ALSA: mips: Convert to the common vmalloc memalloc
[sfrench/cifs-2.6.git] / arch / s390 / net / bpf_jit_comp.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * BPF Jit compiler for s390.
4  *
5  * Minimum build requirements:
6  *
7  *  - HAVE_MARCH_Z196_FEATURES: laal, laalg
8  *  - HAVE_MARCH_Z10_FEATURES: msfi, cgrj, clgrj
9  *  - HAVE_MARCH_Z9_109_FEATURES: alfi, llilf, clfi, oilf, nilf
10  *  - PACK_STACK
11  *  - 64BIT
12  *
13  * Copyright IBM Corp. 2012,2015
14  *
15  * Author(s): Martin Schwidefsky <schwidefsky@de.ibm.com>
16  *            Michael Holzheu <holzheu@linux.vnet.ibm.com>
17  */
18
19 #define KMSG_COMPONENT "bpf_jit"
20 #define pr_fmt(fmt) KMSG_COMPONENT ": " fmt
21
22 #include <linux/netdevice.h>
23 #include <linux/filter.h>
24 #include <linux/init.h>
25 #include <linux/bpf.h>
26 #include <asm/cacheflush.h>
27 #include <asm/dis.h>
28 #include <asm/facility.h>
29 #include <asm/nospec-branch.h>
30 #include <asm/set_memory.h>
31 #include "bpf_jit.h"
32
33 struct bpf_jit {
34         u32 seen;               /* Flags to remember seen eBPF instructions */
35         u32 seen_reg[16];       /* Array to remember which registers are used */
36         u32 *addrs;             /* Array with relative instruction addresses */
37         u8 *prg_buf;            /* Start of program */
38         int size;               /* Size of program and literal pool */
39         int size_prg;           /* Size of program */
40         int prg;                /* Current position in program */
41         int lit_start;          /* Start of literal pool */
42         int lit;                /* Current position in literal pool */
43         int base_ip;            /* Base address for literal pool */
44         int ret0_ip;            /* Address of return 0 */
45         int exit_ip;            /* Address of exit */
46         int r1_thunk_ip;        /* Address of expoline thunk for 'br %r1' */
47         int r14_thunk_ip;       /* Address of expoline thunk for 'br %r14' */
48         int tail_call_start;    /* Tail call start offset */
49         int labels[1];          /* Labels for local jumps */
50 };
51
52 #define BPF_SIZE_MAX    0xffff  /* Max size for program (16 bit branches) */
53
54 #define SEEN_MEM        (1 << 0)        /* use mem[] for temporary storage */
55 #define SEEN_RET0       (1 << 1)        /* ret0_ip points to a valid return 0 */
56 #define SEEN_LITERAL    (1 << 2)        /* code uses literals */
57 #define SEEN_FUNC       (1 << 3)        /* calls C functions */
58 #define SEEN_TAIL_CALL  (1 << 4)        /* code uses tail calls */
59 #define SEEN_REG_AX     (1 << 5)        /* code uses constant blinding */
60 #define SEEN_STACK      (SEEN_FUNC | SEEN_MEM)
61
62 /*
63  * s390 registers
64  */
65 #define REG_W0          (MAX_BPF_JIT_REG + 0)   /* Work register 1 (even) */
66 #define REG_W1          (MAX_BPF_JIT_REG + 1)   /* Work register 2 (odd) */
67 #define REG_L           (MAX_BPF_JIT_REG + 2)   /* Literal pool register */
68 #define REG_15          (MAX_BPF_JIT_REG + 3)   /* Register 15 */
69 #define REG_0           REG_W0                  /* Register 0 */
70 #define REG_1           REG_W1                  /* Register 1 */
71 #define REG_2           BPF_REG_1               /* Register 2 */
72 #define REG_14          BPF_REG_0               /* Register 14 */
73
74 /*
75  * Mapping of BPF registers to s390 registers
76  */
77 static const int reg2hex[] = {
78         /* Return code */
79         [BPF_REG_0]     = 14,
80         /* Function parameters */
81         [BPF_REG_1]     = 2,
82         [BPF_REG_2]     = 3,
83         [BPF_REG_3]     = 4,
84         [BPF_REG_4]     = 5,
85         [BPF_REG_5]     = 6,
86         /* Call saved registers */
87         [BPF_REG_6]     = 7,
88         [BPF_REG_7]     = 8,
89         [BPF_REG_8]     = 9,
90         [BPF_REG_9]     = 10,
91         /* BPF stack pointer */
92         [BPF_REG_FP]    = 13,
93         /* Register for blinding */
94         [BPF_REG_AX]    = 12,
95         /* Work registers for s390x backend */
96         [REG_W0]        = 0,
97         [REG_W1]        = 1,
98         [REG_L]         = 11,
99         [REG_15]        = 15,
100 };
101
102 static inline u32 reg(u32 dst_reg, u32 src_reg)
103 {
104         return reg2hex[dst_reg] << 4 | reg2hex[src_reg];
105 }
106
107 static inline u32 reg_high(u32 reg)
108 {
109         return reg2hex[reg] << 4;
110 }
111
112 static inline void reg_set_seen(struct bpf_jit *jit, u32 b1)
113 {
114         u32 r1 = reg2hex[b1];
115
116         if (!jit->seen_reg[r1] && r1 >= 6 && r1 <= 15)
117                 jit->seen_reg[r1] = 1;
118 }
119
120 #define REG_SET_SEEN(b1)                                        \
121 ({                                                              \
122         reg_set_seen(jit, b1);                                  \
123 })
124
125 #define REG_SEEN(b1) jit->seen_reg[reg2hex[(b1)]]
126
127 /*
128  * EMIT macros for code generation
129  */
130
131 #define _EMIT2(op)                                              \
132 ({                                                              \
133         if (jit->prg_buf)                                       \
134                 *(u16 *) (jit->prg_buf + jit->prg) = op;        \
135         jit->prg += 2;                                          \
136 })
137
138 #define EMIT2(op, b1, b2)                                       \
139 ({                                                              \
140         _EMIT2(op | reg(b1, b2));                               \
141         REG_SET_SEEN(b1);                                       \
142         REG_SET_SEEN(b2);                                       \
143 })
144
145 #define _EMIT4(op)                                              \
146 ({                                                              \
147         if (jit->prg_buf)                                       \
148                 *(u32 *) (jit->prg_buf + jit->prg) = op;        \
149         jit->prg += 4;                                          \
150 })
151
152 #define EMIT4(op, b1, b2)                                       \
153 ({                                                              \
154         _EMIT4(op | reg(b1, b2));                               \
155         REG_SET_SEEN(b1);                                       \
156         REG_SET_SEEN(b2);                                       \
157 })
158
159 #define EMIT4_RRF(op, b1, b2, b3)                               \
160 ({                                                              \
161         _EMIT4(op | reg_high(b3) << 8 | reg(b1, b2));           \
162         REG_SET_SEEN(b1);                                       \
163         REG_SET_SEEN(b2);                                       \
164         REG_SET_SEEN(b3);                                       \
165 })
166
167 #define _EMIT4_DISP(op, disp)                                   \
168 ({                                                              \
169         unsigned int __disp = (disp) & 0xfff;                   \
170         _EMIT4(op | __disp);                                    \
171 })
172
173 #define EMIT4_DISP(op, b1, b2, disp)                            \
174 ({                                                              \
175         _EMIT4_DISP(op | reg_high(b1) << 16 |                   \
176                     reg_high(b2) << 8, disp);                   \
177         REG_SET_SEEN(b1);                                       \
178         REG_SET_SEEN(b2);                                       \
179 })
180
181 #define EMIT4_IMM(op, b1, imm)                                  \
182 ({                                                              \
183         unsigned int __imm = (imm) & 0xffff;                    \
184         _EMIT4(op | reg_high(b1) << 16 | __imm);                \
185         REG_SET_SEEN(b1);                                       \
186 })
187
188 #define EMIT4_PCREL(op, pcrel)                                  \
189 ({                                                              \
190         long __pcrel = ((pcrel) >> 1) & 0xffff;                 \
191         _EMIT4(op | __pcrel);                                   \
192 })
193
194 #define _EMIT6(op1, op2)                                        \
195 ({                                                              \
196         if (jit->prg_buf) {                                     \
197                 *(u32 *) (jit->prg_buf + jit->prg) = op1;       \
198                 *(u16 *) (jit->prg_buf + jit->prg + 4) = op2;   \
199         }                                                       \
200         jit->prg += 6;                                          \
