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         /* llgfr %dst,%dst (zero extend to 64 bit) */           \
 303         EMIT4(0xb9160000, b1, b1);                              \
 304         REG_SET_SEEN(b1);                                       \
 305 })
 306
 307 /*
 308  * Fill whole space with illegal instructions
 309  */
 310 static void jit_fill_hole(void *area, unsigned int size)
 311 {
 312         memset(area, 0, size);
 313 }
 314
 315 /*
 316  * Save registers from "rs" (register start) to "re" (register end) on stack
 317  */
 318 static void save_regs(struct bpf_jit *jit, u32 rs, u32 re)
 319 {
 320         u32 off = STK_OFF_R6 + (rs - 6) * 8;
 321
 322         if (rs == re)
 323                 /* stg %rs,off(%r15) */
 324                 _EMIT6(0xe300f000 | rs << 20 | off, 0x0024);
 325         else
 326                 /* stmg %rs,%re,off(%r15) */
 327                 _EMIT6_DISP(0xeb00f000 | rs << 20 | re << 16, 0x0024, off);
 328 }
 329
 330 /*
 331  * Restore registers from "rs" (register start) to "re" (register end) on stack
 332  */
 333 static void restore_regs(struct bpf_jit *jit, u32 rs, u32 re, u32 stack_depth)
 334 {
 335         u32 off = STK_OFF_R6 + (rs - 6) * 8;
 336
 337         if (jit->seen & SEEN_STACK)
 338                 off += STK_OFF + stack_depth;
 339
 340         if (rs == re)
 341                 /* lg %rs,off(%r15) */
 342                 _EMIT6(0xe300f000 | rs << 20 | off, 0x0004);
 343         else
 344                 /* lmg %rs,%re,off(%r15) */
 345                 _EMIT6_DISP(0xeb00f000 | rs << 20 | re << 16, 0x0004, off);
 346 }
 347
 348 /*
 349  * Return first seen register (from start)
 350  */
 351 static int get_start(struct bpf_jit *jit, int start)
 352 {
 353         int i;
 354
 355         for (i = start; i <= 15; i++) {
 356                 if (jit->seen_reg[i])
 357                         return i;
 358         }
 359         return 0;
 360 }
 361
 362 /*
 363  * Return last seen register (from start) (gap >= 2)
 364  */
 365 static int get_end(struct bpf_jit *jit, int start)
 366 {
 367         int i;
 368
 369         for (i = start; i < 15; i++) {
 370                 if (!jit->seen_reg[i] && !jit->seen_reg[i + 1])
 371                         return i - 1;
 372         }
 373         return jit->seen_reg[15] ? 15 : 14;
 374 }
 375
 376 #define REGS_SAVE       1
 377 #define REGS_RESTORE    0
 378 /*
 379  * Save and restore clobbered registers (6-15) on stack.
 380  * We save/restore registers in chunks with gap >= 2 registers.
 381  */
 382 static void save_restore_regs(struct bpf_jit *jit, int op, u32 stack_depth)
 383 {
 384
 385         int re = 6, rs;
 386
 387         do {
 388                 rs = get_start(jit, re);
 389                 if (!rs)
 390                         break;
 391                 re = get_end(jit, rs + 1);
 392                 if (op == REGS_SAVE)
 393                         save_regs(jit, rs, re);
 394                 else
 395                         restore_regs(jit, rs, re, stack_depth);
 396                 re++;
 397         } while (re <= 15);
 398 }
 399
 400 /*
 401  * Emit function prologue
 402  *
 403  * Save registers and create stack frame if necessary.
 404  * See stack frame layout desription in "bpf_jit.h"!
 405  */
 406 static void bpf_jit_prologue(struct bpf_jit *jit, u32 stack_depth)
 407 {
 408         if (jit->seen & SEEN_TAIL_CALL) {
 409                 /* xc STK_OFF_TCCNT(4,%r15),STK_OFF_TCCNT(%r15) */
 410                 _EMIT6(0xd703f000 | STK_OFF_TCCNT, 0xf000 | STK_OFF_TCCNT);
 411         } else {
 412                 /* j tail_call_start: NOP if no tail calls are used */
 413                 EMIT4_PCREL(0xa7f40000, 6);
 414                 _EMIT2(0);
 415         }
 416         /* Tail calls have to skip above initialization */
 417         jit->tail_call_start = jit->prg;
 418         /* Save registers */
 419         save_restore_regs(jit, REGS_SAVE, stack_depth);
 420         /* Setup literal pool */
 421         if (jit->seen & SEEN_LITERAL) {
 422                 /* basr %r13,0 */
 423                 EMIT2(0x0d00, REG_L, REG_0);
 424                 jit->base_ip = jit->prg;
 425         }
 426         /* Setup stack and backchain */
 427         if (jit->seen & SEEN_STACK) {
 428                 if (jit->seen & SEEN_FUNC)
 429                         /* lgr %w1,%r15 (backchain) */
 430                         EMIT4(0xb9040000, REG_W1, REG_15);
 431                 /* la %bfp,STK_160_UNUSED(%r15) (BPF frame pointer) */
 432                 EMIT4_DISP(0x41000000, BPF_REG_FP, REG_15, STK_160_UNUSED);
 433                 /* aghi %r15,-STK_OFF */
 434                 EMIT4_IMM(0xa70b0000, REG_15, -(STK_OFF + stack_depth));
 435                 if (jit->seen & SEEN_FUNC)
 436                         /* stg %w1,152(%r15) (backchain) */
 437                         EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0024, REG_W1, REG_0,
 438                                       REG_15, 152);
 439         }
 440 }
 441
 442 /*
 443  * Function epilogue
 444  */
 445 static void bpf_jit_epilogue(struct bpf_jit *jit, u32 stack_depth)
 446 {
 447         /* Return 0 */
 448         if (jit->seen & SEEN_RET0) {
 449                 jit->ret0_ip = jit->prg;
 450                 /* lghi %b0,0 */
 451                 EMIT4_IMM(0xa7090000, BPF_REG_0, 0);
 452         }
 453         jit->exit_ip = jit->prg;
 454         /* Load exit code: lgr %r2,%b0 */
 455         EMIT4(0xb9040000, REG_2, BPF_REG_0);
 456         /* Restore registers */
 457         save_restore_regs(jit, REGS_RESTORE, stack_depth);
 458         if (IS_ENABLED(CC_USING_EXPOLINE) && !nospec_disable) {
 459                 jit->r14_thunk_ip = jit->prg;
 460                 /* Generate __s390_indirect_jump_r14 thunk */
