treewide: Use fallthrough pseudo-keyword
[linux-block.git] / kernel / bpf / verifier.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /* Copyright (c) 2011-2014 PLUMgrid, http://plumgrid.com
3  * Copyright (c) 2016 Facebook
4  * Copyright (c) 2018 Covalent IO, Inc. http://covalent.io
5  */
6 #include <uapi/linux/btf.h>
7 #include <linux/kernel.h>
8 #include <linux/types.h>
9 #include <linux/slab.h>
10 #include <linux/bpf.h>
11 #include <linux/btf.h>
12 #include <linux/bpf_verifier.h>
13 #include <linux/filter.h>
14 #include <net/netlink.h>
15 #include <linux/file.h>
16 #include <linux/vmalloc.h>
17 #include <linux/stringify.h>
18 #include <linux/bsearch.h>
19 #include <linux/sort.h>
20 #include <linux/perf_event.h>
21 #include <linux/ctype.h>
22 #include <linux/error-injection.h>
23 #include <linux/bpf_lsm.h>
24
25 #include "disasm.h"
26
27 static const struct bpf_verifier_ops * const bpf_verifier_ops[] = {
28 #define BPF_PROG_TYPE(_id, _name, prog_ctx_type, kern_ctx_type) \
29         [_id] = & _name ## _verifier_ops,
30 #define BPF_MAP_TYPE(_id, _ops)
31 #define BPF_LINK_TYPE(_id, _name)
32 #include <linux/bpf_types.h>
33 #undef BPF_PROG_TYPE
34 #undef BPF_MAP_TYPE
35 #undef BPF_LINK_TYPE
36 };
37
38 /* bpf_check() is a static code analyzer that walks eBPF program
39  * instruction by instruction and updates register/stack state.
40  * All paths of conditional branches are analyzed until 'bpf_exit' insn.
41  *
42  * The first pass is depth-first-search to check that the program is a DAG.
43  * It rejects the following programs:
44  * - larger than BPF_MAXINSNS insns
45  * - if loop is present (detected via back-edge)
46  * - unreachable insns exist (shouldn't be a forest. program = one function)
47  * - out of bounds or malformed jumps
48  * The second pass is all possible path descent from the 1st insn.
49  * Since it's analyzing all pathes through the program, the length of the
50  * analysis is limited to 64k insn, which may be hit even if total number of
51  * insn is less then 4K, but there are too many branches that change stack/regs.
52  * Number of 'branches to be analyzed' is limited to 1k
53  *
54  * On entry to each instruction, each register has a type, and the instruction
55  * changes the types of the registers depending on instruction semantics.
56  * If instruction is BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, BPF_REG_5), then type of R5 is
57  * copied to R1.
58  *
59  * All registers are 64-bit.
60  * R0 - return register
61  * R1-R5 argument passing registers
62  * R6-R9 callee saved registers
63  * R10 - frame pointer read-only
64  *
65  * At the start of BPF program the register R1 contains a pointer to bpf_context
66  * and has type PTR_TO_CTX.
67  *
68  * Verifier tracks arithmetic operations on pointers in case:
69  *    BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, BPF_REG_10),
70  *    BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, BPF_REG_1, -20),
71  * 1st insn copies R10 (which has FRAME_PTR) type into R1
72  * and 2nd arithmetic instruction is pattern matched to recognize
73  * that it wants to construct a pointer to some element within stack.
74  * So after 2nd insn, the register R1 has type PTR_TO_STACK
75  * (and -20 constant is saved for further stack bounds checking).
76  * Meaning that this reg is a pointer to stack plus known immediate constant.
77  *
78  * Most of the time the registers have SCALAR_VALUE type, which
79  * means the register has some value, but it's not a valid pointer.
80  * (like pointer plus pointer becomes SCALAR_VALUE type)
81  *
82  * When verifier sees load or store instructions the type of base register
83  * can be: PTR_TO_MAP_VALUE, PTR_TO_CTX, PTR_TO_STACK, PTR_TO_SOCKET. These are
84  * four pointer types recognized by check_mem_access() function.
85  *
86  * PTR_TO_MAP_VALUE means that this register is pointing to 'map element value'
87  * and the range of [ptr, ptr + map's value_size) is accessible.
88  *
89  * registers used to pass values to function calls are checked against
90  * function argument constraints.
91  *
92  * ARG_PTR_TO_MAP_KEY is one of such argument constraints.
93  * It means that the register type passed to this function must be
94  * PTR_TO_STACK and it will be used inside the function as
95  * 'pointer to map element key'
96  *
97  * For example the argument constraints for bpf_map_lookup_elem():
98  *   .ret_type = RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL,
99  *   .arg1_type = ARG_CONST_MAP_PTR,
100  *   .arg2_type = ARG_PTR_TO_MAP_KEY,
101  *
102  * ret_type says that this function returns 'pointer to map elem value or null'
103  * function expects 1st argument to be a const pointer to 'struct bpf_map' and
104  * 2nd argument should be a pointer to stack, which will be used inside
105  * the helper function as a pointer to map element key.
106  *
107  * On the kernel side the helper function looks like:
108  * u64 bpf_map_lookup_elem(u64 r1, u64 r2, u64 r3, u64 r4, u64 r5)
109  * {
110  *    struct bpf_map *map = (struct bpf_map *) (unsigned long) r1;
111  *    void *key = (void *) (unsigned long) r2;
112  *    void *value;
113  *
114  *    here kernel can access 'key' and 'map' pointers safely, knowing that
115  *    [key, key + map->key_size) bytes are valid and were initialized on
116  *    the stack of eBPF program.
117  * }
118  *
119  * Corresponding eBPF program may look like:
120  *    BPF_MOV64_REG(BPF_REG_2, BPF_REG_10),  // after this insn R2 type is FRAME_PTR
121  *    BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, BPF_REG_2, -4), // after this insn R2 type is PTR_TO_STACK
122  *    BPF_LD_MAP_FD(BPF_REG_1, map_fd),      // after this insn R1 type is CONST_PTR_TO_MAP
123  *    BPF_RAW_INSN(BPF_JMP | BPF_CALL, 0, 0, 0, BPF_FUNC_map_lookup_elem),
124  * here verifier looks at prototype of map_lookup_elem() and sees:
125  * .arg1_type == ARG_CONST_MAP_PTR and R1->type == CONST_PTR_TO_MAP, which is ok,
126  * Now verifier knows that this map has key of R1->map_ptr->key_size bytes
127  *
128  * Then .arg2_type == ARG_PTR_TO_MAP_KEY and R2->type == PTR_TO_STACK, ok so far,
129  * Now verifier checks that [R2, R2 + map's key_size) are within stack limits
130  * and were initialized prior to this call.
131  * If it's ok, then verifier allows this BPF_CALL insn and looks at
132  * .ret_type which is RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL, so it sets
133  * R0->type = PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL which means bpf_map_lookup_elem() function
134  * returns ether pointer to map value or NULL.
135  *
136  * When type PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL passes through 'if (reg != 0) goto +off'
137  * insn, the register holding that pointer in the true branch changes state to
138  * PTR_TO_MAP_VALUE and the same register changes state to CONST_IMM in the false
139  * branch. See check_cond_jmp_op().
140  *
141  * After the call R0 is set to return type of the function and registers R1-R5
142  * are set to NOT_INIT to indicate that they are no longer readable.
143  *
144  * The following reference types represent a potential reference to a kernel
145  * resource which, after first being allocated, must be checked and freed by
146  * the BPF program:
147  * - PTR_TO_SOCKET_OR_NULL, PTR_TO_SOCKET
148  *
149  * When the verifier sees a helper call return a reference type, it allocates a
150  * pointer id for the reference and stores it in the current function state.
151  * Similar to the way that PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL is converted into
152  * PTR_TO_MAP_VALUE, PTR_TO_SOCKET_OR_NULL becomes PTR_TO_SOCKET when the type
153  * passes through a NULL-check conditional. For the branch wherein the state is
154  * changed to CONST_IMM, the verifier releases the reference.
155  *
156  * For each helper function that allocates a reference, such as
157  * bpf_sk_lookup_tcp(), there is a corresponding release function, such as
158  * bpf_sk_release(). When a reference type passes into the release function,
159  * the verifier also releases the reference. If any unchecked or unreleased
160  * reference remains at the end of the program, the verifier rejects it.