201 })
202
203 #define _EMIT6_DISP(op1, op2, disp)                             \
204 ({                                                              \
205         unsigned int __disp = (disp) & 0xfff;                   \
206         _EMIT6(op1 | __disp, op2);                              \
207 })
208
209 #define _EMIT6_DISP_LH(op1, op2, disp)                          \
210 ({                                                              \
211         u32 _disp = (u32) disp;                                 \
212         unsigned int __disp_h = _disp & 0xff000;                \
213         unsigned int __disp_l = _disp & 0x00fff;                \
214         _EMIT6(op1 | __disp_l, op2 | __disp_h >> 4);            \
215 })
216
217 #define EMIT6_DISP_LH(op1, op2, b1, b2, b3, disp)               \
218 ({                                                              \
219         _EMIT6_DISP_LH(op1 | reg(b1, b2) << 16 |                \
220                        reg_high(b3) << 8, op2, disp);           \
221         REG_SET_SEEN(b1);                                       \
222         REG_SET_SEEN(b2);                                       \
223         REG_SET_SEEN(b3);                                       \
224 })
225
226 #define EMIT6_PCREL_LABEL(op1, op2, b1, b2, label, mask)        \
227 ({                                                              \
228         int rel = (jit->labels[label] - jit->prg) >> 1;         \
229         _EMIT6(op1 | reg(b1, b2) << 16 | (rel & 0xffff),        \
230                op2 | mask << 12);                               \
231         REG_SET_SEEN(b1);                                       \
232         REG_SET_SEEN(b2);                                       \
233 })
234
235 #define EMIT6_PCREL_IMM_LABEL(op1, op2, b1, imm, label, mask)   \
236 ({                                                              \
237         int rel = (jit->labels[label] - jit->prg) >> 1;         \
238         _EMIT6(op1 | (reg_high(b1) | mask) << 16 |              \
239                 (rel & 0xffff), op2 | (imm & 0xff) << 8);       \
240         REG_SET_SEEN(b1);                                       \
241         BUILD_BUG_ON(((unsigned long) imm) > 0xff);             \
242 })
243
244 #define EMIT6_PCREL(op1, op2, b1, b2, i, off, mask)             \
245 ({                                                              \
246         /* Branch instruction needs 6 bytes */                  \
247         int rel = (addrs[i + off + 1] - (addrs[i + 1] - 6)) / 2;\
248         _EMIT6(op1 | reg(b1, b2) << 16 | (rel & 0xffff), op2 | mask);   \
249         REG_SET_SEEN(b1);                                       \
250         REG_SET_SEEN(b2);                                       \
251 })
252
253 #define EMIT6_PCREL_RILB(op, b, target)                         \
254 ({                                                              \
255         int rel = (target - jit->prg) / 2;                      \
256         _EMIT6(op | reg_high(b) << 16 | rel >> 16, rel & 0xffff);       \
257         REG_SET_SEEN(b);                                        \
258 })
259
260 #define EMIT6_PCREL_RIL(op, target)                             \
261 ({                                                              \
262         int rel = (target - jit->prg) / 2;                      \
263         _EMIT6(op | rel >> 16, rel & 0xffff);                   \
264 })
265
266 #define _EMIT6_IMM(op, imm)                                     \
267 ({                                                              \
268         unsigned int __imm = (imm);                             \
269         _EMIT6(op | (__imm >> 16), __imm & 0xffff);             \
270 })
271
272 #define EMIT6_IMM(op, b1, imm)                                  \
273 ({                                                              \
274         _EMIT6_IMM(op | reg_high(b1) << 16, imm);               \
275         REG_SET_SEEN(b1);                                       \
276 })
277
278 #define EMIT_CONST_U32(val)                                     \
279 ({                                                              \
280         unsigned int ret;                                       \
281         ret = jit->lit - jit->base_ip;                          \
282         jit->seen |= SEEN_LITERAL;                              \
283         if (jit->prg_buf)                                       \
284                 *(u32 *) (jit->prg_buf + jit->lit) = (u32) val; \
285         jit->lit += 4;                                          \
286         ret;                                                    \
287 })
288
289 #define EMIT_CONST_U64(val)                                     \
290 ({                                                              \
291         unsigned int ret;                                       \
292         ret = jit->lit - jit->base_ip;                          \
293         jit->seen |= SEEN_LITERAL;                              \
294         if (jit->prg_buf)                                       \
295                 *(u64 *) (jit->prg_buf + jit->lit) = (u64) val; \
296         jit->lit += 8;                                          \
297         ret;                                                    \
298 })
299
300 #define EMIT_ZERO(b1)                                           \
301 ({                                                              \
302         if (!fp->aux->verifier_zext) {                          \
303                 /* llgfr %dst,%dst (zero extend to 64 bit) */   \
304                 EMIT4(0xb9160000, b1, b1);                      \
305                 REG_SET_SEEN(b1);                               \
306         }                                                       \
307 })
308
309 /*
310  * Fill whole space with illegal instructions
311  */
312 static void jit_fill_hole(void *area, unsigned int size)
313 {
314         memset(area, 0, size);
315 }
316
317 /*
318  * Save registers from "rs" (register start) to "re" (register end) on stack
319  */
320 static void save_regs(struct bpf_jit *jit, u32 rs, u32 re)
321 {
322         u32 off = STK_OFF_R6 + (rs - 6) * 8;
323
324         if (rs == re)
325                 /* stg %rs,off(%r15) */
326                 _EMIT6(0xe300f000 | rs << 20 | off, 0x0024);
327         else
328                 /* stmg %rs,%re,off(%r15) */
329                 _EMIT6_DISP(0xeb00f000 | rs << 20 | re << 16, 0x0024, off);
330 }
331
332 /*
333  * Restore registers from "rs" (register start) to "re" (register end) on stack
334  */
335 static void restore_regs(struct bpf_jit *jit, u32 rs, u32 re, u32 stack_depth)
336 {
337         u32 off = STK_OFF_R6 + (rs - 6) * 8;
338
339         if (jit->seen & SEEN_STACK)
340                 off += STK_OFF + stack_depth;
341
342         if (rs == re)
343                 /* lg %rs,off(%r15) */
344                 _EMIT6(0xe300f000 | rs << 20 | off, 0x0004);
345         else
346                 /* lmg %rs,%re,off(%r15) */
347                 _EMIT6_DISP(0xeb00f000 | rs << 20 | re << 16, 0x0004, off);
348 }
349
350 /*
351  * Return first seen register (from start)
352  */
353 static int get_start(struct bpf_jit *jit, int start)
354 {
355         int i;
356
357         for (i = start; i <= 15; i++) {
358                 if (jit->seen_reg[i])
359                         return i;
360         }
361         return 0;
362 }
363
364 /*
365  * Return last seen register (from start) (gap >= 2)
366  */
367 static int get_end(struct bpf_jit *jit, int start)
368 {
369         int i;
370
371         for (i = start; i < 15; i++) {
372                 if (!jit->seen_reg[i] && !jit->seen_reg[i + 1])
373                         return i - 1;
374         }
375         return jit->seen_reg[15] ? 15 : 14;
376 }
377
378 #define REGS_SAVE       1
379 #define REGS_RESTORE    0
380 /*
381  * Save and restore clobbered registers (6-15) on stack.
382  * We save/restore registers in chunks with gap >= 2 registers.
383  */
384 static void save_restore_regs(struct bpf_jit *jit, int op, u32 stack_depth)
385 {
386
387         int re = 6, rs;
388
389         do {
390                 rs = get_start(jit, re);
391                 if (!rs)
392                         break;
393                 re = get_end(jit, rs + 1);
394                 if (op == REGS_SAVE)
395                         save_regs(jit, rs, re);
396                 else
397                         restore_regs(jit, rs, re, stack_depth);
398                 re++;
399         } while (re <= 15);
400 }
401
402 /*
403  * Emit function prologue
404  *
405  * Save registers and create stack frame if necessary.
406  * See stack frame layout desription in "bpf_jit.h"!
