arch/mips/net/bpf_jit.c

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