161  */
162
163 /* verifier_state + insn_idx are pushed to stack when branch is encountered */
164 struct bpf_verifier_stack_elem {
165         /* verifer state is 'st'
166          * before processing instruction 'insn_idx'
167          * and after processing instruction 'prev_insn_idx'
168          */
169         struct bpf_verifier_state st;
170         int insn_idx;
171         int prev_insn_idx;
172         struct bpf_verifier_stack_elem *next;
173         /* length of verifier log at the time this state was pushed on stack */
174         u32 log_pos;
175 };
176
177 #define BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ    8192
178 #define BPF_COMPLEXITY_LIMIT_STATES     64
179
180 #define BPF_MAP_KEY_POISON      (1ULL << 63)
181 #define BPF_MAP_KEY_SEEN        (1ULL << 62)
182
183 #define BPF_MAP_PTR_UNPRIV      1UL
184 #define BPF_MAP_PTR_POISON      ((void *)((0xeB9FUL << 1) +     \
185                                           POISON_POINTER_DELTA))
186 #define BPF_MAP_PTR(X)          ((struct bpf_map *)((X) & ~BPF_MAP_PTR_UNPRIV))
187
188 static bool bpf_map_ptr_poisoned(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
189 {
190         return BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state) == BPF_MAP_PTR_POISON;
191 }
192
193 static bool bpf_map_ptr_unpriv(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
194 {
195         return aux->map_ptr_state & BPF_MAP_PTR_UNPRIV;
196 }
197
198 static void bpf_map_ptr_store(struct bpf_insn_aux_data *aux,
199                               const struct bpf_map *map, bool unpriv)
200 {
201         BUILD_BUG_ON((unsigned long)BPF_MAP_PTR_POISON & BPF_MAP_PTR_UNPRIV);
202         unpriv |= bpf_map_ptr_unpriv(aux);
203         aux->map_ptr_state = (unsigned long)map |
204                              (unpriv ? BPF_MAP_PTR_UNPRIV : 0UL);
205 }
206
207 static bool bpf_map_key_poisoned(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
208 {
209         return aux->map_key_state & BPF_MAP_KEY_POISON;
210 }
211
212 static bool bpf_map_key_unseen(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
213 {
214         return !(aux->map_key_state & BPF_MAP_KEY_SEEN);
215 }
216
217 static u64 bpf_map_key_immediate(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
218 {
219         return aux->map_key_state & ~(BPF_MAP_KEY_SEEN | BPF_MAP_KEY_POISON);
220 }
221
222 static void bpf_map_key_store(struct bpf_insn_aux_data *aux, u64 state)
223 {
224         bool poisoned = bpf_map_key_poisoned(aux);
225
226         aux->map_key_state = state | BPF_MAP_KEY_SEEN |
227                              (poisoned ? BPF_MAP_KEY_POISON : 0ULL);
228 }
229
230 struct bpf_call_arg_meta {
231         struct bpf_map *map_ptr;
232         bool raw_mode;
233         bool pkt_access;
234         int regno;
235         int access_size;
236         int mem_size;
237         u64 msize_max_value;
238         int ref_obj_id;
239         int func_id;
240         u32 btf_id;
241 };
242
243 struct btf *btf_vmlinux;
244
245 static DEFINE_MUTEX(bpf_verifier_lock);
246
247 static const struct bpf_line_info *
248 find_linfo(const struct bpf_verifier_env *env, u32 insn_off)
249 {
250         const struct bpf_line_info *linfo;
251         const struct bpf_prog *prog;
252         u32 i, nr_linfo;
253
254         prog = env->prog;
255         nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
256
257         if (!nr_linfo || insn_off >= prog->len)
258                 return NULL;
259
260         linfo = prog->aux->linfo;
261         for (i = 1; i < nr_linfo; i++)
262                 if (insn_off < linfo[i].insn_off)
263                         break;
264
265         return &linfo[i - 1];
266 }
267
268 void bpf_verifier_vlog(struct bpf_verifier_log *log, const char *fmt,
269                        va_list args)
270 {
271         unsigned int n;
272
273         n = vscnprintf(log->kbuf, BPF_VERIFIER_TMP_LOG_SIZE, fmt, args);
274
275         WARN_ONCE(n >= BPF_VERIFIER_TMP_LOG_SIZE - 1,
276                   "verifier log line truncated - local buffer too short\n");
277
278         n = min(log->len_total - log->len_used - 1, n);
279         log->kbuf[n] = '\0';
280
281         if (log->level == BPF_LOG_KERNEL) {
282                 pr_err("BPF:%s\n", log->kbuf);
283                 return;
284         }
285         if (!copy_to_user(log->ubuf + log->len_used, log->kbuf, n + 1))
286                 log->len_used += n;
287         else
288                 log->ubuf = NULL;
289 }
290
291 static void bpf_vlog_reset(struct bpf_verifier_log *log, u32 new_pos)
292 {
293         char zero = 0;
294
295         if (!bpf_verifier_log_needed(log))
296                 return;
297
298         log->len_used = new_pos;
299         if (put_user(zero, log->ubuf + new_pos))
300                 log->ubuf = NULL;
301 }
302
303 /* log_level controls verbosity level of eBPF verifier.
304  * bpf_verifier_log_write() is used to dump the verification trace to the log,
305  * so the user can figure out what's wrong with the program
306  */
307 __printf(2, 3) void bpf_verifier_log_write(struct bpf_verifier_env *env,
308                                            const char *fmt, ...)
309 {
310         va_list args;
311
312         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
313                 return;
314
315         va_start(args, fmt);
316         bpf_verifier_vlog(&env->log, fmt, args);
317         va_end(args);
318 }
319 EXPORT_SYMBOL_GPL(bpf_verifier_log_write);
320
321 __printf(2, 3) static void verbose(void *private_data, const char *fmt, ...)
322 {
323         struct bpf_verifier_env *env = private_data;
324         va_list args;
325
326         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
327                 return;
328
329         va_start(args, fmt);
330         bpf_verifier_vlog(&env->log, fmt, args);
331         va_end(args);
332 }
333
334 __printf(2, 3) void bpf_log(struct bpf_verifier_log *log,
335                             const char *fmt, ...)
336 {
337         va_list args;
338
339         if (!bpf_verifier_log_needed(log))
340                 return;
341
342         va_start(args, fmt);
343         bpf_verifier_vlog(log, fmt, args);
344         va_end(args);
345 }
346
347 static const char *ltrim(const char *s)
348 {
349         while (isspace(*s))
350                 s++;
351
352         return s;
353 }
354
355 __printf(3, 4) static void verbose_linfo(struct bpf_verifier_env *env,
356                                          u32 insn_off,
357                                          const char *prefix_fmt, ...)
358 {
359         const struct bpf_line_info *linfo;
360
361         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
362                 return;
363
364         linfo = find_linfo(env, insn_off);
365         if (!linfo || linfo == env->prev_linfo)
366                 return;
367
368         if (prefix_fmt) {
369                 va_list args;
370
371                 va_start(args, prefix_fmt);
372                 bpf_verifier_vlog(&env->log, prefix_fmt, args);
373                 va_end(args);
374         }
375
376         verbose(env, "%s\n",
377                 ltrim(btf_name_by_offset(env->prog->aux->btf,
378                                          linfo->line_off)));
379
380         env->prev_linfo = linfo;
381 }
382
383 static bool type_is_pkt_pointer(enum bpf_reg_type type)
384 {
385         return type == PTR_TO_PACKET ||
386                type == PTR_TO_PACKET_META;
387 }
388
389 static bool type_is_sk_pointer(enum bpf_reg_type type)
390 {
391         return type == PTR_TO_SOCKET ||
392                 type == PTR_TO_SOCK_COMMON ||
393                 type == PTR_TO_TCP_SOCK ||
394                 type == PTR_TO_XDP_SOCK;
395 }
396
397 static bool reg_type_not_null(enum bpf_reg_type type)
398 {
399         return type == PTR_TO_SOCKET ||
400                 type == PTR_TO_TCP_SOCK ||
401                 type == PTR_TO_MAP_VALUE ||
402                 type == PTR_TO_SOCK_COMMON;
403 }
404
405 static bool reg_type_may_be_null(enum bpf_reg_type type)
406 {
407         return type == PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL ||
408                type == PTR_TO_SOCKET_OR_NULL ||
409                type == PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL ||
410                type == PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL ||
411                type == PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL ||
412                type == PTR_TO_MEM_OR_NULL ||
413                type == PTR_TO_RDONLY_BUF_OR_NULL ||
414                type == PTR_TO_RDWR_BUF_OR_NULL;
415 }
416
417 static bool reg_may_point_to_spin_lock(const struct bpf_reg_state *reg)
418 {
419         return reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE &&
420                 map_value_has_spin_lock(reg->map_ptr);
421 }
422
423 static bool reg_type_may_be_refcounted_or_null(enum bpf_reg_type type)
424 {
425         return type == PTR_TO_SOCKET ||
426                 type == PTR_TO_SOCKET_OR_NULL ||
427                 type == PTR_TO_TCP_SOCK ||
428                 type == PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL ||
429                 type == PTR_TO_MEM ||
430                 type == PTR_TO_MEM_OR_NULL;
431 }
432
433 static bool arg_type_may_be_refcounted(enum bpf_arg_type type)
434 {
435         return type == ARG_PTR_TO_SOCK_COMMON;
436 }
437
438 /* Determine whether the function releases some resources allocated by another
439  * function call. The first reference type argument will be assumed to be
440  * released by release_reference().