 461                 if (test_facility(35)) {
 462                         /* exrl %r0,.+10 */
 463                         EMIT6_PCREL_RIL(0xc6000000, jit->prg + 10);
 464                 } else {
 465                         /* larl %r1,.+14 */
 466                         EMIT6_PCREL_RILB(0xc0000000, REG_1, jit->prg + 14);
 467                         /* ex 0,0(%r1) */
 468                         EMIT4_DISP(0x44000000, REG_0, REG_1, 0);
 469                 }
 470                 /* j . */
 471                 EMIT4_PCREL(0xa7f40000, 0);
 472         }
 473         /* br %r14 */
 474         _EMIT2(0x07fe);
 475
 476         if (IS_ENABLED(CC_USING_EXPOLINE) && !nospec_disable &&
 477             (jit->seen & SEEN_FUNC)) {
 478                 jit->r1_thunk_ip = jit->prg;
 479                 /* Generate __s390_indirect_jump_r1 thunk */
 480                 if (test_facility(35)) {
 481                         /* exrl %r0,.+10 */
 482                         EMIT6_PCREL_RIL(0xc6000000, jit->prg + 10);
 483                         /* j . */
 484                         EMIT4_PCREL(0xa7f40000, 0);
 485                         /* br %r1 */
 486                         _EMIT2(0x07f1);
 487                 } else {
 488                         /* larl %r1,.+14 */
 489                         EMIT6_PCREL_RILB(0xc0000000, REG_1, jit->prg + 14);
 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, int i)
 506 {
 507         struct bpf_insn *insn = &fp->insnsi[i];
 508         int jmp_off, last, insn_count = 1;
 509         u32 dst_reg = insn->dst_reg;
 510         u32 src_reg = insn->src_reg;
 511         u32 *addrs = jit->addrs;
 512         s32 imm = insn->imm;
 513         s16 off = insn->off;
 514         unsigned int mask;
 515
 516         if (dst_reg == BPF_REG_AX || src_reg == BPF_REG_AX)
 517                 jit->seen |= SEEN_REG_AX;
 518         switch (insn->code) {
 519         /*
 520          * BPF_MOV
 521          */
 522         case BPF_ALU | BPF_MOV | BPF_X: /* dst = (u32) src */
 523                 /* llgfr %dst,%src */
 524                 EMIT4(0xb9160000, dst_reg, src_reg);
 525                 break;
 526         case BPF_ALU64 | BPF_MOV | BPF_X: /* dst = src */
 527                 /* lgr %dst,%src */
 528                 EMIT4(0xb9040000, dst_reg, src_reg);
 529                 break;
 530         case BPF_ALU | BPF_MOV | BPF_K: /* dst = (u32) imm */
 531                 /* llilf %dst,imm */
 532                 EMIT6_IMM(0xc00f0000, dst_reg, imm);
 533                 break;
 534         case BPF_ALU64 | BPF_MOV | BPF_K: /* dst = imm */
 535                 /* lgfi %dst,imm */
 536                 EMIT6_IMM(0xc0010000, dst_reg, imm);
 537                 break;
 538         /*
 539          * BPF_LD 64
 540          */
 541         case BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW: /* dst = (u64) imm */
 542         {
 543                 /* 16 byte instruction that uses two 'struct bpf_insn' */
 544                 u64 imm64;
 545
 546                 imm64 = (u64)(u32) insn[0].imm | ((u64)(u32) insn[1].imm) << 32;
 547                 /* lg %dst,<d(imm)>(%l) */
 548                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0004, dst_reg, REG_0, REG_L,
 549                               EMIT_CONST_U64(imm64));
 550                 insn_count = 2;
 551                 break;
 552         }
 553         /*
 554          * BPF_ADD
 555          */
 556         case BPF_ALU | BPF_ADD | BPF_X: /* dst = (u32) dst + (u32) src */
 557                 /* ar %dst,%src */
 558                 EMIT2(0x1a00, dst_reg, src_reg);
 559                 EMIT_ZERO(dst_reg);
 560                 break;
 561         case BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X: /* dst = dst + src */
 562                 /* agr %dst,%src */
 563                 EMIT4(0xb9080000, dst_reg, src_reg);
 564                 break;
 565         case BPF_ALU | BPF_ADD | BPF_K: /* dst = (u32) dst + (u32) imm */
 566                 if (!imm)
 567                         break;
 568                 /* alfi %dst,imm */
 569                 EMIT6_IMM(0xc20b0000, dst_reg, imm);
 570                 EMIT_ZERO(dst_reg);
 571                 break;
 572         case BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_K: /* dst = dst + imm */
 573                 if (!imm)
 574                         break;
 575                 /* agfi %dst,imm */
 576                 EMIT6_IMM(0xc2080000, dst_reg, imm);
 577                 break;
 578         /*
 579          * BPF_SUB
 580          */
 581         case BPF_ALU | BPF_SUB | BPF_X: /* dst = (u32) dst - (u32) src */
 582                 /* sr %dst,%src */
 583                 EMIT2(0x1b00, dst_reg, src_reg);
 584                 EMIT_ZERO(dst_reg);
 585                 break;
 586         case BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X: /* dst = dst - src */
 587                 /* sgr %dst,%src */
 588                 EMIT4(0xb9090000, dst_reg, src_reg);
 589                 break;
 590         case BPF_ALU | BPF_SUB | BPF_K: /* dst = (u32) dst - (u32) imm */
 591                 if (!imm)
 592                         break;
 593                 /* alfi %dst,-imm */
 594                 EMIT6_IMM(0xc20b0000, dst_reg, -imm);
 595                 EMIT_ZERO(dst_reg);
 596                 break;
 597         case BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_K: /* dst = dst - imm */
 598                 if (!imm)
 599                         break;
 600                 /* agfi %dst,-imm */
 601                 EMIT6_IMM(0xc2080000, dst_reg, -imm);
 602                 break;
 603         /*
 604          * BPF_MUL
 605          */
 606         case BPF_ALU | BPF_MUL | BPF_X: /* dst = (u32) dst * (u32) src */
