arch/arm64/net/bpf_jit_comp.c

   1 /*
   2  * BPF JIT compiler for ARM64
   3  *
   4  * Copyright (C) 2014-2015 Zi Shen Lim <zlim.lnx@gmail.com>
   5  *
   6  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   7  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
   8  * published by the Free Software Foundation.
   9  *
  10  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  11  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  13  * GNU General Public License for more details.
  14  *
  15  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  16  * along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  17  */
  18
  19 #define pr_fmt(fmt) "bpf_jit: " fmt
  20
  21 #include <linux/filter.h>
  22 #include <linux/printk.h>
  23 #include <linux/skbuff.h>
  24 #include <linux/slab.h>
  25
  26 #include <asm/byteorder.h>
  27 #include <asm/cacheflush.h>
  28 #include <asm/debug-monitors.h>
  29
  30 #include "bpf_jit.h"
  31
  32 int bpf_jit_enable __read_mostly;
  33
  34 #define TMP_REG_1 (MAX_BPF_REG + 0)
  35 #define TMP_REG_2 (MAX_BPF_REG + 1)
  36
  37 /* Map BPF registers to A64 registers */
  38 static const int bpf2a64[] = {
  39         /* return value from in-kernel function, and exit value from eBPF */
  40         [BPF_REG_0] = A64_R(7),
  41         /* arguments from eBPF program to in-kernel function */
  42         [BPF_REG_1] = A64_R(0),
  43         [BPF_REG_2] = A64_R(1),
  44         [BPF_REG_3] = A64_R(2),
  45         [BPF_REG_4] = A64_R(3),
  46         [BPF_REG_5] = A64_R(4),
  47         /* callee saved registers that in-kernel function will preserve */
  48         [BPF_REG_6] = A64_R(19),
  49         [BPF_REG_7] = A64_R(20),
  50         [BPF_REG_8] = A64_R(21),
  51         [BPF_REG_9] = A64_R(22),
  52         /* read-only frame pointer to access stack */
  53         [BPF_REG_FP] = A64_FP,
  54         /* temporary register for internal BPF JIT */
  55         [TMP_REG_1] = A64_R(23),
  56         [TMP_REG_2] = A64_R(24),
  57 };
  58
  59 struct jit_ctx {
  60         const struct bpf_prog *prog;
  61         int idx;
  62         int tmp_used;
  63         int epilogue_offset;
  64         int *offset;
  65         u32 *image;
  66 };
  67
  68 static inline void emit(const u32 insn, struct jit_ctx *ctx)
  69 {
  70         if (ctx->image != NULL)
  71                 ctx->image[ctx->idx] = cpu_to_le32(insn);
  72
  73         ctx->idx++;
  74 }
  75
  76 static inline void emit_a64_mov_i64(const int reg, const u64 val,
  77                                     struct jit_ctx *ctx)
  78 {
  79         u64 tmp = val;
  80         int shift = 0;
  81
  82         emit(A64_MOVZ(1, reg, tmp & 0xffff, shift), ctx);
  83         tmp >>= 16;
  84         shift += 16;
  85         while (tmp) {
  86                 if (tmp & 0xffff)
  87                         emit(A64_MOVK(1, reg, tmp & 0xffff, shift), ctx);
  88                 tmp >>= 16;
  89                 shift += 16;
  90         }
  91 }
  92
  93 static inline void emit_a64_mov_i(const int is64, const int reg,
  94                                   const s32 val, struct jit_ctx *ctx)
  95 {
  96         u16 hi = val >> 16;
  97         u16 lo = val & 0xffff;
  98
  99         if (hi & 0x8000) {
 100                 if (hi == 0xffff) {
 101                         emit(A64_MOVN(is64, reg, (u16)~lo, 0), ctx);
 102                 } else {
 103                         emit(A64_MOVN(is64, reg, (u16)~hi, 16), ctx);
 104                         emit(A64_MOVK(is64, reg, lo, 0), ctx);
 105                 }
 106         } else {