441  */
442 static bool is_release_function(enum bpf_func_id func_id)
443 {
444         return func_id == BPF_FUNC_sk_release ||
445                func_id == BPF_FUNC_ringbuf_submit ||
446                func_id == BPF_FUNC_ringbuf_discard;
447 }
448
449 static bool may_be_acquire_function(enum bpf_func_id func_id)
450 {
451         return func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_tcp ||
452                 func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_udp ||
453                 func_id == BPF_FUNC_skc_lookup_tcp ||
454                 func_id == BPF_FUNC_map_lookup_elem ||
455                 func_id == BPF_FUNC_ringbuf_reserve;
456 }
457
458 static bool is_acquire_function(enum bpf_func_id func_id,
459                                 const struct bpf_map *map)
460 {
461         enum bpf_map_type map_type = map ? map->map_type : BPF_MAP_TYPE_UNSPEC;
462
463         if (func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_tcp ||
464             func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_udp ||
465             func_id == BPF_FUNC_skc_lookup_tcp ||
466             func_id == BPF_FUNC_ringbuf_reserve)
467                 return true;
468
469         if (func_id == BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
470             (map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP ||
471              map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH))
472                 return true;
473
474         return false;
475 }
476
477 static bool is_ptr_cast_function(enum bpf_func_id func_id)
478 {
479         return func_id == BPF_FUNC_tcp_sock ||
480                 func_id == BPF_FUNC_sk_fullsock;
481 }
482
483 /* string representation of 'enum bpf_reg_type' */
484 static const char * const reg_type_str[] = {
485         [NOT_INIT]              = "?",
486         [SCALAR_VALUE]          = "inv",
487         [PTR_TO_CTX]            = "ctx",
488         [CONST_PTR_TO_MAP]      = "map_ptr",
489         [PTR_TO_MAP_VALUE]      = "map_value",
490         [PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL] = "map_value_or_null",
491         [PTR_TO_STACK]          = "fp",
492         [PTR_TO_PACKET]         = "pkt",
493         [PTR_TO_PACKET_META]    = "pkt_meta",
494         [PTR_TO_PACKET_END]     = "pkt_end",
495         [PTR_TO_FLOW_KEYS]      = "flow_keys",
496         [PTR_TO_SOCKET]         = "sock",
497         [PTR_TO_SOCKET_OR_NULL] = "sock_or_null",
498         [PTR_TO_SOCK_COMMON]    = "sock_common",
499         [PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL] = "sock_common_or_null",
500         [PTR_TO_TCP_SOCK]       = "tcp_sock",
501         [PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL] = "tcp_sock_or_null",
502         [PTR_TO_TP_BUFFER]      = "tp_buffer",
503         [PTR_TO_XDP_SOCK]       = "xdp_sock",
504         [PTR_TO_BTF_ID]         = "ptr_",
505         [PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL] = "ptr_or_null_",
506         [PTR_TO_MEM]            = "mem",
507         [PTR_TO_MEM_OR_NULL]    = "mem_or_null",
508         [PTR_TO_RDONLY_BUF]     = "rdonly_buf",
509         [PTR_TO_RDONLY_BUF_OR_NULL] = "rdonly_buf_or_null",
510         [PTR_TO_RDWR_BUF]       = "rdwr_buf",
511         [PTR_TO_RDWR_BUF_OR_NULL] = "rdwr_buf_or_null",
512 };
513
514 static char slot_type_char[] = {
515         [STACK_INVALID] = '?',
516         [STACK_SPILL]   = 'r',
517         [STACK_MISC]    = 'm',
518         [STACK_ZERO]    = '0',
519 };
520
521 static void print_liveness(struct bpf_verifier_env *env,
522                            enum bpf_reg_liveness live)
523 {
524         if (live & (REG_LIVE_READ | REG_LIVE_WRITTEN | REG_LIVE_DONE))
525             verbose(env, "_");
526         if (live & REG_LIVE_READ)
527                 verbose(env, "r");
528         if (live & REG_LIVE_WRITTEN)
529                 verbose(env, "w");
530         if (live & REG_LIVE_DONE)
531                 verbose(env, "D");
532 }
533
534 static struct bpf_func_state *func(struct bpf_verifier_env *env,
535                                    const struct bpf_reg_state *reg)
536 {
537         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
538
539         return cur->frame[reg->frameno];
540 }
541
542 const char *kernel_type_name(u32 id)
543 {
544         return btf_name_by_offset(btf_vmlinux,
545                                   btf_type_by_id(btf_vmlinux, id)->name_off);
546 }
547
548 static void print_verifier_state(struct bpf_verifier_env *env,
549                                  const struct bpf_func_state *state)
550 {
551         const struct bpf_reg_state *reg;
552         enum bpf_reg_type t;
553         int i;
554
555         if (state->frameno)
556                 verbose(env, " frame%d:", state->frameno);
557         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
558                 reg = &state->regs[i];
559                 t = reg->type;
560                 if (t == NOT_INIT)
561                         continue;
562                 verbose(env, " R%d", i);
563                 print_liveness(env, reg->live);
564                 verbose(env, "=%s", reg_type_str[t]);
565                 if (t == SCALAR_VALUE && reg->precise)
566                         verbose(env, "P");
567                 if ((t == SCALAR_VALUE || t == PTR_TO_STACK) &&
568                     tnum_is_const(reg->var_off)) {
569                         /* reg->off should be 0 for SCALAR_VALUE */
570                         verbose(env, "%lld", reg->var_off.value + reg->off);
571                 } else {
572                         if (t == PTR_TO_BTF_ID || t == PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL)
573                                 verbose(env, "%s", kernel_type_name(reg->btf_id));
574                         verbose(env, "(id=%d", reg->id);
575                         if (reg_type_may_be_refcounted_or_null(t))
576                                 verbose(env, ",ref_obj_id=%d", reg->ref_obj_id);
577                         if (t != SCALAR_VALUE)
578                                 verbose(env, ",off=%d", reg->off);
579                         if (type_is_pkt_pointer(t))
580                                 verbose(env, ",r=%d", reg->range);
581                         else if (t == CONST_PTR_TO_MAP ||
582                                  t == PTR_TO_MAP_VALUE ||
583                                  t == PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL)
584                                 verbose(env, ",ks=%d,vs=%d",
585                                         reg->map_ptr->key_size,
586                                         reg->map_ptr->value_size);
587                         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
588                                 /* Typically an immediate SCALAR_VALUE, but
589                                  * could be a pointer whose offset is too big
590                                  * for reg->off
591                                  */
592                                 verbose(env, ",imm=%llx", reg->var_off.value);
593                         } else {
594                                 if (reg->smin_value != reg->umin_value &&
595                                     reg->smin_value != S64_MIN)
596                                         verbose(env, ",smin_value=%lld",
597                                                 (long long)reg->smin_value);
598                                 if (reg->smax_value != reg->umax_value &&
599                                     reg->smax_value != S64_MAX)
600                                         verbose(env, ",smax_value=%lld",
601                                                 (long long)reg->smax_value);
602                                 if (reg->umin_value != 0)
603                                         verbose(env, ",umin_value=%llu",
604                                                 (unsigned long long)reg->umin_value);
605                                 if (reg->umax_value != U64_MAX)
606                                         verbose(env, ",umax_value=%llu",
607                                                 (unsigned long long)reg->umax_value);
608                                 if (!tnum_is_unknown(reg->var_off)) {
609                                         char tn_buf[48];
610
611                                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
612                                         verbose(env, ",var_off=%s", tn_buf);
613                                 }
614                                 if (reg->s32_min_value != reg->smin_value &&
615                                     reg->s32_min_value != S32_MIN)
616                                         verbose(env, ",s32_min_value=%d",
617                                                 (int)(reg->s32_min_value));
618                                 if (reg->s32_max_value != reg->smax_value &&
619                                     reg->s32_max_value != S32_MAX)
620                                         verbose(env, ",s32_max_value=%d",
621                                                 (int)(reg->s32_max_value));
622                                 if (reg->u32_min_value != reg->umin_value &&
623                                     reg->u32_min_value != U32_MIN)
624                                         verbose(env, ",u32_min_value=%d",
625                                                 (int)(reg->u32_min_value));
626                                 if (reg->u32_max_value != reg->umax_value &&
627                                     reg->u32_max_value != U32_MAX)
628                                         verbose(env, ",u32_max_value=%d",
629                                                 (int)(reg->u32_max_value));
630                         }
631                         verbose(env, ")");
632                 }
633         }
634         for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
635                 char types_buf[BPF_REG_SIZE + 1];
636                 bool valid = false;
637                 int j;
638
639                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++) {
640                         if (state->stack[i].slot_type[j] != STACK_INVALID)
641                                 valid = true;
642                         types_buf[j] = slot_type_char[
643                                         state->stack[i].slot_type[j]];
644                 }
645                 types_buf[BPF_REG_SIZE] = 0;
646                 if (!valid)
647                         continue;
648                 verbose(env, " fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
649                 print_liveness(env, state->stack[i].spilled_ptr.live);