 607                 /* msr %dst,%src */
 608                 EMIT4(0xb2520000, dst_reg, src_reg);
 609                 EMIT_ZERO(dst_reg);
 610                 break;
 611         case BPF_ALU64 | BPF_MUL | BPF_X: /* dst = dst * src */
 612                 /* msgr %dst,%src */
 613                 EMIT4(0xb90c0000, dst_reg, src_reg);
 614                 break;
 615         case BPF_ALU | BPF_MUL | BPF_K: /* dst = (u32) dst * (u32) imm */
 616                 if (imm == 1)
 617                         break;
 618                 /* msfi %r5,imm */
 619                 EMIT6_IMM(0xc2010000, dst_reg, imm);
 620                 EMIT_ZERO(dst_reg);
 621                 break;
 622         case BPF_ALU64 | BPF_MUL | BPF_K: /* dst = dst * imm */
 623                 if (imm == 1)
 624                         break;
 625                 /* msgfi %dst,imm */
 626                 EMIT6_IMM(0xc2000000, dst_reg, imm);
 627                 break;
 628         /*
 629          * BPF_DIV / BPF_MOD
 630          */
 631         case BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_X: /* dst = (u32) dst / (u32) src */
 632         case BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_X: /* dst = (u32) dst % (u32) src */
 633         {
 634                 int rc_reg = BPF_OP(insn->code) == BPF_DIV ? REG_W1 : REG_W0;
 635
 636                 /* lhi %w0,0 */
 637                 EMIT4_IMM(0xa7080000, REG_W0, 0);
 638                 /* lr %w1,%dst */
 639                 EMIT2(0x1800, REG_W1, dst_reg);
 640                 /* dlr %w0,%src */
 641                 EMIT4(0xb9970000, REG_W0, src_reg);
 642                 /* llgfr %dst,%rc */
 643                 EMIT4(0xb9160000, dst_reg, rc_reg);
 644                 break;
 645         }
 646         case BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_X: /* dst = dst / src */
 647         case BPF_ALU64 | BPF_MOD | BPF_X: /* dst = dst % src */
 648         {
 649                 int rc_reg = BPF_OP(insn->code) == BPF_DIV ? REG_W1 : REG_W0;
 650
 651                 /* lghi %w0,0 */
 652                 EMIT4_IMM(0xa7090000, REG_W0, 0);
 653                 /* lgr %w1,%dst */
 654                 EMIT4(0xb9040000, REG_W1, dst_reg);
 655                 /* dlgr %w0,%dst */
 656                 EMIT4(0xb9870000, REG_W0, src_reg);
 657                 /* lgr %dst,%rc */
 658                 EMIT4(0xb9040000, dst_reg, rc_reg);
 659                 break;
 660         }
 661         case BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_K: /* dst = (u32) dst / (u32) imm */
 662         case BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_K: /* dst = (u32) dst % (u32) imm */
 663         {
 664                 int rc_reg = BPF_OP(insn->code) == BPF_DIV ? REG_W1 : REG_W0;
 665
 666                 if (imm == 1) {
 667                         if (BPF_OP(insn->code) == BPF_MOD)
 668                                 /* lhgi %dst,0 */
 669                                 EMIT4_IMM(0xa7090000, dst_reg, 0);
 670                         break;
 671                 }
 672                 /* lhi %w0,0 */
 673                 EMIT4_IMM(0xa7080000, REG_W0, 0);
 674                 /* lr %w1,%dst */
 675                 EMIT2(0x1800, REG_W1, dst_reg);
 676                 /* dl %w0,<d(imm)>(%l) */
 677                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0097, REG_W0, REG_0, REG_L,
 678                               EMIT_CONST_U32(imm));
 679                 /* llgfr %dst,%rc */
 680                 EMIT4(0xb9160000, dst_reg, rc_reg);
 681                 break;
 682         }
 683         case BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_K: /* dst = dst / imm */
 684         case BPF_ALU64 | BPF_MOD | BPF_K: /* dst = dst % imm */
 685         {
 686                 int rc_reg = BPF_OP(insn->code) == BPF_DIV ? REG_W1 : REG_W0;
 687
 688                 if (imm == 1) {
 689                         if (BPF_OP(insn->code) == BPF_MOD)
 690                                 /* lhgi %dst,0 */
 691                                 EMIT4_IMM(0xa7090000, dst_reg, 0);
 692                         break;
 693                 }
 694                 /* lghi %w0,0 */
 695                 EMIT4_IMM(0xa7090000, REG_W0, 0);
 696                 /* lgr %w1,%dst */
 697                 EMIT4(0xb9040000, REG_W1, dst_reg);
 698                 /* dlg %w0,<d(imm)>(%l) */
 699                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0087, REG_W0, REG_0, REG_L,
 700                               EMIT_CONST_U64(imm));
 701                 /* lgr %dst,%rc */
 702                 EMIT4(0xb9040000, dst_reg, rc_reg);
 703                 break;
 704         }
 705         /*
 706          * BPF_AND
 707          */
 708         case BPF_ALU | BPF_AND | BPF_X: /* dst = (u32) dst & (u32) src */
 709                 /* nr %dst,%src */
 710                 EMIT2(0x1400, dst_reg, src_reg);
 711                 EMIT_ZERO(dst_reg);
 712                 break;
 713         case BPF_ALU64 | BPF_AND | BPF_X: /* dst = dst & src */
 714                 /* ngr %dst,%src */
 715                 EMIT4(0xb9800000, dst_reg, src_reg);
 716                 break;
 717         case BPF_ALU | BPF_AND | BPF_K: /* dst = (u32) dst & (u32) imm */
 718                 /* nilf %dst,imm */
 719                 EMIT6_IMM(0xc00b0000, dst_reg, imm);
 720                 EMIT_ZERO(dst_reg);
 721                 break;
 722         case BPF_ALU64 | BPF_AND | BPF_K: /* dst = dst & imm */
 723                 /* ng %dst,<d(imm)>(%l) */
 724                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0080, dst_reg, REG_0, REG_L,
 725                               EMIT_CONST_U64(imm));
 726                 break;
 727         /*
 728          * BPF_OR