407  */
408 static void bpf_jit_prologue(struct bpf_jit *jit, u32 stack_depth)
409 {
410         if (jit->seen & SEEN_TAIL_CALL) {
411                 /* xc STK_OFF_TCCNT(4,%r15),STK_OFF_TCCNT(%r15) */
412                 _EMIT6(0xd703f000 | STK_OFF_TCCNT, 0xf000 | STK_OFF_TCCNT);
413         } else {
414                 /* j tail_call_start: NOP if no tail calls are used */
415                 EMIT4_PCREL(0xa7f40000, 6);
416                 _EMIT2(0);
417         }
418         /* Tail calls have to skip above initialization */
419         jit->tail_call_start = jit->prg;
420         /* Save registers */
421         save_restore_regs(jit, REGS_SAVE, stack_depth);
422         /* Setup literal pool */
423         if (jit->seen & SEEN_LITERAL) {
424                 /* basr %r13,0 */
425                 EMIT2(0x0d00, REG_L, REG_0);
426                 jit->base_ip = jit->prg;
427         }
428         /* Setup stack and backchain */
429         if (jit->seen & SEEN_STACK) {
430                 if (jit->seen & SEEN_FUNC)
431                         /* lgr %w1,%r15 (backchain) */
432                         EMIT4(0xb9040000, REG_W1, REG_15);
433                 /* la %bfp,STK_160_UNUSED(%r15) (BPF frame pointer) */
434                 EMIT4_DISP(0x41000000, BPF_REG_FP, REG_15, STK_160_UNUSED);
435                 /* aghi %r15,-STK_OFF */
436                 EMIT4_IMM(0xa70b0000, REG_15, -(STK_OFF + stack_depth));
437                 if (jit->seen & SEEN_FUNC)
438                         /* stg %w1,152(%r15) (backchain) */
439                         EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0024, REG_W1, REG_0,
440                                       REG_15, 152);
441         }
442 }
443
444 /*
445  * Function epilogue
446  */
447 static void bpf_jit_epilogue(struct bpf_jit *jit, u32 stack_depth)
448 {
449         /* Return 0 */
450         if (jit->seen & SEEN_RET0) {
451                 jit->ret0_ip = jit->prg;
452                 /* lghi %b0,0 */
453                 EMIT4_IMM(0xa7090000, BPF_REG_0, 0);
454         }
455         jit->exit_ip = jit->prg;
456         /* Load exit code: lgr %r2,%b0 */
457         EMIT4(0xb9040000, REG_2, BPF_REG_0);
458         /* Restore registers */
459         save_restore_regs(jit, REGS_RESTORE, stack_depth);
460         if (__is_defined(CC_USING_EXPOLINE) && !nospec_disable) {
461                 jit->r14_thunk_ip = jit->prg;
462                 /* Generate __s390_indirect_jump_r14 thunk */
463                 if (test_facility(35)) {
464                         /* exrl %r0,.+10 */
465                         EMIT6_PCREL_RIL(0xc6000000, jit->prg + 10);
466                 } else {
467                         /* larl %r1,.+14 */
468                         EMIT6_PCREL_RILB(0xc0000000, REG_1, jit->prg + 14);
469                         /* ex 0,0(%r1) */
470                         EMIT4_DISP(0x44000000, REG_0, REG_1, 0);
471                 }
472                 /* j . */
473                 EMIT4_PCREL(0xa7f40000, 0);
474         }
475         /* br %r14 */
476         _EMIT2(0x07fe);
477
478         if (__is_defined(CC_USING_EXPOLINE) && !nospec_disable &&
479             (jit->seen & SEEN_FUNC)) {
480                 jit->r1_thunk_ip = jit->prg;
481                 /* Generate __s390_indirect_jump_r1 thunk */
482                 if (test_facility(35)) {
483                         /* exrl %r0,.+10 */
484                         EMIT6_PCREL_RIL(0xc6000000, jit->prg + 10);
485                         /* j . */
486                         EMIT4_PCREL(0xa7f40000, 0);
487                         /* br %r1 */
488                         _EMIT2(0x07f1);
489                 } else {
490                         /* ex 0,S390_lowcore.br_r1_tampoline */
491                         EMIT4_DISP(0x44000000, REG_0, REG_0,
492                                    offsetof(struct lowcore, br_r1_trampoline));
493                         /* j . */
494                         EMIT4_PCREL(0xa7f40000, 0);
495                 }
496         }
497 }
498
499 /*
500  * Compile one eBPF instruction into s390x code
501  *
502  * NOTE: Use noinline because for gcov (-fprofile-arcs) gcc allocates a lot of
503  * stack space for the large switch statement.
504  */
505 static noinline int bpf_jit_insn(struct bpf_jit *jit, struct bpf_prog *fp,
506                                  int i, bool extra_pass)
507 {
508         struct bpf_insn *insn = &fp->insnsi[i];
509         int jmp_off, last, insn_count = 1;
510         u32 dst_reg = insn->dst_reg;
511         u32 src_reg = insn->src_reg;
512         u32 *addrs = jit->addrs;
513         s32 imm = insn->imm;
514         s16 off = insn->off;
515         unsigned int mask;
516
517         if (dst_reg == BPF_REG_AX || src_reg == BPF_REG_AX)
518                 jit->seen |= SEEN_REG_AX;
519         switch (insn->code) {
520         /*
521          * BPF_MOV
522          */
523         case BPF_ALU | BPF_MOV | BPF_X: /* dst = (u32) src */
524                 /* llgfr %dst,%src */
525                 EMIT4(0xb9160000, dst_reg, src_reg);
526                 if (insn_is_zext(&insn[1]))
527                         insn_count = 2;
528                 break;
529         case BPF_ALU64 | BPF_MOV | BPF_X: /* dst = src */
530                 /* lgr %dst,%src */
531                 EMIT4(0xb9040000, dst_reg, src_reg);
532                 break;
533         case BPF_ALU | BPF_MOV | BPF_K: /* dst = (u32) imm */
534                 /* llilf %dst,imm */
535                 EMIT6_IMM(0xc00f0000, dst_reg, imm);
536                 if (insn_is_zext(&insn[1]))
537                         insn_count = 2;
538                 break;
539         case BPF_ALU64 | BPF_MOV | BPF_K: /* dst = imm */
540                 /* lgfi %dst,imm */
541                 EMIT6_IMM(0xc0010000, dst_reg, imm);
542                 break;
543         /*
544          * BPF_LD 64
545          */
546         case BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW: /* dst = (u64) imm */
547         {
548                 /* 16 byte instruction that uses two 'struct bpf_insn' */
549                 u64 imm64;
550
551                 imm64 = (u64)(u32) insn[0].imm | ((u64)(u32) insn[1].imm) << 32;
552                 /* lg %dst,<d(imm)>(%l) */
553                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0004, dst_reg, REG_0, REG_L,
554                               EMIT_CONST_U64(imm64));
555                 insn_count = 2;
556                 break;
557         }
558         /*
559          * BPF_ADD
560          */
561         case BPF_ALU | BPF_ADD | BPF_X: /* dst = (u32) dst + (u32) src */
562                 /* ar %dst,%src */
563                 EMIT2(0x1a00, dst_reg, src_reg);
564                 EMIT_ZERO(dst_reg);
565                 break;
566         case BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X: /* dst = dst + src */
567                 /* agr %dst,%src */
568                 EMIT4(0xb9080000, dst_reg, src_reg);
569                 break;
570         case BPF_ALU | BPF_ADD | BPF_K: /* dst = (u32) dst + (u32) imm */
571                 if (!imm)
572                         break;
573                 /* alfi %dst,imm */
574                 EMIT6_IMM(0xc20b0000, dst_reg, imm);
575                 EMIT_ZERO(dst_reg);
576                 break;
577         case BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_K: /* dst = dst + imm */
578                 if (!imm)
579                         break;
580                 /* agfi %dst,imm */
581                 EMIT6_IMM(0xc2080000, dst_reg, imm);
582                 break;
583         /*
584          * BPF_SUB
585          */
586         case BPF_ALU | BPF_SUB | BPF_X: /* dst = (u32) dst - (u32) src */
587                 /* sr %dst,%src */
588                 EMIT2(0x1b00, dst_reg, src_reg);
589                 EMIT_ZERO(dst_reg);
590                 break;
591         case BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X: /* dst = dst - src */
592                 /* sgr %dst,%src */
593                 EMIT4(0xb9090000, dst_reg, src_reg);
594                 break;
595         case BPF_ALU | BPF_SUB | BPF_K: /* dst = (u32) dst - (u32) imm */
596                 if (!imm)
597                         break;
598                 /* alfi %dst,-imm */
599                 EMIT6_IMM(0xc20b0000, dst_reg, -imm);