650                 if (state->stack[i].slot_type[0] == STACK_SPILL) {
651                         reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
652                         t = reg->type;
653                         verbose(env, "=%s", reg_type_str[t]);
654                         if (t == SCALAR_VALUE && reg->precise)
655                                 verbose(env, "P");
656                         if (t == SCALAR_VALUE && tnum_is_const(reg->var_off))
657                                 verbose(env, "%lld", reg->var_off.value + reg->off);
658                 } else {
659                         verbose(env, "=%s", types_buf);
660                 }
661         }
662         if (state->acquired_refs && state->refs[0].id) {
663                 verbose(env, " refs=%d", state->refs[0].id);
664                 for (i = 1; i < state->acquired_refs; i++)
665                         if (state->refs[i].id)
666                                 verbose(env, ",%d", state->refs[i].id);
667         }
668         verbose(env, "\n");
669 }
670
671 #define COPY_STATE_FN(NAME, COUNT, FIELD, SIZE)                         \
672 static int copy_##NAME##_state(struct bpf_func_state *dst,              \
673                                const struct bpf_func_state *src)        \
674 {                                                                       \
675         if (!src->FIELD)                                                \
676                 return 0;                                               \
677         if (WARN_ON_ONCE(dst->COUNT < src->COUNT)) {                    \
678                 /* internal bug, make state invalid to reject the program */ \
679                 memset(dst, 0, sizeof(*dst));                           \
680                 return -EFAULT;                                         \
681         }                                                               \
682         memcpy(dst->FIELD, src->FIELD,                                  \
683                sizeof(*src->FIELD) * (src->COUNT / SIZE));              \
684         return 0;                                                       \
685 }
686 /* copy_reference_state() */
687 COPY_STATE_FN(reference, acquired_refs, refs, 1)
688 /* copy_stack_state() */
689 COPY_STATE_FN(stack, allocated_stack, stack, BPF_REG_SIZE)
690 #undef COPY_STATE_FN
691
692 #define REALLOC_STATE_FN(NAME, COUNT, FIELD, SIZE)                      \
693 static int realloc_##NAME##_state(struct bpf_func_state *state, int size, \
694                                   bool copy_old)                        \
695 {                                                                       \
696         u32 old_size = state->COUNT;                                    \
697         struct bpf_##NAME##_state *new_##FIELD;                         \
698         int slot = size / SIZE;                                         \
699                                                                         \
700         if (size <= old_size || !size) {                                \
701                 if (copy_old)                                           \
702                         return 0;                                       \
703                 state->COUNT = slot * SIZE;                             \
704                 if (!size && old_size) {                                \
705                         kfree(state->FIELD);                            \
706                         state->FIELD = NULL;                            \
707                 }                                                       \
708                 return 0;                                               \
709         }                                                               \
710         new_##FIELD = kmalloc_array(slot, sizeof(struct bpf_##NAME##_state), \
711                                     GFP_KERNEL);                        \
712         if (!new_##FIELD)                                               \
713                 return -ENOMEM;                                         \
714         if (copy_old) {                                                 \
715                 if (state->FIELD)                                       \
716                         memcpy(new_##FIELD, state->FIELD,               \
717                                sizeof(*new_##FIELD) * (old_size / SIZE)); \
718                 memset(new_##FIELD + old_size / SIZE, 0,                \
719                        sizeof(*new_##FIELD) * (size - old_size) / SIZE); \
720         }                                                               \
721         state->COUNT = slot * SIZE;                                     \
722         kfree(state->FIELD);                                            \
723         state->FIELD = new_##FIELD;                                     \
724         return 0;                                                       \
725 }
726 /* realloc_reference_state() */
727 REALLOC_STATE_FN(reference, acquired_refs, refs, 1)
728 /* realloc_stack_state() */
729 REALLOC_STATE_FN(stack, allocated_stack, stack, BPF_REG_SIZE)
730 #undef REALLOC_STATE_FN
731
732 /* do_check() starts with zero-sized stack in struct bpf_verifier_state to
733  * make it consume minimal amount of memory. check_stack_write() access from
734  * the program calls into realloc_func_state() to grow the stack size.
735  * Note there is a non-zero 'parent' pointer inside bpf_verifier_state
736  * which realloc_stack_state() copies over. It points to previous
737  * bpf_verifier_state which is never reallocated.
738  */
739 static int realloc_func_state(struct bpf_func_state *state, int stack_size,
740                               int refs_size, bool copy_old)
741 {
742         int err = realloc_reference_state(state, refs_size, copy_old);
743         if (err)
744                 return err;
745         return realloc_stack_state(state, stack_size, copy_old);
746 }
747
748 /* Acquire a pointer id from the env and update the state->refs to include
749  * this new pointer reference.
750  * On success, returns a valid pointer id to associate with the register
751  * On failure, returns a negative errno.
752  */
753 static int acquire_reference_state(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
754 {
755         struct bpf_func_state *state = cur_func(env);
756         int new_ofs = state->acquired_refs;
757         int id, err;
758
759         err = realloc_reference_state(state, state->acquired_refs + 1, true);
760         if (err)
761                 return err;
762         id = ++env->id_gen;
763         state->refs[new_ofs].id = id;
764         state->refs[new_ofs].insn_idx = insn_idx;
765
766         return id;
767 }
768
769 /* release function corresponding to acquire_reference_state(). Idempotent. */
770 static int release_reference_state(struct bpf_func_state *state, int ptr_id)
771 {
772         int i, last_idx;
773
774         last_idx = state->acquired_refs - 1;
775         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
776                 if (state->refs[i].id == ptr_id) {
777                         if (last_idx && i != last_idx)
778                                 memcpy(&state->refs[i], &state->refs[last_idx],
779                                        sizeof(*state->refs));
780                         memset(&state->refs[last_idx], 0, sizeof(*state->refs));
781                         state->acquired_refs--;
782                         return 0;
783                 }
784         }
785         return -EINVAL;
786 }
787
788 static int transfer_reference_state(struct bpf_func_state *dst,
789                                     struct bpf_func_state *src)
790 {
791         int err = realloc_reference_state(dst, src->acquired_refs, false);
792         if (err)
793                 return err;
794         err = copy_reference_state(dst, src);
795         if (err)
796                 return err;
797         return 0;
798 }
799
800 static void free_func_state(struct bpf_func_state *state)
801 {
802         if (!state)
803                 return;
804         kfree(state->refs);
805         kfree(state->stack);
806         kfree(state);
807 }
808
809 static void clear_jmp_history(struct bpf_verifier_state *state)
810 {
811         kfree(state->jmp_history);
812         state->jmp_history = NULL;
813         state->jmp_history_cnt = 0;
814 }
815
816 static void free_verifier_state(struct bpf_verifier_state *state,
817                                 bool free_self)
818 {
819         int i;
820
821         for (i = 0; i <= state->curframe; i++) {
822                 free_func_state(state->frame[i]);
823                 state->frame[i] = NULL;
824         }
825         clear_jmp_history(state);
826         if (free_self)
827                 kfree(state);
828 }
829
830 /* copy verifier state from src to dst growing dst stack space
831  * when necessary to accommodate larger src stack
832  */
833 static int copy_func_state(struct bpf_func_state *dst,
834                            const struct bpf_func_state *src)
835 {
836         int err;
837
838         err = realloc_func_state(dst, src->allocated_stack, src->acquired_refs,
839                                  false);
840         if (err)
841                 return err;
842         memcpy(dst, src, offsetof(struct bpf_func_state, acquired_refs));
843         err = copy_reference_state(dst, src);
844         if (err)
845                 return err;
846         return copy_stack_state(dst, src);
847 }
848
849 static int copy_verifier_state(struct bpf_verifier_state *dst_state,
850                                const struct bpf_verifier_state *src)
851 {
852         struct bpf_func_state *dst;
853         u32 jmp_sz = sizeof(struct bpf_idx_pair) * src->jmp_history_cnt;
854         int i, err;
855
856         if (dst_state->jmp_history_cnt < src->jmp_history_cnt) {
857                 kfree(dst_state->jmp_history);
858                 dst_state->jmp_history = kmalloc(jmp_sz, GFP_USER);
859                 if (!dst_state->jmp_history)
860                         return -ENOMEM;
861         }
862         memcpy(dst_state->jmp_history, src->jmp_history, jmp_sz);
863         dst_state->jmp_history_cnt = src->jmp_history_cnt;
864
865         /* if dst has more stack frames then src frame, free them */
866         for (i = src->curframe + 1; i <= dst_state->curframe; i++) {
867                 free_func_state(dst_state->frame[i]);
868                 dst_state->frame[i] = NULL;
869         }
870         dst_state->speculative = src->speculative;
871         dst_state->curframe = src->curframe;
872         dst_state->active_spin_lock = src->active_spin_lock;
873         dst_state->branches = src->branches;
874         dst_state->parent = src->parent;
