, xori, dst, src, imm);
 281         }
 282 }
 283
 284 static inline void emit_stack_offset(int offset, struct jit_ctx *ctx)
 285 {
 286         if (config_enabled(CONFIG_64BIT))
 287                 emit_instr(ctx, daddiu, r_sp, r_sp, offset);
 288         else
 289                 emit_instr(ctx, addiu, r_sp, r_sp, offset);
 290
 291 }
 292
 293 static inline void emit_subu(unsigned int dst, unsigned int src1,
 294                              unsigned int src2, struct jit_ctx *ctx)
 295 {
 296         emit_instr(ctx, subu, dst, src1, src2);
 297 }
 298
 299 static inline void emit_neg(unsigned int reg, struct jit_ctx *ctx)
 300 {
 301         emit_subu(reg, r_zero, reg, ctx);
 302 }
 303
 304 static inline void emit_sllv(unsigned int dst, unsigned int src,
 305                              unsigned int sa, struct jit_ctx *ctx)
 306 {
 307         emit_instr(ctx, sllv, dst, src, sa);
 308 }
 309
 310 static inline void emit_sll(unsigned int dst, unsigned int src,
 311                             unsigned int sa, struct jit_ctx *ctx)
 312 {
 313         /* sa is 5-bits long */
 314         if (sa >= BIT(5))
 315                 /* Shifting >= 32 results in zero */
 316                 emit_jit_reg_move(dst, r_zero, ctx);
 317         else
 318                 emit_instr(ctx, sll, dst, src, sa);
 319 }
 320
 321 static inline void emit_srlv(unsigned int dst, unsigned int src,
 322                              unsigned int sa, struct jit_ctx *ctx)
 323 {
 324         emit_instr(ctx, srlv, dst, src, sa);
 325 }
 326
 327 static inline void emit_srl(unsigned int dst, unsigned int src,
 328                             unsigned int sa, struct jit_ctx *ctx)
 329 {
 330         /* sa is 5-bits long */
 331         if (sa >= BIT(5))
 332                 /* Shifting >= 32 results in zero */
 333                 emit_jit_reg_move(dst, r_zero, ctx);
 334         else
 335                 emit_instr(ctx, srl, dst, src, sa);
 336 }
 337
 338 static inline void emit_slt(unsigned int dst, unsigned int src1,
 339                             unsigned int src2, struct jit_ctx *ctx)
 340 {
 341         emit_instr(ctx, slt, dst, src1, src2);
 342 }
 343
 344 static inline void emit_sltu(unsigned int dst, unsigned int src1,
 345                              unsigned int src2, struct jit_ctx *ctx)
 346 {
 347         emit_instr(ctx, sltu, dst, src1, src2);
 348 }
 349
 350 static inline void emit_sltiu(unsigned dst, unsigned int src,
 351                               unsigned int imm, struct jit_ctx *ctx)
 352 {
 353         /* 16 bit immediate */
 354         if (!is_range16((s32)imm)) {
 355                 emit_load_imm(r_tmp, imm, ctx);
 356                 emit_sltu(dst, src, r_tmp, ctx);
 357         } else {
 358                 emit_instr(ctx, sltiu, dst, src, imm);
 359         }
 360
 361 }
 362
 363 /* Store register on the stack */
 364 static inline void emit_store_stack_reg(ptr reg, ptr base,
 365                                         unsigned int offset,
 366                                         struct jit_ctx *ctx)
 367 {
 368         if (config_enabled(CONFIG_64BIT))
 369                 emit_instr(ctx, sd, reg, offset, base);
 370         else
 371                 emit_instr(ctx, sw, reg, offset, base);
 372 }
 373
 374 static inline void emit_store(ptr reg, ptr base, unsigned int offset,
 375                               struct jit_ctx *ctx)
 376 {
 377         emit_instr(ctx, sw, reg, offset, base);
 378 }
 379
 380 static inline void emit_load_stack_reg(ptr reg, ptr base,
 381                                        unsigned int offset,
 382                                        struct jit_ctx *ctx)
 383 {
 384         if (config_enabled(CONFIG_64BIT))
 385                 emit_instr(ctx, ld, reg, offset, base);
 386         else
 387                 emit_instr(ctx, lw, reg, offset, base);
 388 }
 389
 390 static inline void emit_load(unsigned int reg, unsigned int base,
 391                              unsigned int offset, struct jit_ctx *ctx)
 392 {
 393         emit_instr(ctx, lw, reg, offset, base);
 394 }
 395
 396 static inline void emit_load_byte(unsigned int reg, unsigned int base,
 397                                   unsigned int offset, struct jit_ctx *ctx)
 398 {
 399         emit_instr(ctx, lb, reg, offset, base);
 400 }
 401
 402 static inline void emit_half_load(unsigned int reg, unsigned int base,
 403                                   unsigned int offset, struct jit_ctx *ctx)
 404 {
 405         emit_instr(ctx, lh, reg, offset, base);
 406 }
 407
 408 static inline void emit_mul(unsigned int dst, unsigned int src1,
 409                             unsigned int src2, struct jit_ctx *ctx)
 410 {
 411         emit_instr(ctx, mul, dst, src1, src2);
 412 }
 413
 414 static inline void emit_div(unsigned int dst, unsigned int src,
 415                             struct jit_ctx *ctx)
 416 {
 417         if (ctx->target != NULL) {
 418                 u32 *p = &ctx->target[ctx->idx];
 419                 uasm_i_divu(&p, dst, src);
 420                 p = &ctx->target[ctx->idx + 1];
 421                 uasm_i_mflo(&p, dst);
 422         }
 423         ctx->idx += 2; /* 2 insts */
 424 }
 425
 426 static inline void emit_mod(unsigned int dst, unsigned int src,
 427                             struct jit_ctx *ctx)
 428 {
 429         if (ctx->target != NULL) {
 430                 u32 *p = &ctx->target[ctx->idx];
 431                 uasm_i_divu(&p, dst, src);
 432                 p = &ctx->target[ctx->idx + 1];
 433                 uasm_i_mflo(&p, dst);
 434         }
 435         ctx->idx += 2; /* 2 insts */
 436 }
 437
 438 static inline void emit_dsll(unsigned int dst, unsigned int src,
 439                              unsigned int sa, struct jit_ctx *ctx)
 440 {
 441         emit_instr(ctx, dsll, dst, src, sa);
 442 }
 443
 444 static inline void emit_dsrl32(unsigned int dst, unsigned int src,
 445                                unsigned int sa, struct jit_ctx *ctx)
 446 {
 447         emit_instr(ctx, dsrl32, dst, src, sa);
 448 }
 449
 450 static inline void emit_wsbh(unsigned int dst, unsigned int src,
 451                              struct jit_ctx *ctx)
 452 {
 453         emit_instr(ctx, wsbh, dst, src);
 454 }
 455
 456 /* load pointer to register */
 457 static inline void emit_load_ptr(unsigned int dst, unsigned int src,