600                 EMIT_ZERO(dst_reg);
601                 break;
602         case BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_K: /* dst = dst - imm */
603                 if (!imm)
604                         break;
605                 /* agfi %dst,-imm */
606                 EMIT6_IMM(0xc2080000, dst_reg, -imm);
607                 break;
608         /*
609          * BPF_MUL
610          */
611         case BPF_ALU | BPF_MUL | BPF_X: /* dst = (u32) dst * (u32) src */
612                 /* msr %dst,%src */
613                 EMIT4(0xb2520000, dst_reg, src_reg);
614                 EMIT_ZERO(dst_reg);
615                 break;
616         case BPF_ALU64 | BPF_MUL | BPF_X: /* dst = dst * src */
617                 /* msgr %dst,%src */
618                 EMIT4(0xb90c0000, dst_reg, src_reg);
619                 break;
620         case BPF_ALU | BPF_MUL | BPF_K: /* dst = (u32) dst * (u32) imm */
621                 if (imm == 1)
622                         break;
623                 /* msfi %r5,imm */
624                 EMIT6_IMM(0xc2010000, dst_reg, imm);
625                 EMIT_ZERO(dst_reg);
626                 break;
627         case BPF_ALU64 | BPF_MUL | BPF_K: /* dst = dst * imm */
628                 if (imm == 1)
629                         break;
630                 /* msgfi %dst,imm */
631                 EMIT6_IMM(0xc2000000, dst_reg, imm);
632                 break;
633         /*
634          * BPF_DIV / BPF_MOD
635          */
636         case BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_X: /* dst = (u32) dst / (u32) src */
637         case BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_X: /* dst = (u32) dst % (u32) src */
638         {
639                 int rc_reg = BPF_OP(insn->code) == BPF_DIV ? REG_W1 : REG_W0;
640
641                 /* lhi %w0,0 */
642                 EMIT4_IMM(0xa7080000, REG_W0, 0);
643                 /* lr %w1,%dst */
644                 EMIT2(0x1800, REG_W1, dst_reg);
645                 /* dlr %w0,%src */
646                 EMIT4(0xb9970000, REG_W0, src_reg);
647                 /* llgfr %dst,%rc */
648                 EMIT4(0xb9160000, dst_reg, rc_reg);
649                 if (insn_is_zext(&insn[1]))
650                         insn_count = 2;
651                 break;
652         }
653         case BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_X: /* dst = dst / src */
654         case BPF_ALU64 | BPF_MOD | BPF_X: /* dst = dst % src */
655         {
656                 int rc_reg = BPF_OP(insn->code) == BPF_DIV ? REG_W1 : REG_W0;
657
658                 /* lghi %w0,0 */
659                 EMIT4_IMM(0xa7090000, REG_W0, 0);
660                 /* lgr %w1,%dst */
661                 EMIT4(0xb9040000, REG_W1, dst_reg);
662                 /* dlgr %w0,%dst */
663                 EMIT4(0xb9870000, REG_W0, src_reg);
664                 /* lgr %dst,%rc */
665                 EMIT4(0xb9040000, dst_reg, rc_reg);
666                 break;
667         }
668         case BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_K: /* dst = (u32) dst / (u32) imm */
669         case BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_K: /* dst = (u32) dst % (u32) imm */
670         {
671                 int rc_reg = BPF_OP(insn->code) == BPF_DIV ? REG_W1 : REG_W0;
672
673                 if (imm == 1) {
674                         if (BPF_OP(insn->code) == BPF_MOD)
675                                 /* lhgi %dst,0 */
676                                 EMIT4_IMM(0xa7090000, dst_reg, 0);
677                         break;
678                 }
679                 /* lhi %w0,0 */
680                 EMIT4_IMM(0xa7080000, REG_W0, 0);
681                 /* lr %w1,%dst */
682                 EMIT2(0x1800, REG_W1, dst_reg);
683                 /* dl %w0,<d(imm)>(%l) */
684                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0097, REG_W0, REG_0, REG_L,
685                               EMIT_CONST_U32(imm));
686                 /* llgfr %dst,%rc */
687                 EMIT4(0xb9160000, dst_reg, rc_reg);
688                 if (insn_is_zext(&insn[1]))
689                         insn_count = 2;
690                 break;
691         }
692         case BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_K: /* dst = dst / imm */
693         case BPF_ALU64 | BPF_MOD | BPF_K: /* dst = dst % imm */
694         {
695                 int rc_reg = BPF_OP(insn->code) == BPF_DIV ? REG_W1 : REG_W0;
696
697                 if (imm == 1) {
698                         if (BPF_OP(insn->code) == BPF_MOD)
699                                 /* lhgi %dst,0 */
700                                 EMIT4_IMM(0xa7090000, dst_reg, 0);
701                         break;
702                 }
703                 /* lghi %w0,0 */
704                 EMIT4_IMM(0xa7090000, REG_W0, 0);
705                 /* lgr %w1,%dst */
706                 EMIT4(0xb9040000, REG_W1, dst_reg);
707                 /* dlg %w0,<d(imm)>(%l) */
708                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0087, REG_W0, REG_0, REG_L,
709                               EMIT_CONST_U64(imm));
710                 /* lgr %dst,%rc */
711                 EMIT4(0xb9040000, dst_reg, rc_reg);
712                 break;
713         }
714         /*
715          * BPF_AND
716          */
717         case BPF_ALU | BPF_AND | BPF_X: /* dst = (u32) dst & (u32) src */
718                 /* nr %dst,%src */
719                 EMIT2(0x1400, dst_reg, src_reg);
720                 EMIT_ZERO(dst_reg);
721                 break;
722         case BPF_ALU64 | BPF_AND | BPF_X: /* dst = dst & src */
723                 /* ngr %dst,%src */
724                 EMIT4(0xb9800000, dst_reg, src_reg);
725                 break;
726         case BPF_ALU | BPF_AND | BPF_K: /* dst = (u32) dst & (u32) imm */
727                 /* nilf %dst,imm */
728                 EMIT6_IMM(0xc00b0000, dst_reg, imm);
729                 EMIT_ZERO(dst_reg);
730                 break;
731         case BPF_ALU64 | BPF_AND | BPF_K: /* dst = dst & imm */
732                 /* ng %dst,<d(imm)>(%l) */
733                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0080, dst_reg, REG_0, REG_L,
734                               EMIT_CONST_U64(imm));
735                 break;
736         /*
737          * BPF_OR
738          */
739         case BPF_ALU | BPF_OR | BPF_X: /* dst = (u32) dst | (u32) src */
740                 /* or %dst,%src */
741                 EMIT2(0x1600, dst_reg, src_reg);
742                 EMIT_ZERO(dst_reg);
743                 break;
744         case BPF_ALU64 | BPF_OR | BPF_X: /* dst = dst | src */
745                 /* ogr %dst,%src */
746                 EMIT4(0xb9810000, dst_reg, src_reg);
747                 break;
748         case BPF_ALU | BPF_OR | BPF_K: /* dst = (u32) dst | (u32) imm */
749                 /* oilf %dst,imm */
750                 EMIT6_IMM(0xc00d0000, dst_reg, imm);
751                 EMIT_ZERO(dst_reg);
752                 break;
753         case BPF_ALU64 | BPF_OR | BPF_K: /* dst = dst | imm */
754                 /* og %dst,<d(imm)>(%l) */
755                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0081, dst_reg, REG_0, REG_L,
756                               EMIT_CONST_U64(imm));
757                 break;
758         /*
759          * BPF_XOR
760          */
761         case BPF_ALU | BPF_XOR | BPF_X: /* dst = (u32) dst ^ (u32) src */
762                 /* xr %dst,%src */
763                 EMIT2(0x1700, dst_reg, src_reg);
764                 EMIT_ZERO(dst_reg);
765                 break;
766         case BPF_ALU64 | BPF_XOR | BPF_X: /* dst = dst ^ src */
767                 /* xgr %dst,%src */
768                 EMIT4(0xb9820000, dst_reg, src_reg);
769                 break;
770         case BPF_ALU | BPF_XOR | BPF_K: /* dst = (u32) dst ^ (u32) imm */
771                 if (!imm)
772                         break;
773                 /* xilf %dst,imm */
774                 EMIT6_IMM(0xc0070000, dst_reg, imm);
775                 EMIT_ZERO(dst_reg);
776                 break;
777         case BPF_ALU64 | BPF_XOR | BPF_K: /* dst = dst ^ imm */
778                 /* xg %dst,<d(imm)>(%l) */
779                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0082, dst_reg, REG_0, REG_L,