875         dst_state->first_insn_idx = src->first_insn_idx;
876         dst_state->last_insn_idx = src->last_insn_idx;
877         for (i = 0; i <= src->curframe; i++) {
878                 dst = dst_state->frame[i];
879                 if (!dst) {
880                         dst = kzalloc(sizeof(*dst), GFP_KERNEL);
881                         if (!dst)
882                                 return -ENOMEM;
883                         dst_state->frame[i] = dst;
884                 }
885                 err = copy_func_state(dst, src->frame[i]);
886                 if (err)
887                         return err;
888         }
889         return 0;
890 }
891
892 static void update_branch_counts(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_verifier_state *st)
893 {
894         while (st) {
895                 u32 br = --st->branches;
896
897                 /* WARN_ON(br > 1) technically makes sense here,
898                  * but see comment in push_stack(), hence:
899                  */
900                 WARN_ONCE((int)br < 0,
901                           "BUG update_branch_counts:branches_to_explore=%d\n",
902                           br);
903                 if (br)
904                         break;
905                 st = st->parent;
906         }
907 }
908
909 static int pop_stack(struct bpf_verifier_env *env, int *prev_insn_idx,
910                      int *insn_idx, bool pop_log)
911 {
912         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
913         struct bpf_verifier_stack_elem *elem, *head = env->head;
914         int err;
915
916         if (env->head == NULL)
917                 return -ENOENT;
918
919         if (cur) {
920                 err = copy_verifier_state(cur, &head->st);
921                 if (err)
922                         return err;
923         }
924         if (pop_log)
925                 bpf_vlog_reset(&env->log, head->log_pos);
926         if (insn_idx)
927                 *insn_idx = head->insn_idx;
928         if (prev_insn_idx)
929                 *prev_insn_idx = head->prev_insn_idx;
930         elem = head->next;
931         free_verifier_state(&head->st, false);
932         kfree(head);
933         env->head = elem;
934         env->stack_size--;
935         return 0;
936 }
937
938 static struct bpf_verifier_state *push_stack(struct bpf_verifier_env *env,
939                                              int insn_idx, int prev_insn_idx,
940                                              bool speculative)
941 {
942         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
943         struct bpf_verifier_stack_elem *elem;
944         int err;
945
946         elem = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_stack_elem), GFP_KERNEL);
947         if (!elem)
948                 goto err;
949
950         elem->insn_idx = insn_idx;
951         elem->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
952         elem->next = env->head;
953         elem->log_pos = env->log.len_used;
954         env->head = elem;
955         env->stack_size++;
956         err = copy_verifier_state(&elem->st, cur);
957         if (err)
958                 goto err;
959         elem->st.speculative |= speculative;
960         if (env->stack_size > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ) {
961                 verbose(env, "The sequence of %d jumps is too complex.\n",
962                         env->stack_size);
963                 goto err;
964         }
965         if (elem->st.parent) {
966                 ++elem->st.parent->branches;
967                 /* WARN_ON(branches > 2) technically makes sense here,
968                  * but
969                  * 1. speculative states will bump 'branches' for non-branch
970                  * instructions
971                  * 2. is_state_visited() heuristics may decide not to create
972                  * a new state for a sequence of branches and all such current
973                  * and cloned states will be pointing to a single parent state
974                  * which might have large 'branches' count.
975                  */
976         }
977         return &elem->st;
978 err:
979         free_verifier_state(env->cur_state, true);
980         env->cur_state = NULL;
981         /* pop all elements and return */
982         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
983         return NULL;
984 }
985
986 #define CALLER_SAVED_REGS 6
987 static const int caller_saved[CALLER_SAVED_REGS] = {
988         BPF_REG_0, BPF_REG_1, BPF_REG_2, BPF_REG_3, BPF_REG_4, BPF_REG_5
989 };
990
991 static void __mark_reg_not_init(const struct bpf_verifier_env *env,
992                                 struct bpf_reg_state *reg);
993
994 /* Mark the unknown part of a register (variable offset or scalar value) as
995  * known to have the value @imm.
996  */
997 static void __mark_reg_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
998 {
999         /* Clear id, off, and union(map_ptr, range) */
1000         memset(((u8 *)reg) + sizeof(reg->type), 0,
1001                offsetof(struct bpf_reg_state, var_off) - sizeof(reg->type));
1002         reg->var_off = tnum_const(imm);
1003         reg->smin_value = (s64)imm;
1004         reg->smax_value = (s64)imm;
1005         reg->umin_value = imm;
1006         reg->umax_value = imm;
1007
1008         reg->s32_min_value = (s32)imm;
1009         reg->s32_max_value = (s32)imm;
1010         reg->u32_min_value = (u32)imm;
1011         reg->u32_max_value = (u32)imm;
1012 }
1013
1014 static void __mark_reg32_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1015 {
1016         reg->var_off = tnum_const_subreg(reg->var_off, imm);
1017         reg->s32_min_value = (s32)imm;
1018         reg->s32_max_value = (s32)imm;
1019         reg->u32_min_value = (u32)imm;
1020         reg->u32_max_value = (u32)imm;
1021 }
1022
1023 /* Mark the 'variable offset' part of a register as zero.  This should be
1024  * used only on registers holding a pointer type.
1025  */
1026 static void __mark_reg_known_zero(struct bpf_reg_state *reg)
1027 {
1028         __mark_reg_known(reg, 0);
1029 }
1030
1031 static void __mark_reg_const_zero(struct bpf_reg_state *reg)
1032 {
1033         __mark_reg_known(reg, 0);
1034         reg->type = SCALAR_VALUE;
1035 }
1036
1037 static void mark_reg_known_zero(struct bpf_verifier_env *env,
1038                                 struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
1039 {
1040         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
1041                 verbose(env, "mark_reg_known_zero(regs, %u)\n", regno);
1042                 /* Something bad happened, let's kill all regs */
1043                 for (regno = 0; regno < MAX_BPF_REG; regno++)
1044                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1045                 return;
1046         }
1047         __mark_reg_known_zero(regs + regno);
1048 }
1049
1050 static bool reg_is_pkt_pointer(const struct bpf_reg_state *reg)
1051 {
1052         return type_is_pkt_pointer(reg->type);
1053 }
1054
1055 static bool reg_is_pkt_pointer_any(const struct bpf_reg_state *reg)
1056 {
1057         return reg_is_pkt_pointer(reg) ||
1058                reg->type == PTR_TO_PACKET_END;
1059 }
1060
1061 /* Unmodified PTR_TO_PACKET[_META,_END] register from ctx access. */
1062 static bool reg_is_init_pkt_pointer(const struct bpf_reg_state *reg,
1063                                     enum bpf_reg_type which)
1064 {
1065         /* The register can already have a range from prior markings.
1066          * This is fine as long as it hasn't been advanced from its
1067          * origin.
1068          */
1069         return reg->type == which &&
1070                reg->id == 0 &&
1071                reg->off == 0 &&
1072                tnum_equals_const(reg->var_off, 0);
1073 }
1074
1075 /* Reset the min/max bounds of a register */
1076 static void __mark_reg_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
1077 {
1078         reg->smin_value = S64_MIN;
1079         reg->smax_value = S64_MAX;
1080         reg->umin_value = 0;
1081         reg->umax_value = U64_MAX;
1082
1083         reg->s32_min_value = S32_MIN;
1084         reg->s32_max_value = S32_MAX;
1085         reg->u32_min_value = 0;
1086         reg->u32_max_value = U32_MAX;
1087 }
1088
1089 static void __mark_reg64_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
1090 {
1091         reg->smin_value = S64_MIN;
1092         reg->smax_value = S64_MAX;
1093         reg->umin_value = 0;
1094         reg->umax_value = U64_MAX;
1095 }
1096
1097 static void __mark_reg32_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
1098 {
1099         reg->s32_min_value = S32_MIN;
1100         reg->s32_max_value = S32_MAX;
1101         reg->u32_min_value = 0;
1102         reg->u32_max_value = U32_MAX;
1103 }
1104
1105 static void __update_reg32_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1106 {
1107         struct tnum var32_off = tnum_subreg(reg->var_off);
1108
1109         /* min signed is max(sign bit) | min(other bits) */
1110         reg->s32_min_value = max_t(s32, reg->s32_min_value,
1111                         var32_off.value | (var32_off.mask & S32_MIN));
1112         /* max signed is min(sign bit) | max(other bits) */
1113         reg->s32_max_value = min_t(s32, reg->s32_max_value,
1114                         var32_off.value | (var32_off.mask & S32_MAX));
1115         reg->u32_min_value = max_t(u32, reg->u32_min_value, (u32)var32_off.value);
1116         reg->u32_max_value = min(reg->u32_max_value,
1117                                  (u32)(var32_off.value | var32_off.mask));
1118 }
1119
1120 static void __update_reg64_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1121 {
1122         /* min signed is max(sign bit) | min(other bits) */
1123         reg->smin_value = max_t(s64, reg->smin_value,
1124                                 reg->var_off.value | (reg->var_off.mask & S64_MIN));
1125         /* max signed is min(sign bit) | max(other bits) */
1126         reg->smax_value = min_t(s64, reg->smax_value,
1127                                 reg->var_off.value | (reg->var_off.mask & S64_MAX));
1128         reg->umin_value = max(reg->umin_value, reg->var_off.value);
1129         reg->umax_value = min(reg->umax_value,
1130                               reg->var_off.value | reg->var_off.mask);
1131 }
1132
1133 static void __update_reg_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1134 {
1135         __update_reg32_bounds(reg);
1136         __update_reg64_bounds(reg);
1137 }
1138
1139 /* Uses signed min/max values to inform unsigned, and vice-versa */
1140 static void __reg32_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1141 {
1142         /* Learn sign from signed bounds.