 729          */
 730         case BPF_ALU | BPF_OR | BPF_X: /* dst = (u32) dst | (u32) src */
 731                 /* or %dst,%src */
 732                 EMIT2(0x1600, dst_reg, src_reg);
 733                 EMIT_ZERO(dst_reg);
 734                 break;
 735         case BPF_ALU64 | BPF_OR | BPF_X: /* dst = dst | src */
 736                 /* ogr %dst,%src */
 737                 EMIT4(0xb9810000, dst_reg, src_reg);
 738                 break;
 739         case BPF_ALU | BPF_OR | BPF_K: /* dst = (u32) dst | (u32) imm */
 740                 /* oilf %dst,imm */
 741                 EMIT6_IMM(0xc00d0000, dst_reg, imm);
 742                 EMIT_ZERO(dst_reg);
 743                 break;
 744         case BPF_ALU64 | BPF_OR | BPF_K: /* dst = dst | imm */
 745                 /* og %dst,<d(imm)>(%l) */
 746                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0081, dst_reg, REG_0, REG_L,
 747                               EMIT_CONST_U64(imm));
 748                 break;
 749         /*
 750          * BPF_XOR
 751          */
 752         case BPF_ALU | BPF_XOR | BPF_X: /* dst = (u32) dst ^ (u32) src */
 753                 /* xr %dst,%src */
 754                 EMIT2(0x1700, dst_reg, src_reg);
 755                 EMIT_ZERO(dst_reg);
 756                 break;
 757         case BPF_ALU64 | BPF_XOR | BPF_X: /* dst = dst ^ src */
 758                 /* xgr %dst,%src */
 759                 EMIT4(0xb9820000, dst_reg, src_reg);
 760                 break;
 761         case BPF_ALU | BPF_XOR | BPF_K: /* dst = (u32) dst ^ (u32) imm */
 762                 if (!imm)
 763                         break;
 764                 /* xilf %dst,imm */
 765                 EMIT6_IMM(0xc0070000, dst_reg, imm);
 766                 EMIT_ZERO(dst_reg);
 767                 break;
 768         case BPF_ALU64 | BPF_XOR | BPF_K: /* dst = dst ^ imm */
 769                 /* xg %dst,<d(imm)>(%l) */
 770                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0082, dst_reg, REG_0, REG_L,
 771                               EMIT_CONST_U64(imm));
 772                 break;
 773         /*
 774          * BPF_LSH
 775          */
 776         case BPF_ALU | BPF_LSH | BPF_X: /* dst = (u32) dst << (u32) src */
 777                 /* sll %dst,0(%src) */
 778                 EMIT4_DISP(0x89000000, dst_reg, src_reg, 0);
 779                 EMIT_ZERO(dst_reg);
 780                 break;
 781         case BPF_ALU64 | BPF_LSH | BPF_X: /* dst = dst << src */
 782                 /* sllg %dst,%dst,0(%src) */
 783                 EMIT6_DISP_LH(0xeb000000, 0x000d, dst_reg, dst_reg, src_reg, 0);
 784                 break;
 785         case BPF_ALU | BPF_LSH | BPF_K: /* dst = (u32) dst << (u32) imm */
 786                 if (imm == 0)
 787                         break;
 788                 /* sll %dst,imm(%r0) */
 789                 EMIT4_DISP(0x89000000, dst_reg, REG_0, imm);
 790                 EMIT_ZERO(dst_reg);
 791                 break;
 792         case BPF_ALU64 | BPF_LSH | BPF_K: /* dst = dst << imm */
 793                 if (imm == 0)
 794                         break;
 795                 /* sllg %dst,%dst,imm(%r0) */
 796                 EMIT6_DISP_LH(0xeb000000, 0x000d, dst_reg, dst_reg, REG_0, imm);
 797                 break;
 798         /*
 799          * BPF_RSH
 800          */
 801         case BPF_ALU | BPF_RSH | BPF_X: /* dst = (u32) dst >> (u32) src */
 802                 /* srl %dst,0(%src) */
 803                 EMIT4_DISP(0x88000000, dst_reg, src_reg, 0);
 804                 EMIT_ZERO(dst_reg);
 805                 break;
 806         case BPF_ALU64 | BPF_RSH | BPF_X: /* dst = dst >> src */
 807                 /* srlg %dst,%dst,0(%src) */
 808                 EMIT6_DISP_LH(0xeb000000, 0x000c, dst_reg, dst_reg, src_reg, 0);
 809                 break;
 810         case BPF_ALU | BPF_RSH | BPF_K: /* dst = (u32) dst >> (u32) imm */
 811                 if (imm == 0)
 812                         break;
 813                 /* srl %dst,imm(%r0) */
 814                 EMIT4_DISP(0x88000000, dst_reg, REG_0, imm);
 815                 EMIT_ZERO(dst_reg);
 816                 break;
 817         case BPF_ALU64 | BPF_RSH | BPF_K: /* dst = dst >> imm */
 818                 if (imm == 0)
 819                         break;
 820                 /* srlg %dst,%dst,imm(%r0) */
 821                 EMIT6_DISP_LH(0xeb000000, 0x000c, dst_reg, dst_reg, REG_0, imm);
 822                 break;
 823         /*
 824          * BPF_ARSH
 825          */
 826         case BPF_ALU64 | BPF_ARSH | BPF_X: /* ((s64) dst) >>= src */
 827                 /* srag %dst,%dst,0(%src) */
 828                 EMIT6_DISP_LH(0xeb000000, 0x000a, dst_reg, dst_reg, src_reg, 0);
 829                 break;
 830         case BPF_ALU64 | BPF_ARSH | BPF_K: /* ((s64) dst) >>= imm */
 831                 if (imm == 0)
 832                         break;
 833                 /* srag %dst,%dst,imm(%r0) */
 834                 EMIT6_DISP_LH(0xeb000000, 0x000a, dst_reg, dst_reg, REG_0, imm);
 835                 break;
 836         /*
 837          * BPF_NEG
 838          */
 839         case BPF_ALU | BPF_NEG: /* dst = (u32) -dst */
 840                 /* lcr %dst,%dst */
 841                 EMIT2(0x1300, dst_reg, dst_reg);
 842                 EMIT_ZERO(dst_reg);
 843                 break;
 844         case BPF_ALU64 | BPF_NEG: /* dst = -dst */
 845                 /* lcgr %dst,%dst */
 846                 EMIT4(0xb9130000, dst_reg, dst_reg);
 847                 break;
 848         /*
 849          * BPF_FROM_BE/LE
 850          */
 851         case BPF_ALU | BPF_END | BPF_FROM_BE:
 852                 /* s390 is big endian, therefore only clear high order bytes */
 853                 switch (imm) {