 458                                      int imm, struct jit_ctx *ctx)
 459 {
 460         /* src contains the base addr of the 32/64-pointer */
 461         if (config_enabled(CONFIG_64BIT))
 462                 emit_instr(ctx, ld, dst, imm, src);
 463         else
 464                 emit_instr(ctx, lw, dst, imm, src);
 465 }
 466
 467 /* load a function pointer to register */
 468 static inline void emit_load_func(unsigned int reg, ptr imm,
 469                                   struct jit_ctx *ctx)
 470 {
 471         if (config_enabled(CONFIG_64BIT)) {
 472                 /* At this point imm is always 64-bit */
 473                 emit_load_imm(r_tmp, (u64)imm >> 32, ctx);
 474                 emit_dsll(r_tmp_imm, r_tmp, 16, ctx); /* left shift by 16 */
 475                 emit_ori(r_tmp, r_tmp_imm, (imm >> 16) & 0xffff, ctx);
 476                 emit_dsll(r_tmp_imm, r_tmp, 16, ctx); /* left shift by 16 */
 477                 emit_ori(reg, r_tmp_imm, imm & 0xffff, ctx);
 478         } else {
 479                 emit_load_imm(reg, imm, ctx);
 480         }
 481 }
 482
 483 /* Move to real MIPS register */
 484 static inline void emit_reg_move(ptr dst, ptr src, struct jit_ctx *ctx)
 485 {
 486         if (config_enabled(CONFIG_64BIT))
 487                 emit_daddu(dst, src, r_zero, ctx);
 488         else
 489                 emit_addu(dst, src, r_zero, ctx);
 490 }
 491
 492 /* Move to JIT (32-bit) register */
 493 static inline void emit_jit_reg_move(ptr dst, ptr src, struct jit_ctx *ctx)
 494 {
 495         emit_addu(dst, src, r_zero, ctx);
 496 }
 497
 498 /* Compute the immediate value for PC-relative branches. */
 499 static inline u32 b_imm(unsigned int tgt, struct jit_ctx *ctx)
 500 {
 501         if (ctx->target == NULL)
 502                 return 0;
 503
 504         /*
 505          * We want a pc-relative branch. We only do forward branches
 506          * so tgt is always after pc. tgt is the instruction offset
 507          * we want to jump to.
 508
 509          * Branch on MIPS:
 510          * I: target_offset <- sign_extend(offset)
 511          * I+1: PC += target_offset (delay slot)
 512          *
 513          * ctx->idx currently points to the branch instruction
 514          * but the offset is added to the delay slot so we need
 515          * to subtract 4.
 516          */
 517         return ctx->offsets[tgt] -
 518                 (ctx->idx * 4 - ctx->prologue_bytes) - 4;
 519 }
 520
 521 static inline void emit_bcond(int cond, unsigned int reg1, unsigned int reg2,
 522                              unsigned int imm, struct jit_ctx *ctx)
 523 {
 524         if (ctx->target != NULL) {
 525                 u32 *p = &ctx->target[ctx->idx];
 526
 527                 switch (cond) {
 528                 case MIPS_COND_EQ:
 529                         uasm_i_beq(&p, reg1, reg2, imm);
 530                         break;
 531                 case MIPS_COND_NE:
 532                         uasm_i_bne(&p, reg1, reg2, imm);
 533                         break;
 534                 case MIPS_COND_ALL:
 535                         uasm_i_b(&p, imm);
 536                         break;
 537                 default:
 538                         pr_warn("%s: Unhandled branch conditional: %d\n",
 539                                 __func__, cond);
 540                 }
 541         }
 542         ctx->idx++;
 543 }
 544
 545 static inline void emit_b(unsigned int imm, struct jit_ctx *ctx)
 546 {
 547         emit_bcond(MIPS_COND_ALL, r_zero, r_zero, imm, ctx);
 548 }
 549
 550 static inline void emit_jalr(unsigned int link, unsigned int reg,
 551                              struct jit_ctx *ctx)
 552 {
 553         emit_instr(ctx, jalr, link, reg);
 554 }
 555
 556 static inline void emit_jr(unsigned int reg, struct jit_ctx *ctx)
 557 {
 558         emit_instr(ctx, jr, reg);
 559 }
 560
 561 static inline u16 align_sp(unsigned int num)
 562 {
 563         /* Double word alignment for 32-bit, quadword for 64-bit */
 564         unsigned int align = config_enabled(CONFIG_64BIT) ? 16 : 8;
 565         num = (num + (align - 1)) & -align;
 566         return num;
 567 }
 568
 569 static bool is_load_to_a(u16 inst)
 570 {
 571         switch (inst) {
 572         case BPF_LD | BPF_W | BPF_LEN:
 573         case BPF_LD | BPF_W | BPF_ABS:
 574         case BPF_LD | BPF_H | BPF_ABS:
 575         case BPF_LD | BPF_B | BPF_ABS:
 576                 return true;
 577         default:
 578                 return false;
 579         }
 580 }
 581
 582 static void save_bpf_jit_regs(struct jit_ctx *ctx, unsigned offset)
 583 {
 584         int i = 0, real_off = 0;
 585         u32 sflags, tmp_flags;
 586
 587         /* Adjust the stack pointer */
 588         emit_stack_offset(-align_sp(offset), ctx);
 589
 590         if (ctx->flags & SEEN_CALL) {
 591                 /* Argument save area */
 592                 if (config_enabled(CONFIG_64BIT))
 593                         /* Bottom of current frame */
 594                         real_off = align_sp(offset) - RSIZE;
 595                 else
 596                         /* Top of previous frame */
 597                         real_off = align_sp(offset) + RSIZE;
 598                 emit_store_stack_reg(MIPS_R_A0, r_sp, real_off, ctx);
 599                 emit_store_stack_reg(MIPS_R_A1, r_sp, real_off + RSIZE, ctx);
 600
 601                 real_off = 0;
 602         }
 603
 604         tmp_flags = sflags = ctx->flags >> SEEN_SREG_SFT;
 605         /* sflags is essentially a bitmap */
 606         while (tmp_flags) {
 607                 if ((sflags >> i) & 0x1) {
 608                         emit_store_stack_reg(MIPS_R_S0 + i, r_sp, real_off,
 609                                              ctx);
 610                         real_off += RSIZE;
 611                 }
 612                 i++;
 613                 tmp_flags >>= 1;
 614         }
 615
 616         /* save return address */
 617         if (ctx->flags & SEEN_CALL) {
 618                 emit_store_stack_reg(r_ra, r_sp, real_off, ctx);
 619                 real_off += RSIZE;
 620         }
 621
 622         /* Setup r_M leaving the alignment gap if necessary */
 623         if (ctx->flags & SEEN_MEM) {
 624                 if (real_off % (RSIZE * 2))
 625                         real_off += RSIZE;