780                               EMIT_CONST_U64(imm));
781                 break;
782         /*
783          * BPF_LSH
784          */
785         case BPF_ALU | BPF_LSH | BPF_X: /* dst = (u32) dst << (u32) src */
786                 /* sll %dst,0(%src) */
787                 EMIT4_DISP(0x89000000, dst_reg, src_reg, 0);
788                 EMIT_ZERO(dst_reg);
789                 break;
790         case BPF_ALU64 | BPF_LSH | BPF_X: /* dst = dst << src */
791                 /* sllg %dst,%dst,0(%src) */
792                 EMIT6_DISP_LH(0xeb000000, 0x000d, dst_reg, dst_reg, src_reg, 0);
793                 break;
794         case BPF_ALU | BPF_LSH | BPF_K: /* dst = (u32) dst << (u32) imm */
795                 if (imm == 0)
796                         break;
797                 /* sll %dst,imm(%r0) */
798                 EMIT4_DISP(0x89000000, dst_reg, REG_0, imm);
799                 EMIT_ZERO(dst_reg);
800                 break;
801         case BPF_ALU64 | BPF_LSH | BPF_K: /* dst = dst << imm */
802                 if (imm == 0)
803                         break;
804                 /* sllg %dst,%dst,imm(%r0) */
805                 EMIT6_DISP_LH(0xeb000000, 0x000d, dst_reg, dst_reg, REG_0, imm);
806                 break;
807         /*
808          * BPF_RSH
809          */
810         case BPF_ALU | BPF_RSH | BPF_X: /* dst = (u32) dst >> (u32) src */
811                 /* srl %dst,0(%src) */
812                 EMIT4_DISP(0x88000000, dst_reg, src_reg, 0);
813                 EMIT_ZERO(dst_reg);
814                 break;
815         case BPF_ALU64 | BPF_RSH | BPF_X: /* dst = dst >> src */
816                 /* srlg %dst,%dst,0(%src) */
817                 EMIT6_DISP_LH(0xeb000000, 0x000c, dst_reg, dst_reg, src_reg, 0);
818                 break;
819         case BPF_ALU | BPF_RSH | BPF_K: /* dst = (u32) dst >> (u32) imm */
820                 if (imm == 0)
821                         break;
822                 /* srl %dst,imm(%r0) */
823                 EMIT4_DISP(0x88000000, dst_reg, REG_0, imm);
824                 EMIT_ZERO(dst_reg);
825                 break;
826         case BPF_ALU64 | BPF_RSH | BPF_K: /* dst = dst >> imm */
827                 if (imm == 0)
828                         break;
829                 /* srlg %dst,%dst,imm(%r0) */
830                 EMIT6_DISP_LH(0xeb000000, 0x000c, dst_reg, dst_reg, REG_0, imm);
831                 break;
832         /*
833          * BPF_ARSH
834          */
835         case BPF_ALU | BPF_ARSH | BPF_X: /* ((s32) dst) >>= src */
836                 /* sra %dst,%dst,0(%src) */
837                 EMIT4_DISP(0x8a000000, dst_reg, src_reg, 0);
838                 EMIT_ZERO(dst_reg);
839                 break;
840         case BPF_ALU64 | BPF_ARSH | BPF_X: /* ((s64) dst) >>= src */
841                 /* srag %dst,%dst,0(%src) */
842                 EMIT6_DISP_LH(0xeb000000, 0x000a, dst_reg, dst_reg, src_reg, 0);
843                 break;
844         case BPF_ALU | BPF_ARSH | BPF_K: /* ((s32) dst >> imm */
845                 if (imm == 0)
846                         break;
847                 /* sra %dst,imm(%r0) */
848                 EMIT4_DISP(0x8a000000, dst_reg, REG_0, imm);
849                 EMIT_ZERO(dst_reg);
850                 break;
851         case BPF_ALU64 | BPF_ARSH | BPF_K: /* ((s64) dst) >>= imm */
852                 if (imm == 0)
853                         break;
854                 /* srag %dst,%dst,imm(%r0) */
855                 EMIT6_DISP_LH(0xeb000000, 0x000a, dst_reg, dst_reg, REG_0, imm);
856                 break;
857         /*
858          * BPF_NEG
859          */
860         case BPF_ALU | BPF_NEG: /* dst = (u32) -dst */
861                 /* lcr %dst,%dst */
862                 EMIT2(0x1300, dst_reg, dst_reg);
863                 EMIT_ZERO(dst_reg);
864                 break;
865         case BPF_ALU64 | BPF_NEG: /* dst = -dst */
866                 /* lcgr %dst,%dst */
867                 EMIT4(0xb9030000, dst_reg, dst_reg);
868                 break;
869         /*
870          * BPF_FROM_BE/LE
871          */
872         case BPF_ALU | BPF_END | BPF_FROM_BE:
873                 /* s390 is big endian, therefore only clear high order bytes */
874                 switch (imm) {
875                 case 16: /* dst = (u16) cpu_to_be16(dst) */
876                         /* llghr %dst,%dst */
877                         EMIT4(0xb9850000, dst_reg, dst_reg);
878                         if (insn_is_zext(&insn[1]))
879                                 insn_count = 2;
880                         break;
881                 case 32: /* dst = (u32) cpu_to_be32(dst) */
882                         if (!fp->aux->verifier_zext)
883                                 /* llgfr %dst,%dst */
884                                 EMIT4(0xb9160000, dst_reg, dst_reg);
885                         break;
886                 case 64: /* dst = (u64) cpu_to_be64(dst) */
887                         break;
888                 }
889                 break;
890         case BPF_ALU | BPF_END | BPF_FROM_LE:
891                 switch (imm) {
892                 case 16: /* dst = (u16) cpu_to_le16(dst) */
893                         /* lrvr %dst,%dst */
894                         EMIT4(0xb91f0000, dst_reg, dst_reg);
895                         /* srl %dst,16(%r0) */
896                         EMIT4_DISP(0x88000000, dst_reg, REG_0, 16);
897                         /* llghr %dst,%dst */
898                         EMIT4(0xb9850000, dst_reg, dst_reg);
899                         if (insn_is_zext(&insn[1]))
900                                 insn_count = 2;
901                         break;
902                 case 32: /* dst = (u32) cpu_to_le32(dst) */
903                         /* lrvr %dst,%dst */
904                         EMIT4(0xb91f0000, dst_reg, dst_reg);
905                         if (!fp->aux->verifier_zext)
906                                 /* llgfr %dst,%dst */
907                                 EMIT4(0xb9160000, dst_reg, dst_reg);
908                         break;
909                 case 64: /* dst = (u64) cpu_to_le64(dst) */
910                         /* lrvgr %dst,%dst */
911                         EMIT4(0xb90f0000, dst_reg, dst_reg);
912                         break;
913                 }
914                 break;
915         /*
916          * BPF_ST(X)
917          */
918         case BPF_STX | BPF_MEM | BPF_B: /* *(u8 *)(dst + off) = src_reg */
919                 /* stcy %src,off(%dst) */
920                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0072, src_reg, dst_reg, REG_0, off);
921                 jit->seen |= SEEN_MEM;
922                 break;
923         case BPF_STX | BPF_MEM | BPF_H: /* (u16 *)(dst + off) = src */
924                 /* sthy %src,off(%dst) */
925                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0070, src_reg, dst_reg, REG_0, off);
926                 jit->seen |= SEEN_MEM;
927                 break;
928         case BPF_STX | BPF_MEM | BPF_W: /* *(u32 *)(dst + off) = src */
929                 /* sty %src,off(%dst) */
930                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0050, src_reg, dst_reg, REG_0, off);
931                 jit->seen |= SEEN_MEM;
932                 break;
933         case BPF_STX | BPF_MEM | BPF_DW: /* (u64 *)(dst + off) = src */
934                 /* stg %src,off(%dst) */
935                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0024, src_reg, dst_reg, REG_0, off);
936                 jit->seen |= SEEN_MEM;
937                 break;
938         case BPF_ST | BPF_MEM | BPF_B: /* *(u8 *)(dst + off) = imm */
939                 /* lhi %w0,imm */
940                 EMIT4_IMM(0xa7080000, REG_W0, (u8) imm);
941                 /* stcy %w0,off(dst) */
942                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0072, REG_W0, dst_reg, REG_0, off);
943                 jit->seen |= SEEN_MEM;
944                 break;
945         case BPF_ST | BPF_MEM | BPF_H: /* (u16 *)(dst + off) = imm */
946                 /* lhi %w0,imm */
947                 EMIT4_IMM(0xa7080000, REG_W0, (u16) imm);
948                 /* sthy %w0,off(dst) */
949                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0070, REG_W0, dst_reg, REG_0, off);
950                 jit->seen |= SEEN_MEM;