 854                 case 16: /* dst = (u16) cpu_to_be16(dst) */
 855                         /* llghr %dst,%dst */
 856                         EMIT4(0xb9850000, dst_reg, dst_reg);
 857                         break;
 858                 case 32: /* dst = (u32) cpu_to_be32(dst) */
 859                         /* llgfr %dst,%dst */
 860                         EMIT4(0xb9160000, dst_reg, dst_reg);
 861                         break;
 862                 case 64: /* dst = (u64) cpu_to_be64(dst) */
 863                         break;
 864                 }
 865                 break;
 866         case BPF_ALU | BPF_END | BPF_FROM_LE:
 867                 switch (imm) {
 868                 case 16: /* dst = (u16) cpu_to_le16(dst) */
 869                         /* lrvr %dst,%dst */
 870                         EMIT4(0xb91f0000, dst_reg, dst_reg);
 871                         /* srl %dst,16(%r0) */
 872                         EMIT4_DISP(0x88000000, dst_reg, REG_0, 16);
 873                         /* llghr %dst,%dst */
 874                         EMIT4(0xb9850000, dst_reg, dst_reg);
 875                         break;
 876                 case 32: /* dst = (u32) cpu_to_le32(dst) */
 877                         /* lrvr %dst,%dst */
 878                         EMIT4(0xb91f0000, dst_reg, dst_reg);
 879                         /* llgfr %dst,%dst */
 880                         EMIT4(0xb9160000, dst_reg, dst_reg);
 881                         break;
 882                 case 64: /* dst = (u64) cpu_to_le64(dst) */
 883                         /* lrvgr %dst,%dst */
 884                         EMIT4(0xb90f0000, dst_reg, dst_reg);
 885                         break;
 886                 }
 887                 break;
 888         /*
 889          * BPF_ST(X)
 890          */
 891         case BPF_STX | BPF_MEM | BPF_B: /* *(u8 *)(dst + off) = src_reg */
 892                 /* stcy %src,off(%dst) */
 893                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0072, src_reg, dst_reg, REG_0, off);
 894                 jit->seen |= SEEN_MEM;
 895                 break;
 896         case BPF_STX | BPF_MEM | BPF_H: /* (u16 *)(dst + off) = src */
 897                 /* sthy %src,off(%dst) */
 898                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0070, src_reg, dst_reg, REG_0, off);
 899                 jit->seen |= SEEN_MEM;
 900                 break;
 901         case BPF_STX | BPF_MEM | BPF_W: /* *(u32 *)(dst + off) = src */
 902                 /* sty %src,off(%dst) */
 903                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0050, src_reg, dst_reg, REG_0, off);
 904                 jit->seen |= SEEN_MEM;
 905                 break;
 906         case BPF_STX | BPF_MEM | BPF_DW: /* (u64 *)(dst + off) = src */
 907                 /* stg %src,off(%dst) */
 908                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0024, src_reg, dst_reg, REG_0, off);
 909                 jit->seen |= SEEN_MEM;
 910                 break;
 911         case BPF_ST | BPF_MEM | BPF_B: /* *(u8 *)(dst + off) = imm */
 912                 /* lhi %w0,imm */
 913                 EMIT4_IMM(0xa7080000, REG_W0, (u8) imm);
 914                 /* stcy %w0,off(dst) */
 915                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0072, REG_W0, dst_reg, REG_0, off);
 916                 jit->seen |= SEEN_MEM;
 917                 break;
 918         case BPF_ST | BPF_MEM | BPF_H: /* (u16 *)(dst + off) = imm */
 919                 /* lhi %w0,imm */
 920                 EMIT4_IMM(0xa7080000, REG_W0, (u16) imm);
 921                 /* sthy %w0,off(dst) */
 922                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0070, REG_W0, dst_reg, REG_0, off);
 923                 jit->seen |= SEEN_MEM;
 924                 break;
 925         case BPF_ST | BPF_MEM | BPF_W: /* *(u32 *)(dst + off) = imm */
 926                 /* llilf %w0,imm  */
 927                 EMIT6_IMM(0xc00f0000, REG_W0, (u32) imm);
 928                 /* sty %w0,off(%dst) */
 929                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0050, REG_W0, dst_reg, REG_0, off);
 930                 jit->seen |= SEEN_MEM;
 931                 break;
 932         case BPF_ST | BPF_MEM | BPF_DW: /* *(u64 *)(dst + off) = imm */
 933                 /* lgfi %w0,imm */
 934                 EMIT6_IMM(0xc0010000, REG_W0, imm);
 935                 /* stg %w0,off(%dst) */
 936                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0024, REG_W0, dst_reg, REG_0, off);
 937                 jit->seen |= SEEN_MEM;
 938                 break;
 939         /*
 940          * BPF_STX XADD (atomic_add)
 941          */
 942         case BPF_STX | BPF_XADD | BPF_W: /* *(u32 *)(dst + off) += src */
 943                 /* laal %w0,%src,off(%dst) */
 944                 EMIT6_DISP_LH(0xeb000000, 0x00fa, REG_W0, src_reg,
 945                               dst_reg, off);
 946                 jit->seen |= SEEN_MEM;
 947                 break;
 948         case BPF_STX | BPF_XADD | BPF_DW: /* *(u64 *)(dst + off) += src */
 949                 /* laalg %w0,%src,off(%dst) */
 950                 EMIT6_DISP_LH(0xeb000000, 0x00ea, REG_W0, src_reg,
 951                               dst_reg, off);
 952                 jit->seen |= SEEN_MEM;
 953                 break;
 954         /*
 955          * BPF_LDX
 956          */
 957         case BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_B: /* dst = *(u8 *)(ul) (src + off) */
 958                 /* llgc %dst,0(off,%src) */
 959                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0090, dst_reg, src_reg, REG_0, off);
 960                 jit->seen |= SEEN_MEM;
 961                 break;
 962         case BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_H: /* dst = *(u16 *)(ul) (src + off) */