 626                 if (config_enabled(CONFIG_64BIT))
 627                         emit_daddiu(r_M, r_sp, real_off, ctx);
 628                 else
 629                         emit_addiu(r_M, r_sp, real_off, ctx);
 630         }
 631 }
 632
 633 static void restore_bpf_jit_regs(struct jit_ctx *ctx,
 634                                  unsigned int offset)
 635 {
 636         int i, real_off = 0;
 637         u32 sflags, tmp_flags;
 638
 639         if (ctx->flags & SEEN_CALL) {
 640                 if (config_enabled(CONFIG_64BIT))
 641                         /* Bottom of current frame */
 642                         real_off = align_sp(offset) - RSIZE;
 643                 else
 644                         /* Top of previous frame */
 645                         real_off = align_sp(offset) + RSIZE;
 646                 emit_load_stack_reg(MIPS_R_A0, r_sp, real_off, ctx);
 647                 emit_load_stack_reg(MIPS_R_A1, r_sp, real_off + RSIZE, ctx);
 648
 649                 real_off = 0;
 650         }
 651
 652         tmp_flags = sflags = ctx->flags >> SEEN_SREG_SFT;
 653         /* sflags is a bitmap */
 654         i = 0;
 655         while (tmp_flags) {
 656                 if ((sflags >> i) & 0x1) {
 657                         emit_load_stack_reg(MIPS_R_S0 + i, r_sp, real_off,
 658                                             ctx);
 659                         real_off += RSIZE;
 660                 }
 661                 i++;
 662                 tmp_flags >>= 1;
 663         }
 664
 665         /* restore return address */
 666         if (ctx->flags & SEEN_CALL)
 667                 emit_load_stack_reg(r_ra, r_sp, real_off, ctx);
 668
 669         /* Restore the sp and discard the scrach memory */
 670         emit_stack_offset(align_sp(offset), ctx);
 671 }
 672
 673 static unsigned int get_stack_depth(struct jit_ctx *ctx)
 674 {
 675         int sp_off = 0;
 676
 677
 678         /* How may s* regs do we need to preserved? */
 679         sp_off += hweight32(ctx->flags >> SEEN_SREG_SFT) * RSIZE;
 680
 681         if (ctx->flags & SEEN_MEM)
 682                 sp_off += 4 * BPF_MEMWORDS; /* BPF_MEMWORDS are 32-bit */
 683
 684         if (ctx->flags & SEEN_CALL)
 685                 /*
 686                  * The JIT code make calls to external functions using 2
 687                  * arguments. Therefore, for o32 we don't need to allocate
 688                  * space because we don't care if the argumetns are lost
 689                  * across calls. We do need however to preserve incoming
 690                  * arguments but the space is already allocated for us by
 691                  * the caller. On the other hand, for n64, we need to allocate
 692                  * this space ourselves. We need to preserve $ra as well.
 693                  */
 694                 sp_off += config_enabled(CONFIG_64BIT) ?
 695                         (ARGS_USED_BY_JIT + 1) * RSIZE : RSIZE;
 696
 697         /*
 698          * Subtract the bytes for the last registers since we only care about
 699          * the location on the stack pointer.
 700          */
 701         return sp_off - RSIZE;
 702 }
 703
 704 static void build_prologue(struct jit_ctx *ctx)
 705 {
 706         u16 first_inst = ctx->skf->insns[0].code;
 707         int sp_off;
 708
 709         /* Calculate the total offset for the stack pointer */
 710         sp_off = get_stack_depth(ctx);
 711         save_bpf_jit_regs(ctx, sp_off);
 712
 713         if (ctx->flags & SEEN_SKB)
 714                 emit_reg_move(r_skb, MIPS_R_A0, ctx);
 715
 716         if (ctx->flags & SEEN_X)
 717                 emit_jit_reg_move(r_X, r_zero, ctx);
 718
 719         /* Do not leak kernel data to userspace */
 720         if ((first_inst != (BPF_RET | BPF_K)) && !(is_load_to_a(first_inst)))
 721                 emit_jit_reg_move(r_A, r_zero, ctx);
 722 }
 723
 724 static void build_epilogue(struct jit_ctx *ctx)
 725 {
 726         unsigned int sp_off;
 727
 728         /* Calculate the total offset for the stack pointer */
 729
 730         sp_off = get_stack_depth(ctx);
 731         restore_bpf_jit_regs(ctx, sp_off);
 732
 733         /* Return */
 734         emit_jr(r_ra, ctx);
 735         emit_nop(ctx);
 736 }
 737
 738 static u64 jit_get_skb_b(struct sk_buff *skb, unsigned offset)
 739 {
 740         u8 ret;
 741         int err;
 742
 743         err = skb_copy_bits(skb, offset, &ret, 1);
 744
 745         return (u64)err << 32 | ret;
 746 }
 747
 748 static u64 jit_get_skb_h(struct sk_buff *skb, unsigned offset)
 749 {
 750         u16 ret;
 751         int err;
 752
 753         err = skb_copy_bits(skb, offset, &ret, 2);
 754
 755         return (u64)err << 32 | ntohs(ret);
 756 }
 757
 758 static u64 jit_get_skb_w(struct sk_buff *skb, unsigned offset)
 759 {
 760         u32 ret;
 761         int err;
 762
 763         err = skb_copy_bits(skb, offset, &ret, 4);
 764
 765         return (u64)err << 32 | ntohl(ret);
 766 }
 767
 768 #ifdef __BIG_ENDIAN_BITFIELD
 769 #define PKT_TYPE_MAX    (7 << 5)
 770 #else
 771 #define PKT_TYPE_MAX    7
 772 #endif
 773 static int pkt_type_offset(void)
 774 {
 775         struct sk_buff skb_probe = {
 776                 .pkt_type = ~0,
 777         };
 778         u8 *ct = (u8 *)&skb_probe;
 779         unsigned int off;
 780
 781         for (off = 0; off < sizeof(struct sk_buff); off++) {
 782                 if (ct[off] == PKT_TYPE_MAX)
 783                         return off;
 784         }
 785         pr_err_once("Please fix pkt_type_offset(), as pkt_type couldn't be found\n");
 786         return -1;
 787 }
 788
 789 static int build_body(struct jit_ctx *ctx)
 790 {
 791         void *load_func[] = {jit_get_skb_b, jit_get_skb_h, jit_get_skb_w};
 792         const struct bpf_prog *prog = ctx->skf;
 793         const struct sock_filter *inst;
 794         unsigned int i, off, load_order, condt;
 795         u32 k, b_off __maybe_unused;
 796         int tmp;
 797
 798         for (i = 0; i < prog->len; i++) {
 799                 u16 code;
 800
 801                 inst = &(prog->insns[i]);
 802                 pr_debug("%s: code->0x%02x, jt->0x%x, jf->0x%x, k->0x%x\n",
 803                          __func__, inst->code, inst->jt, inst->jf, inst->k);
 804                 k = inst->k;
 805                 code = bpf_anc_helper(inst);