951                 break;
952         case BPF_ST | BPF_MEM | BPF_W: /* *(u32 *)(dst + off) = imm */
953                 /* llilf %w0,imm  */
954                 EMIT6_IMM(0xc00f0000, REG_W0, (u32) imm);
955                 /* sty %w0,off(%dst) */
956                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0050, REG_W0, dst_reg, REG_0, off);
957                 jit->seen |= SEEN_MEM;
958                 break;
959         case BPF_ST | BPF_MEM | BPF_DW: /* *(u64 *)(dst + off) = imm */
960                 /* lgfi %w0,imm */
961                 EMIT6_IMM(0xc0010000, REG_W0, imm);
962                 /* stg %w0,off(%dst) */
963                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0024, REG_W0, dst_reg, REG_0, off);
964                 jit->seen |= SEEN_MEM;
965                 break;
966         /*
967          * BPF_STX XADD (atomic_add)
968          */
969         case BPF_STX | BPF_XADD | BPF_W: /* *(u32 *)(dst + off) += src */
970                 /* laal %w0,%src,off(%dst) */
971                 EMIT6_DISP_LH(0xeb000000, 0x00fa, REG_W0, src_reg,
972                               dst_reg, off);
973                 jit->seen |= SEEN_MEM;
974                 break;
975         case BPF_STX | BPF_XADD | BPF_DW: /* *(u64 *)(dst + off) += src */
976                 /* laalg %w0,%src,off(%dst) */
977                 EMIT6_DISP_LH(0xeb000000, 0x00ea, REG_W0, src_reg,
978                               dst_reg, off);
979                 jit->seen |= SEEN_MEM;
980                 break;
981         /*
982          * BPF_LDX
983          */
984         case BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_B: /* dst = *(u8 *)(ul) (src + off) */
985                 /* llgc %dst,0(off,%src) */
986                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0090, dst_reg, src_reg, REG_0, off);
987                 jit->seen |= SEEN_MEM;
988                 if (insn_is_zext(&insn[1]))
989                         insn_count = 2;
990                 break;
991         case BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_H: /* dst = *(u16 *)(ul) (src + off) */
992                 /* llgh %dst,0(off,%src) */
993                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0091, dst_reg, src_reg, REG_0, off);
994                 jit->seen |= SEEN_MEM;
995                 if (insn_is_zext(&insn[1]))
996                         insn_count = 2;
997                 break;
998         case BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_W: /* dst = *(u32 *)(ul) (src + off) */
999                 /* llgf %dst,off(%src) */
1000                 jit->seen |= SEEN_MEM;
1001                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0016, dst_reg, src_reg, REG_0, off);
1002                 if (insn_is_zext(&insn[1]))
1003                         insn_count = 2;
1004                 break;
1005         case BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_DW: /* dst = *(u64 *)(ul) (src + off) */
1006                 /* lg %dst,0(off,%src) */
1007                 jit->seen |= SEEN_MEM;
1008                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0004, dst_reg, src_reg, REG_0, off);
1009                 break;
1010         /*
1011          * BPF_JMP / CALL
1012          */
1013         case BPF_JMP | BPF_CALL:
1014         {
1015                 u64 func;
1016                 bool func_addr_fixed;
1017                 int ret;
1018
1019                 ret = bpf_jit_get_func_addr(fp, insn, extra_pass,
1020                                             &func, &func_addr_fixed);
1021                 if (ret < 0)
1022                         return -1;
1023
1024                 REG_SET_SEEN(BPF_REG_5);
1025                 jit->seen |= SEEN_FUNC;
1026                 /* lg %w1,<d(imm)>(%l) */
1027                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0004, REG_W1, REG_0, REG_L,
1028                               EMIT_CONST_U64(func));
1029                 if (__is_defined(CC_USING_EXPOLINE) && !nospec_disable) {
1030                         /* brasl %r14,__s390_indirect_jump_r1 */
1031                         EMIT6_PCREL_RILB(0xc0050000, REG_14, jit->r1_thunk_ip);
1032                 } else {
1033                         /* basr %r14,%w1 */
1034                         EMIT2(0x0d00, REG_14, REG_W1);
1035                 }
1036                 /* lgr %b0,%r2: load return value into %b0 */
1037                 EMIT4(0xb9040000, BPF_REG_0, REG_2);
1038                 break;
1039         }
1040         case BPF_JMP | BPF_TAIL_CALL:
1041                 /*
1042                  * Implicit input:
1043                  *  B1: pointer to ctx
1044                  *  B2: pointer to bpf_array
1045                  *  B3: index in bpf_array
1046                  */
1047                 jit->seen |= SEEN_TAIL_CALL;
1048
1049                 /*
1050                  * if (index >= array->map.max_entries)
1051                  *         goto out;
1052                  */
1053
1054                 /* llgf %w1,map.max_entries(%b2) */
1055                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0016, REG_W1, REG_0, BPF_REG_2,
1056                               offsetof(struct bpf_array, map.max_entries));
1057                 /* clrj %b3,%w1,0xa,label0: if (u32)%b3 >= (u32)%w1 goto out */
1058                 EMIT6_PCREL_LABEL(0xec000000, 0x0077, BPF_REG_3,
1059                                   REG_W1, 0, 0xa);
1060
1061                 /*
1062                  * if (tail_call_cnt++ > MAX_TAIL_CALL_CNT)
1063                  *         goto out;
1064                  */
1065
1066                 if (jit->seen & SEEN_STACK)
1067                         off = STK_OFF_TCCNT + STK_OFF + fp->aux->stack_depth;
1068                 else
1069                         off = STK_OFF_TCCNT;
1070                 /* lhi %w0,1 */
1071                 EMIT4_IMM(0xa7080000, REG_W0, 1);
1072                 /* laal %w1,%w0,off(%r15) */
1073                 EMIT6_DISP_LH(0xeb000000, 0x00fa, REG_W1, REG_W0, REG_15, off);
1074                 /* clij %w1,MAX_TAIL_CALL_CNT,0x2,label0 */
1075                 EMIT6_PCREL_IMM_LABEL(0xec000000, 0x007f, REG_W1,
1076                                       MAX_TAIL_CALL_CNT, 0, 0x2);
1077
1078                 /*
1079                  * prog = array->ptrs[index];
1080                  * if (prog == NULL)
1081                  *         goto out;
1082                  */
1083
1084                 /* llgfr %r1,%b3: %r1 = (u32) index */
1085                 EMIT4(0xb9160000, REG_1, BPF_REG_3);
1086                 /* sllg %r1,%r1,3: %r1 *= 8 */
1087                 EMIT6_DISP_LH(0xeb000000, 0x000d, REG_1, REG_1, REG_0, 3);
1088                 /* lg %r1,prog(%b2,%r1) */
1089                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0004, REG_1, BPF_REG_2,
1090                               REG_1, offsetof(struct bpf_array, ptrs));
1091                 /* clgij %r1,0,0x8,label0 */
1092                 EMIT6_PCREL_IMM_LABEL(0xec000000, 0x007d, REG_1, 0, 0, 0x8);
1093
1094                 /*
1095                  * Restore registers before calling function
1096                  */
1097                 save_restore_regs(jit, REGS_RESTORE, fp->aux->stack_depth);
1098
1099                 /*
1100                  * goto *(prog->bpf_func + tail_call_start);
1101                  */
1102
1103                 /* lg %r1,bpf_func(%r1) */
1104                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0004, REG_1, REG_1, REG_0,
1105                               offsetof(struct bpf_prog, bpf_func));
1106                 /* bc 0xf,tail_call_start(%r1) */
1107                 _EMIT4(0x47f01000 + jit->tail_call_start);
1108                 /* out: */
1109                 jit->labels[0] = jit->prg;
1110                 break;
1111         case BPF_JMP | BPF_EXIT: /* return b0 */
1112                 last = (i == fp->len - 1) ? 1 : 0;
1113                 if (last && !(jit->seen & SEEN_RET0))
1114                         break;
1115                 /* j <exit> */
1116                 EMIT4_PCREL(0xa7f40000, jit->exit_ip - jit->prg);
1117                 break;
1118         /*
1119          * Branch relative (number of skipped instructions) to offset on
1120          * condition.