1143          * If we cannot cross the sign boundary, then signed and unsigned bounds
1144          * are the same, so combine.  This works even in the negative case, e.g.
1145          * -3 s<= x s<= -1 implies 0xf...fd u<= x u<= 0xf...ff.
1146          */
1147         if (reg->s32_min_value >= 0 || reg->s32_max_value < 0) {
1148                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value =
1149                         max_t(u32, reg->s32_min_value, reg->u32_min_value);
1150                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value =
1151                         min_t(u32, reg->s32_max_value, reg->u32_max_value);
1152                 return;
1153         }
1154         /* Learn sign from unsigned bounds.  Signed bounds cross the sign
1155          * boundary, so we must be careful.
1156          */
1157         if ((s32)reg->u32_max_value >= 0) {
1158                 /* Positive.  We can't learn anything from the smin, but smax
1159                  * is positive, hence safe.
1160                  */
1161                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value;
1162                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value =
1163                         min_t(u32, reg->s32_max_value, reg->u32_max_value);
1164         } else if ((s32)reg->u32_min_value < 0) {
1165                 /* Negative.  We can't learn anything from the smax, but smin
1166                  * is negative, hence safe.
1167                  */
1168                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value =
1169                         max_t(u32, reg->s32_min_value, reg->u32_min_value);
1170                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value;
1171         }
1172 }
1173
1174 static void __reg64_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1175 {
1176         /* Learn sign from signed bounds.
1177          * If we cannot cross the sign boundary, then signed and unsigned bounds
1178          * are the same, so combine.  This works even in the negative case, e.g.
1179          * -3 s<= x s<= -1 implies 0xf...fd u<= x u<= 0xf...ff.
1180          */
1181         if (reg->smin_value >= 0 || reg->smax_value < 0) {
1182                 reg->smin_value = reg->umin_value = max_t(u64, reg->smin_value,
1183                                                           reg->umin_value);
1184                 reg->smax_value = reg->umax_value = min_t(u64, reg->smax_value,
1185                                                           reg->umax_value);
1186                 return;
1187         }
1188         /* Learn sign from unsigned bounds.  Signed bounds cross the sign
1189          * boundary, so we must be careful.
1190          */
1191         if ((s64)reg->umax_value >= 0) {
1192                 /* Positive.  We can't learn anything from the smin, but smax
1193                  * is positive, hence safe.
1194                  */
1195                 reg->smin_value = reg->umin_value;
1196                 reg->smax_value = reg->umax_value = min_t(u64, reg->smax_value,
1197                                                           reg->umax_value);
1198         } else if ((s64)reg->umin_value < 0) {
1199                 /* Negative.  We can't learn anything from the smax, but smin
1200                  * is negative, hence safe.
1201                  */
1202                 reg->smin_value = reg->umin_value = max_t(u64, reg->smin_value,
1203                                                           reg->umin_value);
1204                 reg->smax_value = reg->umax_value;
1205         }
1206 }
1207
1208 static void __reg_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1209 {
1210         __reg32_deduce_bounds(reg);
1211         __reg64_deduce_bounds(reg);
1212 }
1213
1214 /* Attempts to improve var_off based on unsigned min/max information */
1215 static void __reg_bound_offset(struct bpf_reg_state *reg)
1216 {
1217         struct tnum var64_off = tnum_intersect(reg->var_off,
1218                                                tnum_range(reg->umin_value,
1219                                                           reg->umax_value));
1220         struct tnum var32_off = tnum_intersect(tnum_subreg(reg->var_off),
1221                                                 tnum_range(reg->u32_min_value,
1222                                                            reg->u32_max_value));
1223
1224         reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(var64_off), var32_off);
1225 }
1226
1227 static void __reg_assign_32_into_64(struct bpf_reg_state *reg)
1228 {
1229         reg->umin_value = reg->u32_min_value;
1230         reg->umax_value = reg->u32_max_value;
1231         /* Attempt to pull 32-bit signed bounds into 64-bit bounds
1232          * but must be positive otherwise set to worse case bounds
1233          * and refine later from tnum.
1234          */
1235         if (reg->s32_min_value >= 0 && reg->s32_max_value >= 0)
1236                 reg->smax_value = reg->s32_max_value;
1237         else
1238                 reg->smax_value = U32_MAX;
1239         if (reg->s32_min_value >= 0)
1240                 reg->smin_value = reg->s32_min_value;
1241         else
1242                 reg->smin_value = 0;
1243 }
1244
1245 static void __reg_combine_32_into_64(struct bpf_reg_state *reg)
1246 {
1247         /* special case when 64-bit register has upper 32-bit register
1248          * zeroed. Typically happens after zext or <<32, >>32 sequence
1249          * allowing us to use 32-bit bounds directly,
1250          */
1251         if (tnum_equals_const(tnum_clear_subreg(reg->var_off), 0)) {
1252                 __reg_assign_32_into_64(reg);
1253         } else {
1254                 /* Otherwise the best we can do is push lower 32bit known and
1255                  * unknown bits into register (var_off set from jmp logic)
1256                  * then learn as much as possible from the 64-bit tnum
1257                  * known and unknown bits. The previous smin/smax bounds are
1258                  * invalid here because of jmp32 compare so mark them unknown
1259                  * so they do not impact tnum bounds calculation.
1260                  */
1261                 __mark_reg64_unbounded(reg);
1262                 __update_reg_bounds(reg);
1263         }
1264
1265         /* Intersecting with the old var_off might have improved our bounds
1266          * slightly.  e.g. if umax was 0x7f...f and var_off was (0; 0xf...fc),
1267          * then new var_off is (0; 0x7f...fc) which improves our umax.
1268          */
1269         __reg_deduce_bounds(reg);
1270         __reg_bound_offset(reg);
1271         __update_reg_bounds(reg);
1272 }
1273
1274 static bool __reg64_bound_s32(s64 a)
1275 {
1276         if (a > S32_MIN && a < S32_MAX)
1277                 return true;
1278         return false;
1279 }
1280
1281 static bool __reg64_bound_u32(u64 a)
1282 {
1283         if (a > U32_MIN && a < U32_MAX)
1284                 return true;
1285         return false;
1286 }
1287
1288 static void __reg_combine_64_into_32(struct bpf_reg_state *reg)
1289 {
1290         __mark_reg32_unbounded(reg);
1291
1292         if (__reg64_bound_s32(reg->smin_value))
1293                 reg->s32_min_value = (s32)reg->smin_value;
1294         if (__reg64_bound_s32(reg->smax_value))
1295                 reg->s32_max_value = (s32)reg->smax_value;
1296         if (__reg64_bound_u32(reg->umin_value))
1297                 reg->u32_min_value = (u32)reg->umin_value;
1298         if (__reg64_bound_u32(reg->umax_value))
1299                 reg->u32_max_value = (u32)reg->umax_value;
1300
1301         /* Intersecting with the old var_off might have improved our bounds
1302          * slightly.  e.g. if umax was 0x7f...f and var_off was (0; 0xf...fc),
1303          * then new var_off is (0; 0x7f...fc) which improves our umax.