 806
 807                 if (ctx->target == NULL)
 808                         ctx->offsets[i] = ctx->idx * 4;
 809
 810                 switch (code) {
 811                 case BPF_LD | BPF_IMM:
 812                         /* A <- k ==> li r_A, k */
 813                         ctx->flags |= SEEN_A;
 814                         emit_load_imm(r_A, k, ctx);
 815                         break;
 816                 case BPF_LD | BPF_W | BPF_LEN:
 817                         BUILD_BUG_ON(FIELD_SIZEOF(struct sk_buff, len) != 4);
 818                         /* A <- len ==> lw r_A, offset(skb) */
 819                         ctx->flags |= SEEN_SKB | SEEN_A;
 820                         off = offsetof(struct sk_buff, len);
 821                         emit_load(r_A, r_skb, off, ctx);
 822                         break;
 823                 case BPF_LD | BPF_MEM:
 824                         /* A <- M[k] ==> lw r_A, offset(M) */
 825                         ctx->flags |= SEEN_MEM | SEEN_A;
 826                         emit_load(r_A, r_M, SCRATCH_OFF(k), ctx);
 827                         break;
 828                 case BPF_LD | BPF_W | BPF_ABS:
 829                         /* A <- P[k:4] */
 830                         load_order = 2;
 831                         goto load;
 832                 case BPF_LD | BPF_H | BPF_ABS:
 833                         /* A <- P[k:2] */
 834                         load_order = 1;
 835                         goto load;
 836                 case BPF_LD | BPF_B | BPF_ABS:
 837                         /* A <- P[k:1] */
 838                         load_order = 0;
 839 load:
 840                         /* the interpreter will deal with the negative K */
 841                         if ((int)k < 0)
 842                                 return -ENOTSUPP;
 843
 844                         emit_load_imm(r_off, k, ctx);
 845 load_common:
 846                         /*
 847                          * We may got here from the indirect loads so
 848                          * return if offset is negative.
 849                          */
 850                         emit_slt(r_s0, r_off, r_zero, ctx);
 851                         emit_bcond(MIPS_COND_NE, r_s0, r_zero,
 852                                    b_imm(prog->len, ctx), ctx);
 853                         emit_reg_move(r_ret, r_zero, ctx);
 854
 855                         ctx->flags |= SEEN_CALL | SEEN_OFF | SEEN_S0 |
 856                                 SEEN_SKB | SEEN_A;
 857
 858                         emit_load_func(r_s0, (ptr)load_func[load_order],
 859                                       ctx);
 860                         emit_reg_move(MIPS_R_A0, r_skb, ctx);
 861                         emit_jalr(MIPS_R_RA, r_s0, ctx);
 862                         /* Load second argument to delay slot */
 863                         emit_reg_move(MIPS_R_A1, r_off, ctx);
 864                         /* Check the error value */
 865                         if (config_enabled(CONFIG_64BIT)) {
 866                                 /* Get error code from the top 32-bits */
 867                                 emit_dsrl32(r_s0, r_val, 0, ctx);
 868                                 /* Branch to 3 instructions ahead */
 869                                 emit_bcond(MIPS_COND_NE, r_s0, r_zero, 3 << 2,
 870                                            ctx);
 871                         } else {
 872                                 /* Branch to 3 instructions ahead */
 873                                 emit_bcond(MIPS_COND_NE, r_err, r_zero, 3 << 2,
 874                                            ctx);
 875                         }
 876                         emit_nop(ctx);
 877                         /* We are good */
 878                         emit_b(b_imm(i + 1, ctx), ctx);
 879                         emit_jit_reg_move(r_A, r_val, ctx);
 880                         /* Return with error */
 881                         emit_b(b_imm(prog->len, ctx), ctx);
 882                         emit_reg_move(r_ret, r_zero, ctx);
 883                         break;
 884                 case BPF_LD | BPF_W | BPF_IND:
 885                         /* A <- P[X + k:4] */
 886                         load_order = 2;
 887                         goto load_ind;
 888                 case BPF_LD | BPF_H | BPF_IND:
 889                         /* A <- P[X + k:2] */
 890                         load_order = 1;
 891                         goto load_ind;
 892                 case BPF_LD | BPF_B | BPF_IND:
 893                         /* A <- P[X + k:1] */
 894                         load_order = 0;
 895 load_ind:
 896                         ctx->flags |= SEEN_OFF | SEEN_X;
 897                         emit_addiu(r_off, r_X, k, ctx);
 898                         goto load_common;
 899                 case BPF_LDX | BPF_IMM:
 900                         /* X <- k */
 901                         ctx->flags |= SEEN_X;
 902                         emit_load_imm(r_X, k, ctx);
 903                         break;
 904                 case BPF_LDX | BPF_MEM:
 905                         /* X <- M[k] */
 906                         ctx->flags |= SEEN_X | SEEN_MEM;
 907                         emit_load(r_X, r_M, SCRATCH_OFF(k), ctx);
 908                         break;
 909                 case BPF_LDX | BPF_W | BPF_LEN:
 910                         /* X <- len */
 911                         ctx->flags |= SEEN_X | SEEN_SKB;
 912                         off = offsetof(struct sk_buff, len);
 913                         emit_load(r_X, r_skb, off, ctx);
 914                         break;
 915                 case BPF_LDX | BPF_B | BPF_MSH:
 916                         /* the interpreter will deal with the negative K */
 917                         if ((int)k < 0)
 918                                 return -ENOTSUPP;
 919
 920                         /* X <- 4 * (P[k:1] & 0xf) */
 921                         ctx->flags |= SEEN_X | SEEN_CALL | SEEN_S0 | SEEN_SKB;
 922                         /* Load offset to a1 */
 923                         emit_load_func(r_s0, (ptr)jit_get_skb_b, ctx);
 924                         /*
 925                          * This may emit two instructions so it may not fit
 926                          * in the delay slot. So use a0 in the delay slot.