 963                 /* llgh %dst,0(off,%src) */
 964                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0091, dst_reg, src_reg, REG_0, off);
 965                 jit->seen |= SEEN_MEM;
 966                 break;
 967         case BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_W: /* dst = *(u32 *)(ul) (src + off) */
 968                 /* llgf %dst,off(%src) */
 969                 jit->seen |= SEEN_MEM;
 970                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0016, dst_reg, src_reg, REG_0, off);
 971                 break;
 972         case BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_DW: /* dst = *(u64 *)(ul) (src + off) */
 973                 /* lg %dst,0(off,%src) */
 974                 jit->seen |= SEEN_MEM;
 975                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0004, dst_reg, src_reg, REG_0, off);
 976                 break;
 977         /*
 978          * BPF_JMP / CALL
 979          */
 980         case BPF_JMP | BPF_CALL:
 981         {
 982                 /*
 983                  * b0 = (__bpf_call_base + imm)(b1, b2, b3, b4, b5)
 984                  */
 985                 const u64 func = (u64)__bpf_call_base + imm;
 986
 987                 REG_SET_SEEN(BPF_REG_5);
 988                 jit->seen |= SEEN_FUNC;
 989                 /* lg %w1,<d(imm)>(%l) */
 990                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0004, REG_W1, REG_0, REG_L,
 991                               EMIT_CONST_U64(func));
 992                 if (IS_ENABLED(CC_USING_EXPOLINE) && !nospec_disable) {
 993                         /* brasl %r14,__s390_indirect_jump_r1 */
 994                         EMIT6_PCREL_RILB(0xc0050000, REG_14, jit->r1_thunk_ip);
 995                 } else {
 996                         /* basr %r14,%w1 */
 997                         EMIT2(0x0d00, REG_14, REG_W1);
 998                 }
 999                 /* lgr %b0,%r2: load return value into %b0 */
1000                 EMIT4(0xb9040000, BPF_REG_0, REG_2);
1001                 break;
1002         }
1003         case BPF_JMP | BPF_TAIL_CALL:
1004                 /*
1005                  * Implicit input:
1006                  *  B1: pointer to ctx
1007                  *  B2: pointer to bpf_array
1008                  *  B3: index in bpf_array
1009                  */
1010                 jit->seen |= SEEN_TAIL_CALL;
1011
1012                 /*
1013                  * if (index >= array->map.max_entries)
1014                  *         goto out;
1015                  */
1016
1017                 /* llgf %w1,map.max_entries(%b2) */
1018                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0016, REG_W1, REG_0, BPF_REG_2,
1019                               offsetof(struct bpf_array, map.max_entries));
1020                 /* clgrj %b3,%w1,0xa,label0: if %b3 >= %w1 goto out */
1021                 EMIT6_PCREL_LABEL(0xec000000, 0x0065, BPF_REG_3,
1022                                   REG_W1, 0, 0xa);
1023
1024                 /*
1025                  * if (tail_call_cnt++ > MAX_TAIL_CALL_CNT)
1026                  *         goto out;
1027                  */
1028
1029                 if (jit->seen & SEEN_STACK)
1030                         off = STK_OFF_TCCNT + STK_OFF + fp->aux->stack_depth;
1031                 else
1032                         off = STK_OFF_TCCNT;
1033                 /* lhi %w0,1 */
1034                 EMIT4_IMM(0xa7080000, REG_W0, 1);
1035                 /* laal %w1,%w0,off(%r15) */
1036                 EMIT6_DISP_LH(0xeb000000, 0x00fa, REG_W1, REG_W0, REG_15, off);
1037                 /* clij %w1,MAX_TAIL_CALL_CNT,0x2,label0 */
1038                 EMIT6_PCREL_IMM_LABEL(0xec000000, 0x007f, REG_W1,
1039                                       MAX_TAIL_CALL_CNT, 0, 0x2);
1040
1041                 /*
1042                  * prog = array->ptrs[index];
1043                  * if (prog == NULL)
1044                  *         goto out;
1045                  */
1046
1047                 /* sllg %r1,%b3,3: %r1 = index * 8 */
1048                 EMIT6_DISP_LH(0xeb000000, 0x000d, REG_1, BPF_REG_3, REG_0, 3);
1049                 /* lg %r1,prog(%b2,%r1) */
1050                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0004, REG_1, BPF_REG_2,
1051                               REG_1, offsetof(struct bpf_array, ptrs));
1052                 /* clgij %r1,0,0x8,label0 */
1053                 EMIT6_PCREL_IMM_LABEL(0xec000000, 0x007d, REG_1, 0, 0, 0x8);
1054
1055                 /*
1056                  * Restore registers before calling function
1057                  */
1058                 save_restore_regs(jit, REGS_RESTORE, fp->aux->stack_depth);
1059
1060                 /*
1061                  * goto *(prog->bpf_func + tail_call_start);
1062                  */
1063
1064                 /* lg %r1,bpf_func(%r1) */
1065                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0004, REG_1, REG_1, REG_0,
1066                               offsetof(struct bpf_prog, bpf_func));
1067                 /* bc 0xf,tail_call_start(%r1) */
1068                 _EMIT4(0x47f01000 + jit->tail_call_start);
1069                 /* out: */
1070                 jit->labels[0] = jit->prg;
1071                 break;
1072         case BPF_JMP | BPF_EXIT: /* return b0 */
1073                 last = (i == fp->len - 1) ? 1 : 0;
1074                 if (last && !(jit->seen & SEEN_RET0))
1075                         break;
1076                 /* j <exit> */
1077                 EMIT4_PCREL(0xa7f40000, jit->exit_ip - jit->prg);
1078                 break;
1079         /*
1080          * Branch relative (number of skipped instructions) to offset on
1081          * condition.