1121          *
1122          * Condition code to mask mapping:
1123          *
1124          * CC | Description        | Mask
1125          * ------------------------------
1126          * 0  | Operands equal     |    8
1127          * 1  | First operand low  |    4
1128          * 2  | First operand high |    2
1129          * 3  | Unused             |    1
1130          *
1131          * For s390x relative branches: ip = ip + off_bytes
1132          * For BPF relative branches:   insn = insn + off_insns + 1
1133          *
1134          * For example for s390x with offset 0 we jump to the branch
1135          * instruction itself (loop) and for BPF with offset 0 we
1136          * branch to the instruction behind the branch.
1137          */
1138         case BPF_JMP | BPF_JA: /* if (true) */
1139                 mask = 0xf000; /* j */
1140                 goto branch_oc;
1141         case BPF_JMP | BPF_JSGT | BPF_K: /* ((s64) dst > (s64) imm) */
1142         case BPF_JMP32 | BPF_JSGT | BPF_K: /* ((s32) dst > (s32) imm) */
1143                 mask = 0x2000; /* jh */
1144                 goto branch_ks;
1145         case BPF_JMP | BPF_JSLT | BPF_K: /* ((s64) dst < (s64) imm) */
1146         case BPF_JMP32 | BPF_JSLT | BPF_K: /* ((s32) dst < (s32) imm) */
1147                 mask = 0x4000; /* jl */
1148                 goto branch_ks;
1149         case BPF_JMP | BPF_JSGE | BPF_K: /* ((s64) dst >= (s64) imm) */
1150         case BPF_JMP32 | BPF_JSGE | BPF_K: /* ((s32) dst >= (s32) imm) */
1151                 mask = 0xa000; /* jhe */
1152                 goto branch_ks;
1153         case BPF_JMP | BPF_JSLE | BPF_K: /* ((s64) dst <= (s64) imm) */
1154         case BPF_JMP32 | BPF_JSLE | BPF_K: /* ((s32) dst <= (s32) imm) */
1155                 mask = 0xc000; /* jle */
1156                 goto branch_ks;
1157         case BPF_JMP | BPF_JGT | BPF_K: /* (dst_reg > imm) */
1158         case BPF_JMP32 | BPF_JGT | BPF_K: /* ((u32) dst_reg > (u32) imm) */
1159                 mask = 0x2000; /* jh */
1160                 goto branch_ku;
1161         case BPF_JMP | BPF_JLT | BPF_K: /* (dst_reg < imm) */
1162         case BPF_JMP32 | BPF_JLT | BPF_K: /* ((u32) dst_reg < (u32) imm) */
1163                 mask = 0x4000; /* jl */
1164                 goto branch_ku;
1165         case BPF_JMP | BPF_JGE | BPF_K: /* (dst_reg >= imm) */
1166         case BPF_JMP32 | BPF_JGE | BPF_K: /* ((u32) dst_reg >= (u32) imm) */
1167                 mask = 0xa000; /* jhe */
1168                 goto branch_ku;
1169         case BPF_JMP | BPF_JLE | BPF_K: /* (dst_reg <= imm) */
1170         case BPF_JMP32 | BPF_JLE | BPF_K: /* ((u32) dst_reg <= (u32) imm) */
1171                 mask = 0xc000; /* jle */
1172                 goto branch_ku;
1173         case BPF_JMP | BPF_JNE | BPF_K: /* (dst_reg != imm) */
1174         case BPF_JMP32 | BPF_JNE | BPF_K: /* ((u32) dst_reg != (u32) imm) */
1175                 mask = 0x7000; /* jne */
1176                 goto branch_ku;
1177         case BPF_JMP | BPF_JEQ | BPF_K: /* (dst_reg == imm) */
1178         case BPF_JMP32 | BPF_JEQ | BPF_K: /* ((u32) dst_reg == (u32) imm) */
1179                 mask = 0x8000; /* je */
1180                 goto branch_ku;
1181         case BPF_JMP | BPF_JSET | BPF_K: /* (dst_reg & imm) */
1182         case BPF_JMP32 | BPF_JSET | BPF_K: /* ((u32) dst_reg & (u32) imm) */
1183                 mask = 0x7000; /* jnz */
1184                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP32) {
1185                         /* llilf %w1,imm (load zero extend imm) */
1186                         EMIT6_IMM(0xc00f0000, REG_W1, imm);
1187                         /* nr %w1,%dst */
1188                         EMIT2(0x1400, REG_W1, dst_reg);
1189                 } else {
1190                         /* lgfi %w1,imm (load sign extend imm) */
1191                         EMIT6_IMM(0xc0010000, REG_W1, imm);
1192                         /* ngr %w1,%dst */
1193                         EMIT4(0xb9800000, REG_W1, dst_reg);
1194                 }
1195                 goto branch_oc;
1196
1197         case BPF_JMP | BPF_JSGT | BPF_X: /* ((s64) dst > (s64) src) */
1198         case BPF_JMP32 | BPF_JSGT | BPF_X: /* ((s32) dst > (s32) src) */
1199                 mask = 0x2000; /* jh */
1200                 goto branch_xs;
1201         case BPF_JMP | BPF_JSLT | BPF_X: /* ((s64) dst < (s64) src) */
1202         case BPF_JMP32 | BPF_JSLT | BPF_X: /* ((s32) dst < (s32) src) */
1203                 mask = 0x4000; /* jl */
1204                 goto branch_xs;
1205         case BPF_JMP | BPF_JSGE | BPF_X: /* ((s64) dst >= (s64) src) */
1206         case BPF_JMP32 | BPF_JSGE | BPF_X: /* ((s32) dst >= (s32) src) */
1207                 mask = 0xa000; /* jhe */
1208                 goto branch_xs;
1209         case BPF_JMP | BPF_JSLE | BPF_X: /* ((s64) dst <= (s64) src) */
1210         case BPF_JMP32 | BPF_JSLE | BPF_X: /* ((s32) dst <= (s32) src) */
1211                 mask = 0xc000; /* jle */
1212                 goto branch_xs;
1213         case BPF_JMP | BPF_JGT | BPF_X: /* (dst > src) */
1214         case BPF_JMP32 | BPF_JGT | BPF_X: /* ((u32) dst > (u32) src) */
1215                 mask = 0x2000; /* jh */
1216                 goto branch_xu;
1217         case BPF_JMP | BPF_JLT | BPF_X: /* (dst < src) */
1218         case BPF_JMP32 | BPF_JLT | BPF_X: /* ((u32) dst < (u32) src) */
1219                 mask = 0x4000; /* jl */
1220                 goto branch_xu;
1221         case BPF_JMP | BPF_JGE | BPF_X: /* (dst >= src) */
1222         case BPF_JMP32 | BPF_JGE | BPF_X: /* ((u32) dst >= (u32) src) */
1223                 mask = 0xa000; /* jhe */
1224                 goto branch_xu;
1225         case BPF_JMP | BPF_JLE | BPF_X: /* (dst <= src) */
1226         case BPF_JMP32 | BPF_JLE | BPF_X: /* ((u32) dst <= (u32) src) */
1227                 mask = 0xc000; /* jle */
1228                 goto branch_xu;
1229         case BPF_JMP | BPF_JNE | BPF_X: /* (dst != src) */
1230         case BPF_JMP32 | BPF_JNE | BPF_X: /* ((u32) dst != (u32) src) */
1231                 mask = 0x7000; /* jne */
1232                 goto branch_xu;
1233         case BPF_JMP | BPF_JEQ | BPF_X: /* (dst == src) */
1234         case BPF_JMP32 | BPF_JEQ | BPF_X: /* ((u32) dst == (u32) src) */
1235                 mask = 0x8000; /* je */
1236                 goto branch_xu;
1237         case BPF_JMP | BPF_JSET | BPF_X: /* (dst & src) */
1238         case BPF_JMP32 | BPF_JSET | BPF_X: /* ((u32) dst & (u32) src) */
1239         {
1240                 bool is_jmp32 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP32;
1241
1242                 mask = 0x7000; /* jnz */
1243                 /* nrk or ngrk %w1,%dst,%src */
1244                 EMIT4_RRF((is_jmp32 ? 0xb9f40000 : 0xb9e40000),
1245                           REG_W1, dst_reg, src_reg);
1246                 goto branch_oc;
1247 branch_ks:
1248                 is_jmp32 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP32;