 107                 emit(A64_MOVZ(is64, reg, lo, 0), ctx);
 108                 if (hi)
 109                         emit(A64_MOVK(is64, reg, hi, 16), ctx);
 110         }
 111 }
 112
 113 static inline int bpf2a64_offset(int bpf_to, int bpf_from,
 114                                  const struct jit_ctx *ctx)
 115 {
 116         int to = ctx->offset[bpf_to];
 117         /* -1 to account for the Branch instruction */
 118         int from = ctx->offset[bpf_from] - 1;
 119
 120         return to - from;
 121 }
 122
 123 static void jit_fill_hole(void *area, unsigned int size)
 124 {
 125         u32 *ptr;
 126         /* We are guaranteed to have aligned memory. */
 127         for (ptr = area; size >= sizeof(u32); size -= sizeof(u32))
 128                 *ptr++ = cpu_to_le32(AARCH64_BREAK_FAULT);
 129 }
 130
 131 static inline int epilogue_offset(const struct jit_ctx *ctx)
 132 {
 133         int to = ctx->epilogue_offset;
 134         int from = ctx->idx;
 135
 136         return to - from;
 137 }
 138
 139 /* Stack must be multiples of 16B */
 140 #define STACK_ALIGN(sz) (((sz) + 15) & ~15)
 141
 142 static void build_prologue(struct jit_ctx *ctx)
 143 {
 144         const u8 r6 = bpf2a64[BPF_REG_6];
 145         const u8 r7 = bpf2a64[BPF_REG_7];
 146         const u8 r8 = bpf2a64[BPF_REG_8];
 147         const u8 r9 = bpf2a64[BPF_REG_9];
 148         const u8 fp = bpf2a64[BPF_REG_FP];
 149         const u8 ra = bpf2a64[BPF_REG_A];
 150         const u8 rx = bpf2a64[BPF_REG_X];
 151         const u8 tmp1 = bpf2a64[TMP_REG_1];
 152         const u8 tmp2 = bpf2a64[TMP_REG_2];
 153         int stack_size = MAX_BPF_STACK;
 154
 155         stack_size += 4; /* extra for skb_copy_bits buffer */
 156         stack_size = STACK_ALIGN(stack_size);
 157
 158         /* Save callee-saved register */
 159         emit(A64_PUSH(r6, r7, A64_SP), ctx);
 160         emit(A64_PUSH(r8, r9, A64_SP), ctx);
 161         if (ctx->tmp_used)
 162                 emit(A64_PUSH(tmp1, tmp2, A64_SP), ctx);
 163
 164         /* Set up BPF stack */
 165         emit(A64_SUB_I(1, A64_SP, A64_SP, stack_size), ctx);
 166
 167         /* Set up frame pointer */
 168         emit(A64_MOV(1, fp, A64_SP), ctx);
 169
 170         /* Clear registers A and X */
 171         emit_a64_mov_i64(ra, 0, ctx);
 172         emit_a64_mov_i64(rx, 0, ctx);
 173 }
 174
 175 static void build_epilogue(struct jit_ctx *ctx)
 176 {
 177         const u8 r0 = bpf2a64[BPF_REG_0];
 178         const u8 r6 = bpf2a64[BPF_REG_6];
 179         const u8 r7 = bpf2a64[BPF_REG_7];
 180         const u8 r8 = bpf2a64[BPF_REG_8];
 181         const u8 r9 = bpf2a64[BPF_REG_9];
 182         const u8 fp = bpf2a64[BPF_REG_FP];
 183         const u8 tmp1 = bpf2a64[TMP_REG_1];
 184         const u8 tmp2 = bpf2a64[TMP_REG_2];
 185         int stack_size = MAX_BPF_STACK;
 186
 187         stack_size += 4; /* extra for skb_copy_bits buffer */
 188         stack_size = STACK_ALIGN(stack_size);
 189
 190         /* We're done with BPF stack */
 191         emit(A64_ADD_I(1, A64_SP, A64_SP, stack_size), ctx);
 192
 193         /* Restore callee-saved register */
 194         if (ctx->tmp_used)
 195                 emit(A64_POP(tmp1, tmp2, A64_SP), ctx);
 196         emit(A64_POP(r8, r9, A64_SP), ctx);
 197         emit(A64_POP(r6, r7, A64_SP), ctx);
 198
 199         /* Restore frame pointer */
 200         emit(A64_MOV(1, fp, A64_SP), ctx);
 201
 202         /* Set return value */
 203         emit(A64_MOV(1, A64_R(0), r0), ctx);
 204
 205         emit(A64_RET(A64_LR), ctx);
 206 }
 207
 208 /* JITs an eBPF instruction.