1304          */
1305         __reg_deduce_bounds(reg);
1306         __reg_bound_offset(reg);
1307         __update_reg_bounds(reg);
1308 }
1309
1310 /* Mark a register as having a completely unknown (scalar) value. */
1311 static void __mark_reg_unknown(const struct bpf_verifier_env *env,
1312                                struct bpf_reg_state *reg)
1313 {
1314         /*
1315          * Clear type, id, off, and union(map_ptr, range) and
1316          * padding between 'type' and union
1317          */
1318         memset(reg, 0, offsetof(struct bpf_reg_state, var_off));
1319         reg->type = SCALAR_VALUE;
1320         reg->var_off = tnum_unknown;
1321         reg->frameno = 0;
1322         reg->precise = env->subprog_cnt > 1 || !env->bpf_capable;
1323         __mark_reg_unbounded(reg);
1324 }
1325
1326 static void mark_reg_unknown(struct bpf_verifier_env *env,
1327                              struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
1328 {
1329         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
1330                 verbose(env, "mark_reg_unknown(regs, %u)\n", regno);
1331                 /* Something bad happened, let's kill all regs except FP */
1332                 for (regno = 0; regno < BPF_REG_FP; regno++)
1333                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1334                 return;
1335         }
1336         __mark_reg_unknown(env, regs + regno);
1337 }
1338
1339 static void __mark_reg_not_init(const struct bpf_verifier_env *env,
1340                                 struct bpf_reg_state *reg)
1341 {
1342         __mark_reg_unknown(env, reg);
1343         reg->type = NOT_INIT;
1344 }
1345
1346 static void mark_reg_not_init(struct bpf_verifier_env *env,
1347                               struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
1348 {
1349         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
1350                 verbose(env, "mark_reg_not_init(regs, %u)\n", regno);
1351                 /* Something bad happened, let's kill all regs except FP */
1352                 for (regno = 0; regno < BPF_REG_FP; regno++)
1353                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1354                 return;
1355         }
1356         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1357 }
1358
1359 static void mark_btf_ld_reg(struct bpf_verifier_env *env,
1360                             struct bpf_reg_state *regs, u32 regno,
1361                             enum bpf_reg_type reg_type, u32 btf_id)
1362 {
1363         if (reg_type == SCALAR_VALUE) {
1364                 mark_reg_unknown(env, regs, regno);
1365                 return;
1366         }
1367         mark_reg_known_zero(env, regs, regno);
1368         regs[regno].type = PTR_TO_BTF_ID;
1369         regs[regno].btf_id = btf_id;
1370 }
1371
1372 #define DEF_NOT_SUBREG  (0)
1373 static void init_reg_state(struct bpf_verifier_env *env,
1374                            struct bpf_func_state *state)
1375 {
1376         struct bpf_reg_state *regs = state->regs;
1377         int i;
1378
1379         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
1380                 mark_reg_not_init(env, regs, i);
1381                 regs[i].live = REG_LIVE_NONE;
1382                 regs[i].parent = NULL;
1383                 regs[i].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
1384         }
1385
1386         /* frame pointer */
1387         regs[BPF_REG_FP].type = PTR_TO_STACK;
1388         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_FP);
1389         regs[BPF_REG_FP].frameno = state->frameno;
1390 }
1391
1392 #define BPF_MAIN_FUNC (-1)
1393 static void init_func_state(struct bpf_verifier_env *env,
1394                             struct bpf_func_state *state,
1395                             int callsite, int frameno, int subprogno)
1396 {
1397         state->callsite = callsite;
1398         state->frameno = frameno;
1399         state->subprogno = subprogno;
1400         init_reg_state(env, state);
1401 }
1402
1403 enum reg_arg_type {
1404         SRC_OP,         /* register is used as source operand */
1405         DST_OP,         /* register is used as destination operand */
1406         DST_OP_NO_MARK  /* same as above, check only, don't mark */
1407 };
1408
1409 static int cmp_subprogs(const void *a, const void *b)
1410 {
1411         return ((struct bpf_subprog_info *)a)->start -
1412                ((struct bpf_subprog_info *)b)->start;
1413 }
1414
1415 static int find_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int off)
1416 {
1417         struct bpf_subprog_info *p;
1418
1419         p = bsearch(&off, env->subprog_info, env->subprog_cnt,
1420                     sizeof(env->subprog_info[0]), cmp_subprogs);
1421         if (!p)
1422                 return -ENOENT;
1423         return p - env->subprog_info;
1424
1425 }
1426
1427 static int add_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int off)
1428 {
1429         int insn_cnt = env->prog->len;
1430         int ret;
1431
1432         if (off >= insn_cnt || off < 0) {
1433                 verbose(env, "call to invalid destination\n");
1434                 return -EINVAL;
1435         }
1436         ret = find_subprog(env, off);
1437         if (ret >= 0)
1438                 return 0;
1439         if (env->subprog_cnt >= BPF_MAX_SUBPROGS) {
1440                 verbose(env, "too many subprograms\n");
1441                 return -E2BIG;
1442         }
1443         env->subprog_info[env->subprog_cnt++].start = off;
1444         sort(env->subprog_info, env->subprog_cnt,
1445              sizeof(env->subprog_info[0]), cmp_subprogs, NULL);
1446         return 0;
1447 }
1448
1449 static int check_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
1450 {
1451         int i, ret, subprog_start, subprog_end, off, cur_subprog = 0;
1452         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
1453         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
1454         int insn_cnt = env->prog->len;
1455
1456         /* Add entry function. */
1457         ret = add_subprog(env, 0);
1458         if (ret < 0)
1459                 return ret;
1460
1461         /* determine subprog starts. The end is one before the next starts */
1462         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
1463                 if (insn[i].code != (BPF_JMP | BPF_CALL))
1464                         continue;
1465                 if (insn[i].src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
1466                         continue;
1467                 if (!env->bpf_capable) {
1468                         verbose(env,
1469                                 "function calls to other bpf functions are allowed for CAP_BPF and CAP_SYS_ADMIN\n");
1470                         return -EPERM;
1471                 }
1472                 ret = add_subprog(env, i + insn[i].imm + 1);
1473                 if (ret < 0)
1474                         return ret;
1475         }
1476
1477         /* Add a fake 'exit' subprog which could simplify subprog iteration
1478          * logic. 'subprog_cnt' should not be increased.
1479          */
1480         subprog[env->subprog_cnt].start = insn_cnt;
1481
1482         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
1483                 for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
1484                         verbose(env, "func#%d @%d\n", i, subprog[i].start);
1485
1486         /* now check that all jumps are within the same subprog */
1487         subprog_start = subprog[cur_subprog].start;
1488         subprog_end = subprog[cur_subprog + 1].start;
1489         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
1490                 u8 code = insn[i].code;
1491
1492                 if (BPF_CLASS(code) != BPF_JMP && BPF_CLASS(code) != BPF_JMP32)
1493                         goto next;
1494                 if (BPF_OP(code) == BPF_EXIT || BPF_OP(code) == BPF_CALL)
1495                         goto next;
1496                 off = i + insn[i].off + 1;
1497                 if (off < subprog_start || off >= subprog_end) {
1498                         verbose(env, "jump out of range from insn %d to %d\n", i, off);
1499                         return -EINVAL;
1500                 }
1501 next:
1502                 if (i == subprog_end - 1) {
1503                         /* to avoid fall-through from one subprog into another
1504                          * the last insn of the subprog should be either exit
1505                          * or unconditional jump back
1506                          */
1507                         if (code != (BPF_JMP | BPF_EXIT) &&
1508                             code != (BPF_JMP | BPF_JA)) {
1509                                 verbose(env, "last insn is not an exit or jmp\n");
1510                                 return -EINVAL;
1511                         }
1512                         subprog_start = subprog_end;
1513                         cur_subprog++;
1514                         if (cur_subprog < env->subprog_cnt)
1515                                 subprog_end = subprog[cur_subprog + 1].start;
1516                 }
1517         }
1518         return 0;
1519 }
1520
1521 /* Parentage chain of this register (or stack slot) should take care of all
1522  * issues like callee-saved registers, stack slot allocation time, etc.
1523  */
1524 static int mark_reg_read(struct bpf_verifier_env *env,
1525                          const struct bpf_reg_state *state,
1526                          struct bpf_reg_state *parent, u8 flag)
1527 {
1528         bool writes = parent == state->parent; /* Observe write marks */
1529         int cnt = 0;
1530
1531         while (parent) {
1532                 /* if read wasn't screened by an earlier write ... */
1533                 if (writes && state->live & REG_LIVE_WRITTEN)
1534                         break;
1535                 if (parent->live & REG_LIVE_DONE) {
1536                         verbose(env, "verifier BUG type %s var_off %lld off %d\n",
1537                                 reg_type_str[parent->type],
1538                                 parent->var_off.value, parent->off);
1539                         return -EFAULT;
1540                 }
1541                 /* The first condition is more likely to be true than the
1542                  * second, checked it first.
1543                  */
1544                 if ((parent->live & REG_LIVE_READ) == flag ||
1545                     parent->live & REG_LIVE_READ64)
1546                         /* The parentage chain never changes and
1547                          * this parent was already marked as LIVE_READ.
1548                          * There is no need to keep walking the chain again and
1549                          * keep re-marking all parents as LIVE_READ.
1550                          * This case happens when the same register is read
1551                          * multiple times without writes into it in-between.
1552                          * Also, if parent has the stronger REG_LIVE_READ64 set,
1553                          * then no need to set the weak REG_LIVE_READ32.
1554                          */
1555                         break;
1556                 /* ... then we depend on parent's value */
1557                 parent->live |= flag;
1558                 /* REG_LIVE_READ64 overrides REG_LIVE_READ32. */
1559                 if (flag == REG_LIVE_READ64)
1560                         parent->live &= ~REG_LIVE_READ32;
1561                 state = parent;
1562                 parent = state->parent;
1563                 writes = true;
1564                 cnt++;
1565         }
1566
1567         if (env->longest_mark_read_walk < cnt)
1568                 env->longest_mark_read_walk = cnt;
1569         return 0;
1570 }
1571
1572 /* This function is supposed to be used by the following 32-bit optimization
1573  * code only. It returns TRUE if the source or destination register operates
1574  * on 64-bit, otherwise return FALSE.