 927                          */
 928                         emit_load_imm(MIPS_R_A1, k, ctx);
 929                         emit_jalr(MIPS_R_RA, r_s0, ctx);
 930                         emit_reg_move(MIPS_R_A0, r_skb, ctx); /* delay slot */
 931                         /* Check the error value */
 932                         if (config_enabled(CONFIG_64BIT)) {
 933                                 /* Top 32-bits of $v0 on 64-bit */
 934                                 emit_dsrl32(r_s0, r_val, 0, ctx);
 935                                 emit_bcond(MIPS_COND_NE, r_s0, r_zero,
 936                                            3 << 2, ctx);
 937                         } else {
 938                                 emit_bcond(MIPS_COND_NE, r_err, r_zero,
 939                                            3 << 2, ctx);
 940                         }
 941                         /* No need for delay slot */
 942                         /* We are good */
 943                         /* X <- P[1:K] & 0xf */
 944                         emit_andi(r_X, r_val, 0xf, ctx);
 945                         /* X << 2 */
 946                         emit_b(b_imm(i + 1, ctx), ctx);
 947                         emit_sll(r_X, r_X, 2, ctx); /* delay slot */
 948                         /* Return with error */
 949                         emit_b(b_imm(prog->len, ctx), ctx);
 950                         emit_load_imm(r_ret, 0, ctx); /* delay slot */
 951                         break;
 952                 case BPF_ST:
 953                         /* M[k] <- A */
 954                         ctx->flags |= SEEN_MEM | SEEN_A;
 955                         emit_store(r_A, r_M, SCRATCH_OFF(k), ctx);
 956                         break;
 957                 case BPF_STX:
 958                         /* M[k] <- X */
 959                         ctx->flags |= SEEN_MEM | SEEN_X;
 960                         emit_store(r_X, r_M, SCRATCH_OFF(k), ctx);
 961                         break;
 962                 case BPF_ALU | BPF_ADD | BPF_K:
 963                         /* A += K */
 964                         ctx->flags |= SEEN_A;
 965                         emit_addiu(r_A, r_A, k, ctx);
 966                         break;
 967                 case BPF_ALU | BPF_ADD | BPF_X:
 968                         /* A += X */
 969                         ctx->flags |= SEEN_A | SEEN_X;
 970                         emit_addu(r_A, r_A, r_X, ctx);
 971                         break;
 972                 case BPF_ALU | BPF_SUB | BPF_K:
 973                         /* A -= K */
 974                         ctx->flags |= SEEN_A;
 975                         emit_addiu(r_A, r_A, -k, ctx);
 976                         break;
 977                 case BPF_ALU | BPF_SUB | BPF_X:
 978                         /* A -= X */
 979                         ctx->flags |= SEEN_A | SEEN_X;
 980                         emit_subu(r_A, r_A, r_X, ctx);
 981                         break;
 982                 case BPF_ALU | BPF_MUL | BPF_K:
 983                         /* A *= K */
 984                         /* Load K to scratch register before MUL */
 985                         ctx->flags |= SEEN_A | SEEN_S0;
 986                         emit_load_imm(r_s0, k, ctx);
 987                         emit_mul(r_A, r_A, r_s0, ctx);
 988                         break;
 989                 case BPF_ALU | BPF_MUL | BPF_X:
 990                         /* A *= X */
 991                         ctx->flags |= SEEN_A | SEEN_X;
 992                         emit_mul(r_A, r_A, r_X, ctx);
 993                         break;
 994                 case BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_K:
 995                         /* A /= k */
 996                         if (k == 1)
 997                                 break;
 998                         if (optimize_div(&k)) {
 999                                 ctx->flags |= SEEN_A;
1000                                 emit_srl(r_A, r_A, k, ctx);
1001                                 break;
1002                         }
1003                         ctx->flags |= SEEN_A | SEEN_S0;
1004                         emit_load_imm(r_s0, k, ctx);
1005                         emit_div(r_A, r_s0, ctx);
1006                         break;
1007                 case BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_K:
1008                         /* A %= k */
1009                         if (k == 1 || optimize_div(&k)) {
1010                                 ctx->flags |= SEEN_A;
1011                                 emit_jit_reg_move(r_A, r_zero, ctx);
1012                         } else {
1013                                 ctx->flags |= SEEN_A | SEEN_S0;
1014                                 emit_load_imm(r_s0, k, ctx);
1015                                 emit_mod(r_A, r_s0, ctx);
1016                         }
1017                         break;
1018                 case BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_X:
1019                         /* A /= X */
1020                         ctx->flags |= SEEN_X | SEEN_A;
1021                         /* Check if r_X is zero */
1022                         emit_bcond(MIPS_COND_EQ, r_X, r_zero,
1023                                    b_imm(prog->len, ctx), ctx);
1024                         emit_load_imm(r_val, 0, ctx); /* delay slot */
1025                         emit_div(r_A, r_X, ctx);
1026                         break;
1027                 case BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_X:
1028                         /* A %= X */
1029                         ctx->flags |= SEEN_X | SEEN_A;
1030                         /* Check if r_X is zero */
1031                         emit_bcond(MIPS_COND_EQ, r_X, r_zero,
1032                                    b_imm(prog->len, ctx), ctx);
1033                         emit_load_imm(r_val, 0, ctx); /* delay slot */
1034                         emit_mod(r_A, r_X, ctx);
1035                         break;
1036                 case BPF_ALU | BPF_OR | BPF_K:
1037                         /* A |= K */
1038                         ctx->flags |= SEEN_A;
1039                         emit_ori(r_A, r_A, k, ctx);
1040                         break;
1041                 case BPF_ALU | BPF_OR | BPF_X:
1042                         /* A |= X */
1043                         ctx->flags |= SEEN_A;
1044                         emit_ori(r_A, r_A, r_X, ctx);
1045                         break;
1046                 case BPF_ALU | BPF_XOR | BPF_K:
1047                         /* A ^= k */
1048                         ctx->flags |= SEEN_A;
1049                         emit_xori(r_A, r_A, k, ctx);