 209  * Returns:
 210  * 0  - successfully JITed an 8-byte eBPF instruction.
 211  * >0 - successfully JITed a 16-byte eBPF instruction.
 212  * <0 - failed to JIT.
 213  */
 214 static int build_insn(const struct bpf_insn *insn, struct jit_ctx *ctx)
 215 {
 216         const u8 code = insn->code;
 217         const u8 dst = bpf2a64[insn->dst_reg];
 218         const u8 src = bpf2a64[insn->src_reg];
 219         const u8 tmp = bpf2a64[TMP_REG_1];
 220         const u8 tmp2 = bpf2a64[TMP_REG_2];
 221         const s16 off = insn->off;
 222         const s32 imm = insn->imm;
 223         const int i = insn - ctx->prog->insnsi;
 224         const bool is64 = BPF_CLASS(code) == BPF_ALU64;
 225         u8 jmp_cond;
 226         s32 jmp_offset;
 227
 228 #define check_imm(bits, imm) do {                               \
 229         if ((((imm) > 0) && ((imm) >> (bits))) ||               \
 230             (((imm) < 0) && (~(imm) >> (bits)))) {              \
 231                 pr_info("[%2d] imm=%d(0x%x) out of range\n",    \
 232                         i, imm, imm);                           \
 233                 return -EINVAL;                                 \
 234         }                                                       \
 235 } while (0)
 236 #define check_imm19(imm) check_imm(19, imm)
 237 #define check_imm26(imm) check_imm(26, imm)
 238
 239         switch (code) {
 240         /* dst = src */
 241         case BPF_ALU | BPF_MOV | BPF_X:
 242         case BPF_ALU64 | BPF_MOV | BPF_X:
 243                 emit(A64_MOV(is64, dst, src), ctx);
 244                 break;
 245         /* dst = dst OP src */
 246         case BPF_ALU | BPF_ADD | BPF_X:
 247         case BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X:
 248                 emit(A64_ADD(is64, dst, dst, src), ctx);
 249                 break;
 250         case BPF_ALU | BPF_SUB | BPF_X:
 251         case BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X:
 252                 emit(A64_SUB(is64, dst, dst, src), ctx);
 253                 break;
 254         case BPF_ALU | BPF_AND | BPF_X:
 255         case BPF_ALU64 | BPF_AND | BPF_X:
 256                 emit(A64_AND(is64, dst, dst, src), ctx);
 257                 break;
 258         case BPF_ALU | BPF_OR | BPF_X:
 259         case BPF_ALU64 | BPF_OR | BPF_X:
 260                 emit(A64_ORR(is64, dst, dst, src), ctx);
 261                 break;
 262         case BPF_ALU | BPF_XOR | BPF_X:
 263         case BPF_ALU64 | BPF_XOR | BPF_X:
 264                 emit(A64_EOR(is64, dst, dst, src), ctx);
 265                 break;
 266         case BPF_ALU | BPF_MUL | BPF_X:
 267         case BPF_ALU64 | BPF_MUL | BPF_X:
 268                 emit(A64_MUL(is64, dst, dst, src), ctx);
 269                 break;
 270         case BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_X:
 271         case BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_X:
 272         {
 273                 const u8 r0 = bpf2a64[BPF_REG_0];
 274
 275                 /* if (src == 0) return 0 */
 276                 jmp_offset = 3; /* skip ahead to else path */
 277                 check_imm19(jmp_offset);
 278                 emit(A64_CBNZ(is64, src, jmp_offset), ctx);
 279                 emit(A64_MOVZ(1, r0, 0, 0), ctx);
 280                 jmp_offset = epilogue_offset(ctx);
 281                 check_imm26(jmp_offset);
 282                 emit(A64_B(jmp_offset), ctx);
 283                 /* else */
 284                 emit(A64_UDIV(is64, dst, dst, src), ctx);
 285                 break;
 286         }
 287         case BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_X:
 288         case BPF_ALU64 | BPF_MOD | BPF_X:
 289                 ctx->tmp_used = 1;
 290                 emit(A64_UDIV(is64, tmp, dst, src), ctx);
 291                 emit(A64_MUL(is64, tmp, tmp, src), ctx);
 292                 emit(A64_SUB(is64, dst, dst, tmp), ctx);
 293                 break;