1082          *
1083          * Condition code to mask mapping:
1084          *
1085          * CC | Description        | Mask
1086          * ------------------------------
1087          * 0  | Operands equal     |    8
1088          * 1  | First operand low  |    4
1089          * 2  | First operand high |    2
1090          * 3  | Unused             |    1
1091          *
1092          * For s390x relative branches: ip = ip + off_bytes
1093          * For BPF relative branches:   insn = insn + off_insns + 1
1094          *
1095          * For example for s390x with offset 0 we jump to the branch
1096          * instruction itself (loop) and for BPF with offset 0 we
1097          * branch to the instruction behind the branch.
1098          */
1099         case BPF_JMP | BPF_JA: /* if (true) */
1100                 mask = 0xf000; /* j */
1101                 goto branch_oc;
1102         case BPF_JMP | BPF_JSGT | BPF_K: /* ((s64) dst > (s64) imm) */
1103                 mask = 0x2000; /* jh */
1104                 goto branch_ks;
1105         case BPF_JMP | BPF_JSLT | BPF_K: /* ((s64) dst < (s64) imm) */
1106                 mask = 0x4000; /* jl */
1107                 goto branch_ks;
1108         case BPF_JMP | BPF_JSGE | BPF_K: /* ((s64) dst >= (s64) imm) */
1109                 mask = 0xa000; /* jhe */
1110                 goto branch_ks;
1111         case BPF_JMP | BPF_JSLE | BPF_K: /* ((s64) dst <= (s64) imm) */
1112                 mask = 0xc000; /* jle */
1113                 goto branch_ks;
1114         case BPF_JMP | BPF_JGT | BPF_K: /* (dst_reg > imm) */
1115                 mask = 0x2000; /* jh */
1116                 goto branch_ku;
1117         case BPF_JMP | BPF_JLT | BPF_K: /* (dst_reg < imm) */
1118                 mask = 0x4000; /* jl */
1119                 goto branch_ku;
1120         case BPF_JMP | BPF_JGE | BPF_K: /* (dst_reg >= imm) */
1121                 mask = 0xa000; /* jhe */
1122                 goto branch_ku;
1123         case BPF_JMP | BPF_JLE | BPF_K: /* (dst_reg <= imm) */
1124                 mask = 0xc000; /* jle */
1125                 goto branch_ku;
1126         case BPF_JMP | BPF_JNE | BPF_K: /* (dst_reg != imm) */
1127                 mask = 0x7000; /* jne */
1128                 goto branch_ku;
1129         case BPF_JMP | BPF_JEQ | BPF_K: /* (dst_reg == imm) */
1130                 mask = 0x8000; /* je */
1131                 goto branch_ku;
1132         case BPF_JMP | BPF_JSET | BPF_K: /* (dst_reg & imm) */
1133                 mask = 0x7000; /* jnz */
1134                 /* lgfi %w1,imm (load sign extend imm) */
1135                 EMIT6_IMM(0xc0010000, REG_W1, imm);
1136                 /* ngr %w1,%dst */
1137                 EMIT4(0xb9800000, REG_W1, dst_reg);
1138                 goto branch_oc;
1139
1140         case BPF_JMP | BPF_JSGT | BPF_X: /* ((s64) dst > (s64) src) */
1141                 mask = 0x2000; /* jh */
1142                 goto branch_xs;
1143         case BPF_JMP | BPF_JSLT | BPF_X: /* ((s64) dst < (s64) src) */
1144                 mask = 0x4000; /* jl */
1145                 goto branch_xs;
1146         case BPF_JMP | BPF_JSGE | BPF_X: /* ((s64) dst >= (s64) src) */
1147                 mask = 0xa000; /* jhe */
1148                 goto branch_xs;
1149         case BPF_JMP | BPF_JSLE | BPF_X: /* ((s64) dst <= (s64) src) */
1150                 mask = 0xc000; /* jle */
1151                 goto branch_xs;
1152         case BPF_JMP | BPF_JGT | BPF_X: /* (dst > src) */
1153                 mask = 0x2000; /* jh */
1154                 goto branch_xu;
1155         case BPF_JMP | BPF_JLT | BPF_X: /* (dst < src) */
1156                 mask = 0x4000; /* jl */
1157                 goto branch_xu;
1158         case BPF_JMP | BPF_JGE | BPF_X: /* (dst >= src) */
1159                 mask = 0xa000; /* jhe */
1160                 goto branch_xu;
1161         case BPF_JMP | BPF_JLE | BPF_X: /* (dst <= src) */
1162                 mask = 0xc000; /* jle */
1163                 goto branch_xu;
1164         case BPF_JMP | BPF_JNE | BPF_X: /* (dst != src) */
1165                 mask = 0x7000; /* jne */
1166                 goto branch_xu;
1167         case BPF_JMP | BPF_JEQ | BPF_X: /* (dst == src) */
1168                 mask = 0x8000; /* je */
1169                 goto branch_xu;
1170         case BPF_JMP | BPF_JSET | BPF_X: /* (dst & src) */
1171                 mask = 0x7000; /* jnz */
1172                 /* ngrk %w1,%dst,%src */
1173                 EMIT4_RRF(0xb9e40000, REG_W1, dst_reg, src_reg);
1174                 goto branch_oc;
1175 branch_ks:
1176                 /* lgfi %w1,imm (load sign extend imm) */
1177                 EMIT6_IMM(0xc0010000, REG_W1, imm);