1050                         break;
1051                 case BPF_ANC | SKF_AD_ALU_XOR_X:
1052                 case BPF_ALU | BPF_XOR | BPF_X:
1053                         /* A ^= X */
1054                         ctx->flags |= SEEN_A;
1055                         emit_xor(r_A, r_A, r_X, ctx);
1056                         break;
1057                 case BPF_ALU | BPF_AND | BPF_K:
1058                         /* A &= K */
1059                         ctx->flags |= SEEN_A;
1060                         emit_andi(r_A, r_A, k, ctx);
1061                         break;
1062                 case BPF_ALU | BPF_AND | BPF_X:
1063                         /* A &= X */
1064                         ctx->flags |= SEEN_A | SEEN_X;
1065                         emit_and(r_A, r_A, r_X, ctx);
1066                         break;
1067                 case BPF_ALU | BPF_LSH | BPF_K:
1068                         /* A <<= K */
1069                         ctx->flags |= SEEN_A;
1070                         emit_sll(r_A, r_A, k, ctx);
1071                         break;
1072                 case BPF_ALU | BPF_LSH | BPF_X:
1073                         /* A <<= X */
1074                         ctx->flags |= SEEN_A | SEEN_X;
1075                         emit_sllv(r_A, r_A, r_X, ctx);
1076                         break;
1077                 case BPF_ALU | BPF_RSH | BPF_K:
1078                         /* A >>= K */
1079                         ctx->flags |= SEEN_A;
1080                         emit_srl(r_A, r_A, k, ctx);
1081                         break;
1082                 case BPF_ALU | BPF_RSH | BPF_X:
1083                         ctx->flags |= SEEN_A | SEEN_X;
1084                         emit_srlv(r_A, r_A, r_X, ctx);
1085                         break;
1086                 case BPF_ALU | BPF_NEG:
1087                         /* A = -A */
1088                         ctx->flags |= SEEN_A;
1089                         emit_neg(r_A, ctx);
1090                         break;
1091                 case BPF_JMP | BPF_JA:
1092                         /* pc += K */
1093                         emit_b(b_imm(i + k + 1, ctx), ctx);
1094                         emit_nop(ctx);
1095                         break;
1096                 case BPF_JMP | BPF_JEQ | BPF_K:
1097                         /* pc += ( A == K ) ? pc->jt : pc->jf */
1098                         condt = MIPS_COND_EQ | MIPS_COND_K;
1099                         goto jmp_cmp;
1100                 case BPF_JMP | BPF_JEQ | BPF_X:
1101                         ctx->flags |= SEEN_X;
1102                         /* pc += ( A == X ) ? pc->jt : pc->jf */
1103                         condt = MIPS_COND_EQ | MIPS_COND_X;
1104                         goto jmp_cmp;
1105                 case BPF_JMP | BPF_JGE | BPF_K:
1106                         /* pc += ( A >= K ) ? pc->jt : pc->jf */
1107                         condt = MIPS_COND_GE | MIPS_COND_K;
1108                         goto jmp_cmp;
1109                 case BPF_JMP | BPF_JGE | BPF_X:
1110                         ctx->flags |= SEEN_X;
1111                         /* pc += ( A >= X ) ? pc->jt : pc->jf */
1112                         condt = MIPS_COND_GE | MIPS_COND_X;
1113                         goto jmp_cmp;
1114                 case BPF_JMP | BPF_JGT | BPF_K:
1115                         /* pc += ( A > K ) ? pc->jt : pc->jf */
1116                         condt = MIPS_COND_GT | MIPS_COND_K;
1117                         goto jmp_cmp;
1118                 case BPF_JMP | BPF_JGT | BPF_X:
1119                         ctx->flags |= SEEN_X;
1120                         /* pc += ( A > X ) ? pc->jt : pc->jf */
1121                         condt = MIPS_COND_GT | MIPS_COND_X;
1122 jmp_cmp:
1123                         /* Greater or Equal */
1124                         if ((condt & MIPS_COND_GE) ||
1125                             (condt & MIPS_COND_GT)) {
1126                                 if (condt & MIPS_COND_K) { /* K */
1127                                         ctx->flags |= SEEN_S0 | SEEN_A;
1128                                         emit_sltiu(r_s0, r_A, k, ctx);
1129                                 } else { /* X */
1130                                         ctx->flags |= SEEN_S0 | SEEN_A |
1131                                                 SEEN_X;
1132                                         emit_sltu(r_s0, r_A, r_X, ctx);
1133                                 }
1134                                 /* A < (K|X) ? r_scrach = 1 */
1135                                 b_off = b_imm(i + inst->jf + 1, ctx);
1136                                 emit_bcond(MIPS_COND_NE, r_s0, r_zero, b_off,
1137                                            ctx);
1138                                 emit_nop(ctx);
1139                                 /* A > (K|X) ? scratch = 0 */
1140                                 if (condt & MIPS_COND_GT) {
1141                                         /* Checking for equality */
1142                                         ctx->flags |= SEEN_S0 | SEEN_A | SEEN_X;
1143                                         if (condt & MIPS_COND_K)
1144                                                 emit_load_imm(r_s0, k, ctx);
1145                                         else
1146                                                 emit_jit_reg_move(r_s0, r_X,
1147                                                                   ctx);
1148                                         b_off = b_imm(i + inst->jf + 1, ctx);
1149                                         emit_bcond(MIPS_COND_EQ, r_A, r_s0,
1150                                                    b_off, ctx);
1151                                         emit_nop(ctx);
1152                                         /* Finally, A > K|X */
1153                                         b_off = b_imm(i + inst->jt + 1, ctx);
1154                                         emit_b(b_off, ctx);
1155                                         emit_nop(ctx);
1156                                 } else {
1157                                         /* A >= (K|X) so jump */
1158                                         b_off = b_imm(i + inst->jt + 1, ctx);
1159                                         emit_b(b_off, ctx);
1160                                         emit_nop(ctx);
1161                                 }
1162                         } else {
1163                                 /* A == K|X */
1164                                 if (condt & MIPS_COND_K) { /* K */
1165                                         ctx->flags |= SEEN_S0 | SEEN_A;
1166                                         emit_load_imm(r_s0, k, ctx);