 294         case BPF_ALU | BPF_LSH | BPF_X:
 295         case BPF_ALU64 | BPF_LSH | BPF_X:
 296                 emit(A64_LSLV(is64, dst, dst, src), ctx);
 297                 break;
 298         case BPF_ALU | BPF_RSH | BPF_X:
 299         case BPF_ALU64 | BPF_RSH | BPF_X:
 300                 emit(A64_LSRV(is64, dst, dst, src), ctx);
 301                 break;
 302         case BPF_ALU | BPF_ARSH | BPF_X:
 303         case BPF_ALU64 | BPF_ARSH | BPF_X:
 304                 emit(A64_ASRV(is64, dst, dst, src), ctx);
 305                 break;
 306         /* dst = -dst */
 307         case BPF_ALU | BPF_NEG:
 308         case BPF_ALU64 | BPF_NEG:
 309                 emit(A64_NEG(is64, dst, dst), ctx);
 310                 break;
 311         /* dst = BSWAP##imm(dst) */
 312         case BPF_ALU | BPF_END | BPF_FROM_LE:
 313         case BPF_ALU | BPF_END | BPF_FROM_BE:
 314 #ifdef CONFIG_CPU_BIG_ENDIAN
 315                 if (BPF_SRC(code) == BPF_FROM_BE)
 316                         goto emit_bswap_uxt;
 317 #else /* !CONFIG_CPU_BIG_ENDIAN */
 318                 if (BPF_SRC(code) == BPF_FROM_LE)
 319                         goto emit_bswap_uxt;
 320 #endif
 321                 switch (imm) {
 322                 case 16:
 323                         emit(A64_REV16(is64, dst, dst), ctx);
 324                         /* zero-extend 16 bits into 64 bits */
 325                         emit(A64_UXTH(is64, dst, dst), ctx);
 326                         break;
 327                 case 32:
 328                         emit(A64_REV32(is64, dst, dst), ctx);
 329                         /* upper 32 bits already cleared */
 330                         break;
 331                 case 64:
 332                         emit(A64_REV64(dst, dst), ctx);
 333                         break;
 334                 }
 335                 break;
 336 emit_bswap_uxt:
 337                 switch (imm) {
 338                 case 16:
 339                         /* zero-extend 16 bits into 64 bits */
 340                         emit(A64_UXTH(is64, dst, dst), ctx);
 341                         break;
 342                 case 32:
 343                         /* zero-extend 32 bits into 64 bits */
 344                         emit(A64_UXTW(is64, dst, dst), ctx);
 345                         break;
 346                 case 64:
 347                         /* nop */
 348                         break;
 349                 }
 350                 break;
 351         /* dst = imm */
 352         case BPF_ALU | BPF_MOV | BPF_K:
 353         case BPF_ALU64 | BPF_MOV | BPF_K:
 354                 emit_a64_mov_i(is64, dst, imm, ctx);
 355                 break;
 356         /* dst = dst OP imm */
 357         case BPF_ALU | BPF_ADD | BPF_K:
 358         case BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_K:
 359                 ctx->tmp_used = 1;
 360                 emit_a64_mov_i(is64, tmp, imm, ctx);
 361                 emit(A64_ADD(is64, dst, dst, tmp), ctx);
 362                 break;
 363         case BPF_ALU | BPF_SUB | BPF_K:
 364         case BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_K:
 365                 ctx->tmp_used = 1;
 366                 emit_a64_mov_i(is64, tmp, imm, ctx);
 367                 emit(A64_SUB(is64, dst, dst, tmp), ctx);
 368                 break;
 369         case BPF_ALU | BPF_AND | BPF_K:
 370         case BPF_ALU64 | BPF_AND | BPF_K:
 371                 ctx->tmp_used = 1;
 372                 emit_a64_mov_i(is64, tmp, imm, ctx);
 373                 emit(A64_AND(is64, dst, dst, tmp), ctx);
 374                 break;
 375         case BPF_ALU | BPF_OR | BPF_K:
 376         case BPF_ALU64 | BPF_OR | BPF_K:
 377                 ctx->tmp_used = 1;
 378                 emit_a64_mov_i(is64, tmp, imm, ctx);
 379                 emit(A64_ORR(is64, dst, dst, tmp), ctx);
 380                 break;
 381         case BPF_ALU | BPF_XOR | BPF_K:
 382         case BPF_ALU64 | BPF_XOR | BPF_K:
 383                 ctx->tmp_used = 1;
 384                 emit_a64_mov_i(is64, tmp, imm, ctx);
 385                 emit(A64_EOR(is64, dst, dst, tmp), ctx);
 386                 break;
 387         case BPF_ALU | BPF_MUL | BPF_K:
 388         case BPF_ALU64 | BPF_MUL | BPF_K:
 389                 ctx->tmp_used = 1;
 390                 emit_a64_mov_i(is64, tmp, imm, ctx);
 391                 emit(A64_MUL(is64, dst, dst, tmp), ctx);
 392                 break;
 393         case BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_K:
 394         case BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_K:
 395                 ctx->tmp_used = 1;
 396                 emit_a64_mov_i(is64, tmp, imm, ctx);
 397                 emit(A64_UDIV(is64, dst, dst, tmp), ctx);
 398                 break;
 399         case BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_K:
 400         case BPF_ALU64 | BPF_MOD | BPF_K:
 401                 ctx->tmp_used = 1;
 402                 emit_a64_mov_i(is64, tmp2, imm, ctx);
 403                 emit(A64_UDIV(is64, tmp, dst, tmp2), ctx);
 404                 emit(A64_MUL(is64, tmp, tmp, tmp2), ctx);
 405                 emit(A64_SUB(is64, dst, dst, tmp), ctx);
 406                 break;
 407         case BPF_ALU | BPF_LSH | BPF_K:
 408         case BPF_ALU64 | BPF_LSH | BPF_K:
 409                 emit(A64_LSL(is64, dst, dst, imm), ctx);
 410                 break;
 411         case BPF_ALU | BPF_RSH | BPF_K:
 412         case BPF_ALU64 | BPF_RSH | BPF_K:
 413                 emit(A64_LSR(is64, dst, dst, imm), ctx);
 414                 break;
 415         case BPF_ALU | BPF_ARSH | BPF_K:
 416         case BPF_ALU64 | BPF_ARSH | BPF_K:
 417                 emit(A64_ASR(is64, dst, dst, imm), ctx);
 418                 break;
 419
 420         /* JUMP off */
 421         case BPF_JMP | BPF_JA:
 422                 jmp_offset = bpf2a64_offset(i + off, i, ctx);
 423                 check_imm26(jmp_offset);
 424                 emit(A64_B(jmp_offset), ctx);
 425                 break;
 426         /* IF (dst COND src) JUMP off */
 427         case BPF_JMP | BPF_JEQ | BPF_X:
 428         case BPF_JMP | BPF_JGT | BPF_X:
 429         case BPF_JMP | BPF_JGE | BPF_X:
 430         case BPF_JMP | BPF_JNE | BPF_X:
 431         case BPF_JMP | BPF_JSGT | BPF_X:
 432         case BPF_JMP | BPF_JSGE | BPF_X:
 433                 emit(A64_CMP(1, dst, src), ctx);
 434 emit_cond_jmp:
 435                 jmp_offset = bpf2a64_offset(i + off, i, ctx);
 436                 check_imm19(jmp_offset);
 437                 switch (BPF_OP(code)) {
 438                 case BPF_JEQ:
 439                         jmp_cond = A64_COND_EQ;
 440                         break;
 441                 case BPF_JGT:
 442                         jmp_cond = A64_COND_HI;
 443                         break;
 444                 case BPF_JGE:
 445                         jmp_cond = A64_COND_CS;
 446                         break;
 447                 case BPF_JNE:
 448                         jmp_cond = A64_COND_NE;
 449                         break;
 450                 case BPF_JSGT:
 451                         jmp_cond = A64_COND_GT;
 452                         break;
 453                 case BPF_JSGE:
 454                         jmp_cond = A64_COND_GE;
 455                         break;
 456                 default:
 457                         return -EFAULT;
 458                 }
 459                 emit(A64_B_(jmp_cond, jmp_offset), ctx);
 460                 break;
 461         case BPF_JMP | BPF_JSET | BPF_X:
 462                 emit(A64_TST(1, dst, src), ctx);
 463                 goto emit_cond_jmp;
 464         /* IF (dst COND imm) JUMP off */
 465         case BPF_JMP | BPF_JEQ | BPF_K:
 466         case BPF_JMP | BPF_JGT | BPF_K:
 467         case BPF_JMP | BPF_JGE | BPF_K:
 468         case BPF_JMP | BPF_JNE | BPF_K:
 469         case BPF_JMP | BPF_JSGT | BPF_K:
 470         case BPF_JMP | BPF_JSGE | BPF_K:
 471                 ctx->tmp_used = 1;
 472                 emit_a64_mov_i(1, tmp, imm, ctx);
 473                 emit(A64_CMP(1, dst, tmp), ctx);
 474                 goto emit_cond_jmp;
 475         case BPF_JMP | BPF_JSET | BPF_K:
 476                 ctx->tmp_used = 1;
 477                 emit_a64_mov_i(1, tmp, imm, ctx);
 478                 emit(A64_TST(1, dst, tmp), ctx);
 479                 goto emit_cond_jmp;
 480         /* function call */
 481         case BPF_JMP | BPF_CALL:
 482         {
 483                 const u8 r0 = bpf2a64[BPF_REG_0];
 484                 const u64 func = (u64)__bpf_call_base + imm;
 485
 486                 ctx->tmp_used = 1;
 487                 emit_a64_mov_i64(tmp, func, ctx);
 488                 emit(A64_PUSH(A64_FP, A64_LR, A64_SP), ctx);
 489                 emit(A64_MOV(1, A64_FP, A64_SP), ctx);
 490                 emit(A64_BLR(tmp), ctx);
 491                 emit(A64_MOV(1, r0, A64_R(0)), ctx);
 492                 emit(A64_POP(A64_FP, A64_LR, A64_SP), ctx);
 493                 break;
 494         }
 495         /* function return */
 496         case BPF_JMP | BPF_EXIT:
 497                 /* Optimization: when last instruction is EXIT,
 498                    simply fallthrough to epilogue. */
 499                 if (i == ctx->prog->len - 1)
 500                         break;
 501                 jmp_offset = epilogue_offset(ctx);
 502                 check_imm26(jmp_offset);
 503                 emit(A64_B(jmp_offset), ctx);
 504                 break;
 505
 506         /* dst = imm64 */
 507         case BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW:
 508         {
 509                 const struct bpf_insn insn1 = insn[1];
 510                 u64 imm64;
 511
 512                 if (insn1.code != 0 || insn1.src_reg != 0 ||
 513                     insn1.dst_reg != 0 || insn1.off != 0) {
 514                         /* Note: verifier in BPF core must catch invalid
 515                          * instructions.
 516                          */
 517                         pr_err_once("Invalid BPF_LD_IMM64 instruction\n");
 518                         return -EINVAL;
 519                 }
 520
 521                 imm64 = (u64)insn1.imm << 32 | (u32)imm;
 522                 emit_a64_mov_i64(dst, imm64, ctx);
 523
 524                 return 1;
 525         }
 526
 527         /* LDX: dst = *(size *)(src + off) */
 528         case BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_W:
 529         case BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_H:
 530         case BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_B:
 531         case BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_DW:
 532                 ctx->tmp_used = 1;
 533                 emit_a64_mov_i(1, tmp, off, ctx);
 534                 switch (BPF_SIZE(code)) {
 535                 case BPF_W:
 536                         emit(A64_LDR32(dst, src, tmp), ctx);
 537                         break;
 538                 case BPF_H:
 539                         emit(A64_LDRH(dst, src, tmp), ctx);
 540                         break;
 541                 case BPF_B:
 542                         emit(A64_LDRB(dst, src, tmp), ctx);
 543                         break;
 544                 case BPF_DW:
 545                         emit(A64_LDR64(dst, src, tmp), ctx);
 546                         break;
 547                 }
 548                 break;
 549
 550         /* ST: *(size *)(dst + off) = imm */
 551         case BPF_ST | BPF_MEM | BPF_W:
 552         case BPF_ST | BPF_MEM | BPF_H:
 553         case BPF_ST | BPF_MEM | BPF_B:
 554         case BPF_ST | BPF_MEM | BPF_DW:
 555                 goto notyet;
 556
 557         /* STX: *(size *)(dst + off) = src */
 558         case BPF_STX | BPF_MEM | BPF_W:
 559         case BPF_STX | BPF_MEM | BPF_H:
 560         case BPF_STX | BPF_MEM | BPF_B:
 561         case BPF_STX | BPF_MEM | BPF_DW:
 562                 ctx->tmp_used = 1;
 563                 emit_a64_mov_i(1, tmp, off, ctx);
 564                 switch (BPF_SIZE(code)) {
 565                 case BPF_W:
 566                         emit(A64_STR32(src, dst, tmp), ctx);
 567                         break;
 568                 case BPF_H:
 569                         emit(A64_STRH(src, dst, tmp), ctx);
 570                         break;
 571                 case BPF_B:
 572                         emit(A64_STRB(src, dst, tmp), ctx);
 573                         break;
 574                 case BPF_DW:
 575                         emit(A64_STR64(src, dst, tmp), ctx);
 576                         break;
 577                 }
 578                 break;
 579         /* STX XADD: lock *(u32 *)(dst + off) += src */
 580         case BPF_STX | BPF_XADD | BPF_W:
 581         /* STX XADD: lock *(u64 *)(dst + off) += src */
 582         case BPF_STX | BPF_XADD | BPF_DW:
 583                 goto notyet;
 584
 585         /* R0 = ntohx(*(size *)(((struct sk_buff *)R6)->data + imm)) */
 586         case BPF_LD | BPF_ABS | BPF_W:
 587         case BPF_LD | BPF_ABS | BPF_H:
 588         case BPF_LD | BPF_ABS | BPF_B:
 589         /* R0 = ntohx(*(size *)(((struct sk_buff *)R6)->data + src + imm)) */
 590         case BPF_LD | BPF_IND | BPF_W:
 591         case BPF_LD | BPF_IND | BPF_H:
 592         case BPF_LD | BPF_IND | BPF_B:
 593         {
 594                 const u8 r0 = bpf2a64[BPF_REG_0]; /* r0 = return value */
 595                 const u8 r6 = bpf2a64[BPF_REG_6]; /* r6 = pointer to sk_buff */
 596                 const u8 fp = bpf2a64[BPF_REG_FP];
 597                 const u8 r1 = bpf2a64[BPF_REG_1]; /* r1: struct sk_buff *skb */
 598                 const u8 r2 = bpf2a64[BPF_REG_2]; /* r2: int k */
 599                 const u8 r3 = bpf2a64[BPF_REG_3]; /* r3: unsigned int size */
 600                 const u8 r4 = bpf2a64[BPF_REG_4]; /* r4: void *buffer */
 601                 const u8 r5 = bpf2a64[BPF_REG_5]; /* r5: void *(*func)(...) */
 602                 int size;
 603
 604                 emit(A64_MOV(1, r1, r6), ctx);
 605                 emit_a64_mov_i(0, r2, imm, ctx);
 606                 if (BPF_MODE(code) == BPF_IND)
 607                         emit(A64_ADD(0, r2, r2, src), ctx);
 608                 switch (BPF_SIZE(code)) {
 609                 case BPF_W:
 610                         size = 4;
 611                         break;
 612                 case BPF_H:
 613                         size = 2;
 614                         break;
 615                 case BPF_B:
 616                         size = 1;
 617                         break;
 618                 default:
 619                         return -EINVAL;
 620                 }
 621                 emit_a64_mov_i64(r3, size, ctx);
 622                 emit(A64_ADD_I(1, r4, fp, MAX_BPF_STACK), ctx);
 623                 emit_a64_mov_i64(r5, (unsigned long)bpf_load_pointer, ctx);
 624                 emit(A64_PUSH(A64_FP, A64_LR, A64_SP), ctx);
 625                 emit(A64_MOV(1, A64_FP, A64_SP), ctx);
 626                 emit(A64_BLR(r5), ctx);
 627                 emit(A64_MOV(1, r0, A64_R(0)), ctx);
 628                 emit(A64_POP(A64_FP, A64_LR, A64_SP), ctx);
 629
 630                 jmp_offset = epilogue_offset(ctx);
 631                 check_imm19(jmp_offset);
 632                 emit(A64_CBZ(1, r0, jmp_offset), ctx);
 633                 emit(A64_MOV(1, r5, r0), ctx);
 634                 switch (BPF_SIZE(code)) {
 635                 case BPF_W:
 636                         emit(A64_LDR32(r0, r5, A64_ZR), ctx);
 637 #ifndef CONFIG_CPU_BIG_ENDIAN
 638                         emit(A64_REV32(0, r0, r0), ctx);
 639 #endif
 640                         break;
 641                 case BPF_H:
 642                         emit(A64_LDRH(r0, r5, A64_ZR), ctx);
 643 #ifndef CONFIG_CPU_BIG_ENDIAN
 644                         emit(A64_REV16(0, r0, r0), ctx);