1249                 /* lgfi %w1,imm (load sign extend imm) */
1250                 EMIT6_IMM(0xc0010000, REG_W1, imm);
1251                 /* crj or cgrj %dst,%w1,mask,off */
1252                 EMIT6_PCREL(0xec000000, (is_jmp32 ? 0x0076 : 0x0064),
1253                             dst_reg, REG_W1, i, off, mask);
1254                 break;
1255 branch_ku:
1256                 is_jmp32 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP32;
1257                 /* lgfi %w1,imm (load sign extend imm) */
1258                 EMIT6_IMM(0xc0010000, REG_W1, imm);
1259                 /* clrj or clgrj %dst,%w1,mask,off */
1260                 EMIT6_PCREL(0xec000000, (is_jmp32 ? 0x0077 : 0x0065),
1261                             dst_reg, REG_W1, i, off, mask);
1262                 break;
1263 branch_xs:
1264                 is_jmp32 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP32;
1265                 /* crj or cgrj %dst,%src,mask,off */
1266                 EMIT6_PCREL(0xec000000, (is_jmp32 ? 0x0076 : 0x0064),
1267                             dst_reg, src_reg, i, off, mask);
1268                 break;
1269 branch_xu:
1270                 is_jmp32 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP32;
1271                 /* clrj or clgrj %dst,%src,mask,off */
1272                 EMIT6_PCREL(0xec000000, (is_jmp32 ? 0x0077 : 0x0065),
1273                             dst_reg, src_reg, i, off, mask);
1274                 break;
1275 branch_oc:
1276                 /* brc mask,jmp_off (branch instruction needs 4 bytes) */
1277                 jmp_off = addrs[i + off + 1] - (addrs[i + 1] - 4);
1278                 EMIT4_PCREL(0xa7040000 | mask << 8, jmp_off);
1279                 break;
1280         }
1281         default: /* too complex, give up */
1282                 pr_err("Unknown opcode %02x\n", insn->code);
1283                 return -1;
1284         }
1285         return insn_count;
1286 }
1287
1288 /*
1289  * Compile eBPF program into s390x code
1290  */
1291 static int bpf_jit_prog(struct bpf_jit *jit, struct bpf_prog *fp,
1292                         bool extra_pass)
1293 {
1294         int i, insn_count;
1295
1296         jit->lit = jit->lit_start;
1297         jit->prg = 0;
1298
1299         bpf_jit_prologue(jit, fp->aux->stack_depth);
1300         for (i = 0; i < fp->len; i += insn_count) {
1301                 insn_count = bpf_jit_insn(jit, fp, i, extra_pass);
1302                 if (insn_count < 0)
1303                         return -1;
1304                 /* Next instruction address */
1305                 jit->addrs[i + insn_count] = jit->prg;
1306         }
1307         bpf_jit_epilogue(jit, fp->aux->stack_depth);
1308
1309         jit->lit_start = jit->prg;
1310         jit->size = jit->lit;
1311         jit->size_prg = jit->prg;
1312         return 0;
1313 }
1314
1315 bool bpf_jit_needs_zext(void)
1316 {
1317         return true;
1318 }
1319
1320 struct s390_jit_data {
1321         struct bpf_binary_header *header;
1322         struct bpf_jit ctx;
1323         int pass;
1324 };
1325
1326 /*
1327  * Compile eBPF program "fp"
1328  */
1329 struct bpf_prog *bpf_int_jit_compile(struct bpf_prog *fp)
1330 {
1331         struct bpf_prog *tmp, *orig_fp = fp;
1332         struct bpf_binary_header *header;
1333         struct s390_jit_data *jit_data;
1334         bool tmp_blinded = false;
1335         bool extra_pass = false;
1336         struct bpf_jit jit;
1337         int pass;
1338
1339         if (!fp->jit_requested)
1340                 return orig_fp;
1341
1342         tmp = bpf_jit_blind_constants(fp);
1343         /*
1344          * If blinding was requested and we failed during blinding,
1345          * we must fall back to the interpreter.
1346          */
1347         if (IS_ERR(tmp))
1348                 return orig_fp;
1349         if (tmp != fp) {
1350                 tmp_blinded = true;
1351                 fp = tmp;
1352         }
1353
1354         jit_data = fp->aux->jit_data;
1355         if (!jit_data) {
1356                 jit_data = kzalloc(sizeof(*jit_data), GFP_KERNEL);
1357                 if (!jit_data) {
1358                         fp = orig_fp;
1359                         goto out;
1360                 }
1361                 fp->aux->jit_data = jit_data;
1362         }
1363         if (jit_data->ctx.addrs) {
1364                 jit = jit_data->ctx;
1365                 header = jit_data->header;
1366                 extra_pass = true;
1367                 pass = jit_data->pass + 1;
1368                 goto skip_init_ctx;
1369         }
1370
1371         memset(&jit, 0, sizeof(jit));
1372         jit.addrs = kcalloc(fp->len + 1, sizeof(*jit.addrs), GFP_KERNEL);
1373         if (jit.addrs == NULL) {
1374                 fp = orig_fp;
1375                 goto out;
1376         }
1377         /*
1378          * Three initial passes:
1379          *   - 1/2: Determine clobbered registers
1380          *   - 3:   Calculate program size and addrs arrray
1381          */
1382         for (pass = 1; pass <= 3; pass++) {
1383                 if (bpf_jit_prog(&jit, fp, extra_pass)) {
1384                         fp = orig_fp;
1385                         goto free_addrs;
1386                 }
1387         }
1388         /*
1389          * Final pass: Allocate and generate program
1390          */
1391         if (jit.size >= BPF_SIZE_MAX) {
1392                 fp = orig_fp;
1393                 goto free_addrs;
1394         }
1395
1396         header = bpf_jit_binary_alloc(jit.size, &jit.prg_buf, 2, jit_fill_hole);
1397         if (!header) {
1398                 fp = orig_fp;
1399                 goto free_addrs;
1400         }
1401 skip_init_ctx:
1402         if (bpf_jit_prog(&jit, fp, extra_pass)) {
1403                 bpf_jit_binary_free(header);
1404                 fp = orig_fp;
1405                 goto free_addrs;
1406         }
1407         if (bpf_jit_enable > 1) {
1408                 bpf_jit_dump(fp->len, jit.size, pass, jit.prg_buf);
1409                 print_fn_code(jit.prg_buf, jit.size_prg);
1410         }
1411         if (!fp->is_func || extra_pass) {
1412                 bpf_jit_binary_lock_ro(header);
1413         } else {
1414                 jit_data->header = header;
1415                 jit_data->ctx = jit;
1416                 jit_data->pass = pass;
1417         }
1418         fp->bpf_func = (void *) jit.prg_buf;
1419         fp->jited = 1;
1420         fp->jited_len = jit.size;
1421
1422         if (!fp->is_func || extra_pass) {
1423                 bpf_prog_fill_jited_linfo(fp, jit.addrs + 1);
1424 free_addrs:
1425                 kfree(jit.addrs);
1426                 kfree(jit_data);
1427                 fp->aux->jit_data = NULL;
1428         }
1429 out:
1430         if (tmp_blinded)
1431                 bpf_jit_prog_release_other(fp, fp == orig_fp ?
1432                                            tmp : orig_fp);
1433         return fp;
1434 }