1167                                         /* jump true */
1168                                         b_off = b_imm(i + inst->jt + 1, ctx);
1169                                         emit_bcond(MIPS_COND_EQ, r_A, r_s0,
1170                                                    b_off, ctx);
1171                                         emit_nop(ctx);
1172                                         /* jump false */
1173                                         b_off = b_imm(i + inst->jf + 1,
1174                                                       ctx);
1175                                         emit_bcond(MIPS_COND_NE, r_A, r_s0,
1176                                                    b_off, ctx);
1177                                         emit_nop(ctx);
1178                                 } else { /* X */
1179                                         /* jump true */
1180                                         ctx->flags |= SEEN_A | SEEN_X;
1181                                         b_off = b_imm(i + inst->jt + 1,
1182                                                       ctx);
1183                                         emit_bcond(MIPS_COND_EQ, r_A, r_X,
1184                                                    b_off, ctx);
1185                                         emit_nop(ctx);
1186                                         /* jump false */
1187                                         b_off = b_imm(i + inst->jf + 1, ctx);
1188                                         emit_bcond(MIPS_COND_NE, r_A, r_X,
1189                                                    b_off, ctx);
1190                                         emit_nop(ctx);
1191                                 }
1192                         }
1193                         break;
1194                 case BPF_JMP | BPF_JSET | BPF_K:
1195                         ctx->flags |= SEEN_S0 | SEEN_S1 | SEEN_A;
1196                         /* pc += (A & K) ? pc -> jt : pc -> jf */
1197                         emit_load_imm(r_s1, k, ctx);
1198                         emit_and(r_s0, r_A, r_s1, ctx);
1199                         /* jump true */
1200                         b_off = b_imm(i + inst->jt + 1, ctx);
1201                         emit_bcond(MIPS_COND_NE, r_s0, r_zero, b_off, ctx);
1202                         emit_nop(ctx);
1203                         /* jump false */
1204                         b_off = b_imm(i + inst->jf + 1, ctx);
1205                         emit_b(b_off, ctx);
1206                         emit_nop(ctx);
1207                         break;
1208                 case BPF_JMP | BPF_JSET | BPF_X:
1209                         ctx->flags |= SEEN_S0 | SEEN_X | SEEN_A;
1210                         /* pc += (A & X) ? pc -> jt : pc -> jf */
1211                         emit_and(r_s0, r_A, r_X, ctx);
1212                         /* jump true */
1213                         b_off = b_imm(i + inst->jt + 1, ctx);
1214                         emit_bcond(MIPS_COND_NE, r_s0, r_zero, b_off, ctx);
1215                         emit_nop(ctx);
1216                         /* jump false */
1217                         b_off = b_imm(i + inst->jf + 1, ctx);
1218                         emit_b(b_off, ctx);
1219                         emit_nop(ctx);
1220                         break;
1221                 case BPF_RET | BPF_A:
1222                         ctx->flags |= SEEN_A;
1223                         if (i != prog->len - 1)
1224                                 /*
1225                                  * If this is not the last instruction
1226                                  * then jump to the epilogue
1227                                  */
1228                                 emit_b(b_imm(prog->len, ctx), ctx);
1229                         emit_reg_move(r_ret, r_A, ctx); /* delay slot */
1230                         break;
1231                 case BPF_RET | BPF_K:
1232                         /*
1233                          * It can emit two instructions so it does not fit on
1234                          * the delay slot.
1235                          */
1236                         emit_load_imm(r_ret, k, ctx);
1237                         if (i != prog->len - 1) {
1238                                 /*
1239                                  * If this is not the last instruction
1240                                  * then jump to the epilogue
1241                                  */
1242                                 emit_b(b_imm(prog->len, ctx), ctx);
1243                                 emit_nop(ctx);
1244                         }
1245                         break;
1246                 case BPF_MISC | BPF_TAX:
1247                         /* X = A */
1248                         ctx->flags |= SEEN_X | SEEN_A;
1249                         emit_jit_reg_move(r_X, r_A, ctx);
1250                         break;
1251                 case BPF_MISC | BPF_TXA:
1252                         /* A = X */
1253                         ctx->flags |= SEEN_A | SEEN_X;
1254                         emit_jit_reg_move(r_A, r_X, ctx);
1255                         break;
1256                 /* AUX */
1257                 case BPF_ANC | SKF_AD_PROTOCOL:
1258                         /* A = ntohs(skb->protocol */
1259                         ctx->flags |= SEEN_SKB | SEEN_OFF | SEEN_A;
1260                         BUILD_BUG_ON(FIELD_SIZEOF(struct sk_buff,
1261                                                   protocol) != 2);
1262                         off = offsetof(struct sk_buff, protocol);
1263                         emit_half_load(r_A, r_skb, off, ctx);
1264 #ifdef CONFIG_CPU_LITTLE_ENDIAN
1265                         /* This needs little endian fixup */
1266                         if (cpu_has_mips_r2) {
1267                                 /* R2 and later have the wsbh instruction */
1268                                 emit_wsbh(r_A, r_A, ctx);
1269                         } else {
1270                                 /* Get first byte */
1271                                 emit_andi(r_tmp_imm, r_A, 0xff, ctx);
1272                                 /* Shift it */
1273                                 emit_sll(r_tmp, r_tmp_imm, 8, ctx);
1274                                 /* Get second byte */
1275                                 emit_srl(r_tmp_imm, r_A, 8, ctx);
1276                                 emit_andi(r_tmp_imm, r_tmp_imm, 0xff, ctx);
1277                                 /* Put everyting together in r_A */
1278                                 emit_or(r_A, r_tmp, r_tmp_imm, ctx);
1279                         }
1280 #endif
1281                         break;