 645 #endif
 646                         break;
 647                 case BPF_B:
 648                         emit(A64_LDRB(r0, r5, A64_ZR), ctx);
 649                         break;
 650                 }
 651                 break;
 652         }
 653 notyet:
 654                 pr_info_once("*** NOT YET: opcode %02x ***\n", code);
 655                 return -EFAULT;
 656
 657         default:
 658                 pr_err_once("unknown opcode %02x\n", code);
 659                 return -EINVAL;
 660         }
 661
 662         return 0;
 663 }
 664
 665 static int build_body(struct jit_ctx *ctx)
 666 {
 667         const struct bpf_prog *prog = ctx->prog;
 668         int i;
 669
 670         for (i = 0; i < prog->len; i++) {
 671                 const struct bpf_insn *insn = &prog->insnsi[i];
 672                 int ret;
 673
 674                 ret = build_insn(insn, ctx);
 675
 676                 if (ctx->image == NULL)
 677                         ctx->offset[i] = ctx->idx;
 678
 679                 if (ret > 0) {
 680                         i++;
 681                         continue;
 682                 }
 683                 if (ret)
 684                         return ret;
 685         }
 686
 687         return 0;
 688 }
 689
 690 static inline void bpf_flush_icache(void *start, void *end)
 691 {
 692         flush_icache_range((unsigned long)start, (unsigned long)end);
 693 }
 694
 695 void bpf_jit_compile(struct bpf_prog *prog)
 696 {
 697         /* Nothing to do here. We support Internal BPF. */
 698 }
 699
 700 void bpf_int_jit_compile(struct bpf_prog *prog)
 701 {
 702         struct bpf_binary_header *header;
 703         struct jit_ctx ctx;
 704         int image_size;
 705         u8 *image_ptr;
 706
 707         if (!bpf_jit_enable)
 708                 return;
 709
 710         if (!prog || !prog->len)
 711                 return;
 712
 713         memset(&ctx, 0, sizeof(ctx));
 714         ctx.prog = prog;
 715
 716         ctx.offset = kcalloc(prog->len, sizeof(int), GFP_KERNEL);
 717         if (ctx.offset == NULL)
 718                 return;
 719
 720         /* 1. Initial fake pass to compute ctx->idx. */
 721
 722         /* Fake pass to fill in ctx->offset and ctx->tmp_used. */
 723         if (build_body(&ctx))
 724                 goto out;
 725
 726         build_prologue(&ctx);
 727
 728         ctx.epilogue_offset = ctx.idx;
 729         build_epilogue(&ctx);
 730
 731         /* Now we know the actual image size. */
 732         image_size = sizeof(u32) * ctx.idx;
 733         header = bpf_jit_binary_alloc(image_size, &image_ptr,
 734                                       sizeof(u32), jit_fill_hole);
 735         if (header == NULL)
 736                 goto out;
 737
 738         /* 2. Now, the actual pass. */
 739
 740         ctx.image = (u32 *)image_ptr;
 741         ctx.idx = 0;
 742
 743         build_prologue(&ctx);
 744
 745         if (build_body(&ctx)) {
 746                 bpf_jit_binary_free(header);
 747                 goto out;
 748         }
 749
 750         build_epilogue(&ctx);
 751
 752         /* And we're done. */
 753         if (bpf_jit_enable > 1)
 754                 bpf_jit_dump(prog->len, image_size, 2, ctx.image);
 755
 756         bpf_flush_icache(ctx.image, ctx.image + ctx.idx);
 757
 758         set_memory_ro((unsigned long)header, header->pages);
 759         prog->bpf_func = (void *)ctx.image;
 760         prog->jited = true;
 761 out:
 762         kfree(ctx.offset);
 763 }
 764
 765 void bpf_jit_free(struct bpf_prog *prog)
 766 {
 767         unsigned long addr = (unsigned long)prog->bpf_func & PAGE_MASK;
 768         struct bpf_binary_header *header = (void *)addr;
 769
 770         if (!prog->jited)
 771                 goto free_filter;
 772
 773         set_memory_rw(addr, header->pages);
 774         bpf_jit_binary_free(header);
 775
 776 free_filter:
 777         bpf_prog_unlock_free(prog);
 778 }