1178                 /* cgrj %dst,%w1,mask,off */
1179                 EMIT6_PCREL(0xec000000, 0x0064, dst_reg, REG_W1, i, off, mask);
1180                 break;
1181 branch_ku:
1182                 /* lgfi %w1,imm (load sign extend imm) */
1183                 EMIT6_IMM(0xc0010000, REG_W1, imm);
1184                 /* clgrj %dst,%w1,mask,off */
1185                 EMIT6_PCREL(0xec000000, 0x0065, dst_reg, REG_W1, i, off, mask);
1186                 break;
1187 branch_xs:
1188                 /* cgrj %dst,%src,mask,off */
1189                 EMIT6_PCREL(0xec000000, 0x0064, dst_reg, src_reg, i, off, mask);
1190                 break;
1191 branch_xu:
1192                 /* clgrj %dst,%src,mask,off */
1193                 EMIT6_PCREL(0xec000000, 0x0065, dst_reg, src_reg, i, off, mask);
1194                 break;
1195 branch_oc:
1196                 /* brc mask,jmp_off (branch instruction needs 4 bytes) */
1197                 jmp_off = addrs[i + off + 1] - (addrs[i + 1] - 4);
1198                 EMIT4_PCREL(0xa7040000 | mask << 8, jmp_off);
1199                 break;
1200         default: /* too complex, give up */
1201                 pr_err("Unknown opcode %02x\n", insn->code);
1202                 return -1;
1203         }
1204         return insn_count;
1205 }
1206
1207 /*
1208  * Compile eBPF program into s390x code
1209  */
1210 static int bpf_jit_prog(struct bpf_jit *jit, struct bpf_prog *fp)
1211 {
1212         int i, insn_count;
1213
1214         jit->lit = jit->lit_start;
1215         jit->prg = 0;
1216
1217         bpf_jit_prologue(jit, fp->aux->stack_depth);
1218         for (i = 0; i < fp->len; i += insn_count) {
1219                 insn_count = bpf_jit_insn(jit, fp, i);
1220                 if (insn_count < 0)
1221                         return -1;
1222                 /* Next instruction address */
1223                 jit->addrs[i + insn_count] = jit->prg;
1224         }
1225         bpf_jit_epilogue(jit, fp->aux->stack_depth);
1226
1227         jit->lit_start = jit->prg;
1228         jit->size = jit->lit;
1229         jit->size_prg = jit->prg;
1230         return 0;
1231 }
1232
1233 /*
1234  * Compile eBPF program "fp"
1235  */
1236 struct bpf_prog *bpf_int_jit_compile(struct bpf_prog *fp)
1237 {
1238         struct bpf_prog *tmp, *orig_fp = fp;
1239         struct bpf_binary_header *header;
1240         bool tmp_blinded = false;
1241         struct bpf_jit jit;
1242         int pass;
1243
1244         if (!fp->jit_requested)
1245                 return orig_fp;
1246
1247         tmp = bpf_jit_blind_constants(fp);
1248         /*
1249          * If blinding was requested and we failed during blinding,
1250          * we must fall back to the interpreter.
1251          */
1252         if (IS_ERR(tmp))
1253                 return orig_fp;
1254         if (tmp != fp) {
1255                 tmp_blinded = true;
1256                 fp = tmp;
1257         }
1258
1259         memset(&jit, 0, sizeof(jit));
1260         jit.addrs = kcalloc(fp->len + 1, sizeof(*jit.addrs), GFP_KERNEL);
1261         if (jit.addrs == NULL) {
1262                 fp = orig_fp;
1263                 goto out;
1264         }
1265         /*
1266          * Three initial passes:
1267          *   - 1/2: Determine clobbered registers
1268          *   - 3:   Calculate program size and addrs arrray
1269          */
1270         for (pass = 1; pass <= 3; pass++) {
1271                 if (bpf_jit_prog(&jit, fp)) {
1272                         fp = orig_fp;
1273                         goto free_addrs;
1274                 }
1275         }
1276         /*
1277          * Final pass: Allocate and generate program
1278          */
1279         if (jit.size >= BPF_SIZE_MAX) {
1280                 fp = orig_fp;
1281                 goto free_addrs;
1282         }
1283         header = bpf_jit_binary_alloc(jit.size, &jit.prg_buf, 2, jit_fill_hole);
1284         if (!header) {
1285                 fp = orig_fp;
1286                 goto free_addrs;
1287         }
1288         if (bpf_jit_prog(&jit, fp)) {
1289                 fp = orig_fp;
1290                 goto free_addrs;
1291         }
1292         if (bpf_jit_enable > 1) {
1293                 bpf_jit_dump(fp->len, jit.size, pass, jit.prg_buf);
1294                 print_fn_code(jit.prg_buf, jit.size_prg);
1295         }
1296         bpf_jit_binary_lock_ro(header);
1297         fp->bpf_func = (void *) jit.prg_buf;
1298         fp->jited = 1;
1299         fp->jited_len = jit.size;
1300 free_addrs:
1301         kfree(jit.addrs);
1302 out:
1303         if (tmp_blinded)
1304                 bpf_jit_prog_release_other(fp, fp == orig_fp ?
1305                                            tmp : orig_fp);
1306         return fp;
1307 }