1282                 case BPF_ANC | SKF_AD_CPU:
1283                         ctx->flags |= SEEN_A | SEEN_OFF;
1284                         /* A = current_thread_info()->cpu */
1285                         BUILD_BUG_ON(FIELD_SIZEOF(struct thread_info,
1286                                                   cpu) != 4);
1287                         off = offsetof(struct thread_info, cpu);
1288                         /* $28/gp points to the thread_info struct */
1289                         emit_load(r_A, 28, off, ctx);
1290                         break;
1291                 case BPF_ANC | SKF_AD_IFINDEX:
1292                         /* A = skb->dev->ifindex */
1293                         ctx->flags |= SEEN_SKB | SEEN_A | SEEN_S0;
1294                         off = offsetof(struct sk_buff, dev);
1295                         /* Load *dev pointer */
1296                         emit_load_ptr(r_s0, r_skb, off, ctx);
1297                         /* error (0) in the delay slot */
1298                         emit_bcond(MIPS_COND_EQ, r_s0, r_zero,
1299                                    b_imm(prog->len, ctx), ctx);
1300                         emit_reg_move(r_ret, r_zero, ctx);
1301                         BUILD_BUG_ON(FIELD_SIZEOF(struct net_device,
1302                                                   ifindex) != 4);
1303                         off = offsetof(struct net_device, ifindex);
1304                         emit_load(r_A, r_s0, off, ctx);
1305                         break;
1306                 case BPF_ANC | SKF_AD_MARK:
1307                         ctx->flags |= SEEN_SKB | SEEN_A;
1308                         BUILD_BUG_ON(FIELD_SIZEOF(struct sk_buff, mark) != 4);
1309                         off = offsetof(struct sk_buff, mark);
1310                         emit_load(r_A, r_skb, off, ctx);
1311                         break;
1312                 case BPF_ANC | SKF_AD_RXHASH:
1313                         ctx->flags |= SEEN_SKB | SEEN_A;
1314                         BUILD_BUG_ON(FIELD_SIZEOF(struct sk_buff, hash) != 4);
1315                         off = offsetof(struct sk_buff, hash);
1316                         emit_load(r_A, r_skb, off, ctx);
1317                         break;
1318                 case BPF_ANC | SKF_AD_VLAN_TAG:
1319                 case BPF_ANC | SKF_AD_VLAN_TAG_PRESENT:
1320                         ctx->flags |= SEEN_SKB | SEEN_S0 | SEEN_A;
1321                         BUILD_BUG_ON(FIELD_SIZEOF(struct sk_buff,
1322                                                   vlan_tci) != 2);
1323                         off = offsetof(struct sk_buff, vlan_tci);
1324                         emit_half_load(r_s0, r_skb, off, ctx);
1325                         if (code == (BPF_ANC | SKF_AD_VLAN_TAG)) {
1326                                 emit_andi(r_A, r_s0, (u16)~VLAN_TAG_PRESENT, ctx);
1327                         } else {
1328                                 emit_andi(r_A, r_s0, VLAN_TAG_PRESENT, ctx);
1329                                 /* return 1 if present */
1330                                 emit_sltu(r_A, r_zero, r_A, ctx);
1331                         }
1332                         break;
1333                 case BPF_ANC | SKF_AD_PKTTYPE:
1334                         ctx->flags |= SEEN_SKB;
1335
1336                         tmp = off = pkt_type_offset();
1337
1338                         if (tmp < 0)
1339                                 return -1;
1340                         emit_load_byte(r_tmp, r_skb, off, ctx);
1341                         /* Keep only the last 3 bits */
1342                         emit_andi(r_A, r_tmp, PKT_TYPE_MAX, ctx);
1343 #ifdef __BIG_ENDIAN_BITFIELD
1344                         /* Get the actual packet type to the lower 3 bits */
1345                         emit_srl(r_A, r_A, 5, ctx);
1346 #endif
1347                         break;
1348                 case BPF_ANC | SKF_AD_QUEUE:
1349                         ctx->flags |= SEEN_SKB | SEEN_A;
1350                         BUILD_BUG_ON(FIELD_SIZEOF(struct sk_buff,
1351                                                   queue_mapping) != 2);
1352                         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct sk_buff,
1353                                               queue_mapping) > 0xff);
1354                         off = offsetof(struct sk_buff, queue_mapping);
1355                         emit_half_load(r_A, r_skb, off, ctx);
1356                         break;
1357                 default:
1358                         pr_debug("%s: Unhandled opcode: 0x%02x\n", __FILE__,
1359                                  inst->code);
1360                         return -1;
1361                 }
1362         }
1363
1364         /* compute offsets only during the first pass */
1365         if (ctx->target == NULL)
1366                 ctx->offsets[i] = ctx->idx * 4;
1367
1368         return 0;
1369 }
1370
1371 int bpf_jit_enable __read_mostly;
1372
1373 void bpf_jit_compile(struct bpf_prog *fp)
1374 {
1375         struct jit_ctx ctx;
1376         unsigned int alloc_size, tmp_idx;
1377
1378         if (!bpf_jit_enable)
1379                 return;
1380
1381         memset(&ctx, 0, sizeof(ctx));
1382
1383         ctx.offsets = kcalloc(fp->len, sizeof(*ctx.offsets), GFP_KERNEL);
1384         if (ctx.offsets == NULL)
1385                 return;
1386
1387         ctx.skf = fp;
1388
1389         if (build_body(&ctx))
1390                 goto out;
1391
1392         tmp_idx = ctx.idx;
1393         build_prologue(&ctx);
1394         ctx.prologue_bytes = (ctx.idx - tmp_idx) * 4;
1395         /* just to complete the ctx.idx count */
1396         build_epilogue(&ctx);
1397
1398         alloc_size = 4 * ctx.idx;
1399         ctx.target = module_alloc(alloc_size);
1400         if (ctx.target == NULL)
1401                 goto out;
1402
1403         /* Clean it */
1404         memset(ctx.target, 0, alloc_size);
1405
1406         ctx.idx = 0;
1407
1408         /* Generate the actual JIT code */
1409         build_prologue(&ctx);
1410         build_body(&ctx);
1411         build_epilogue(&ctx);
1412
1413         /* Update the icache */
1414         flush_icache_range((ptr)ctx.target, (ptr)(ctx.target + ctx.idx));
1415
1416         if (bpf_jit_enable > 1)
1417                 /* Dump JIT code */
1418                 bpf_jit_dump(fp->len, alloc_size, 2, ctx.target);
1419
1420         fp->bpf_func = (void *)ctx.target;
1421         fp->jited = 1;
1422
1423 out:
1424         kfree(ctx.offsets);
1425 }
1426
1427 void bpf_jit_free(struct bpf_prog *fp)
1428 {
1429         if (fp->jited)
1430                 module_free(NULL, fp->bpf_func);
1431         kfree(fp);
1432 }