1575  */
1576 static bool is_reg64(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
1577                      u32 regno, struct bpf_reg_state *reg, enum reg_arg_type t)
1578 {
1579         u8 code, class, op;
1580
1581         code = insn->code;
1582         class = BPF_CLASS(code);
1583         op = BPF_OP(code);
1584         if (class == BPF_JMP) {
1585                 /* BPF_EXIT for "main" will reach here. Return TRUE
1586                  * conservatively.
1587                  */
1588                 if (op == BPF_EXIT)
1589                         return true;
1590                 if (op == BPF_CALL) {
1591                         /* BPF to BPF call will reach here because of marking
1592                          * caller saved clobber with DST_OP_NO_MARK for which we
1593                          * don't care the register def because they are anyway
1594                          * marked as NOT_INIT already.
1595                          */
1596                         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
1597                                 return false;
1598                         /* Helper call will reach here because of arg type
1599                          * check, conservatively return TRUE.
1600                          */
1601                         if (t == SRC_OP)
1602                                 return true;
1603
1604                         return false;
1605                 }
1606         }
1607
1608         if (class == BPF_ALU64 || class == BPF_JMP ||
1609             /* BPF_END always use BPF_ALU class. */
1610             (class == BPF_ALU && op == BPF_END && insn->imm == 64))
1611                 return true;
1612
1613         if (class == BPF_ALU || class == BPF_JMP32)
1614                 return false;
1615
1616         if (class == BPF_LDX) {
1617                 if (t != SRC_OP)
1618                         return BPF_SIZE(code) == BPF_DW;
1619                 /* LDX source must be ptr. */
1620                 return true;
1621         }
1622
1623         if (class == BPF_STX) {
1624                 if (reg->type != SCALAR_VALUE)
1625                         return true;
1626                 return BPF_SIZE(code) == BPF_DW;
1627         }
1628
1629         if (class == BPF_LD) {
1630                 u8 mode = BPF_MODE(code);
1631
1632                 /* LD_IMM64 */
1633                 if (mode == BPF_IMM)
1634                         return true;
1635
1636                 /* Both LD_IND and LD_ABS return 32-bit data. */
1637                 if (t != SRC_OP)
1638                         return  false;
1639
1640                 /* Implicit ctx ptr. */
1641                 if (regno == BPF_REG_6)
1642                         return true;
1643
1644                 /* Explicit source could be any width. */
1645                 return true;
1646         }
1647
1648         if (class == BPF_ST)
1649                 /* The only source register for BPF_ST is a ptr. */
1650                 return true;
1651
1652         /* Conservatively return true at default. */
1653         return true;
1654 }
1655
1656 /* Return TRUE if INSN doesn't have explicit value define. */
1657 static bool insn_no_def(struct bpf_insn *insn)
1658 {
1659         u8 class = BPF_CLASS(insn->code);
1660
1661         return (class == BPF_JMP || class == BPF_JMP32 ||
1662                 class == BPF_STX || class == BPF_ST);
1663 }
1664
1665 /* Return TRUE if INSN has defined any 32-bit value explicitly. */
1666 static bool insn_has_def32(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
1667 {
1668         if (insn_no_def(insn))
1669                 return false;
1670
1671         return !is_reg64(env, insn, insn->dst_reg, NULL, DST_OP);
1672 }
1673
1674 static void mark_insn_zext(struct bpf_verifier_env *env,
1675                            struct bpf_reg_state *reg)
1676 {
1677         s32 def_idx = reg->subreg_def;
1678
1679         if (def_idx == DEF_NOT_SUBREG)
1680                 return;
1681
1682         env->insn_aux_data[def_idx - 1].zext_dst = true;
1683         /* The dst will be zero extended, so won't be sub-register anymore. */
1684         reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
1685 }
1686
1687 static int check_reg_arg(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
1688                          enum reg_arg_type t)
1689 {
1690         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
1691         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
1692         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi + env->insn_idx;
1693         struct bpf_reg_state *reg, *regs = state->regs;
1694         bool rw64;
1695
1696         if (regno >= MAX_BPF_REG) {
1697                 verbose(env, "R%d is invalid\n", regno);
1698                 return -EINVAL;
1699         }
1700
1701         reg = &regs[regno];
1702         rw64 = is_reg64(env, insn, regno, reg, t);
1703         if (t == SRC_OP) {
1704                 /* check whether register used as source operand can be read */
1705                 if (reg->type == NOT_INIT) {
1706                         verbose(env, "R%d !read_ok\n", regno);
1707                         return -EACCES;
1708                 }
1709                 /* We don't need to worry about FP liveness because it's read-only */
1710                 if (regno == BPF_REG_FP)
1711                         return 0;
1712
1713                 if (rw64)
1714                         mark_insn_zext(env, reg);
1715
1716                 return mark_reg_read(env, reg, reg->parent,
1717                                      rw64 ? REG_LIVE_READ64 : REG_LIVE_READ32);
1718         } else {
1719                 /* check whether register used as dest operand can be written to */
1720                 if (regno == BPF_REG_FP) {
1721                         verbose(env, "frame pointer is read only\n");
1722                         return -EACCES;
1723                 }
1724                 reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
1725                 reg->subreg_def = rw64 ? DEF_NOT_SUBREG : env->insn_idx + 1;
1726                 if (t == DST_OP)
1727                         mark_reg_unknown(env, regs, regno);
1728         }
1729         return 0;
1730 }
1731
1732 /* for any branch, call, exit record the history of jmps in the given state */
1733 static int push_jmp_history(struct bpf_verifier_env *env,
1734                             struct bpf_verifier_state *cur)
1735 {
1736         u32 cnt = cur->jmp_history_cnt;
1737         struct bpf_idx_pair *p;
1738
1739         cnt++;
1740         p = krealloc(cur->jmp_history, cnt * sizeof(*p), GFP_USER);
1741         if (!p)
1742                 return -ENOMEM;
1743         p[cnt - 1].idx = env->insn_idx;
1744         p[cnt - 1].prev_idx = env->prev_insn_idx;
1745         cur->jmp_history = p;
1746         cur->jmp_history_cnt = cnt;
1747         return 0;
1748 }
1749
1750 /* Backtrack one insn at a time. If idx is not at the top of recorded
1751  * history then previous instruction came from straight line execution.
1752  */
1753 static int get_prev_insn_idx(struct bpf_verifier_state *st, int i,
1754                              u32 *history)
1755 {
1756         u32 cnt = *history;
1757
1758         if (cnt && st->jmp_history[cnt - 1].idx == i) {
1759                 i = st->jmp_history[cnt - 1].prev_idx;
1760                 (*history)--;
1761         } else {
1762                 i--;
1763         }
1764         return i;
1765 }
1766
1767 /* For given verifier state backtrack_insn() is called from the last insn to
1768  * the first insn. Its purpose is to compute a bitmask of registers and
1769  * stack slots that needs precision in the parent verifier state.
1770  */
1771 static int backtrack_insn(struct bpf_verifier_env *env, int idx,
1772                           u32 *reg_mask, u64 *stack_mask)
1773 {
1774         const struct bpf_insn_cbs cbs = {
1775                 .cb_print       = verbose,
1776                 .private_data   = env,
1777         };
1778         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi + idx;
1779         u8 class = BPF_CLASS(insn->code);
1780         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
1781         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
1782         u32 dreg = 1u << insn->dst_reg;
1783         u32 sreg = 1u << insn->src_reg;
1784         u32 spi;
1785
1786         if (insn->code == 0)
1787                 return 0;
1788         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
1789                 verbose(env, "regs=%x stack=%llx before ", *reg_mask, *stack_mask);
1790                 verbose(env, "%d: ", idx);
1791                 print_bpf_insn(&cbs, insn, env->allow_ptr_leaks);
1792         }
1793
1794         if (class == BPF_ALU || class == BPF_ALU64) {
1795                 if (!(*reg_mask & dreg))
1796                         return 0;
1797                 if (opcode == BPF_MOV) {
1798                         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
1799                                 /* dreg = sreg
1800                                  * dreg needs precision after this insn
1801                                  * sreg needs precision before this insn
1802                                  */
1803                                 *reg_mask &= ~dreg;
1804                                 *reg_mask |= sreg;
1805                         } else {
1806                                 /* dreg = K
1807                                  * dreg needs precision after this insn.
1808                                  * Corresponding register is already marked
1809                                  * as precise=true in this verifier state.
1810                                  * No further markings in parent are necessary
1811                                  */
1812                                 *reg_mask &= ~dreg;
1813                         }
1814                 } else {
1815                         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
1816                                 /* dreg += sreg
1817                                  * both dreg and sreg need precision
1818                                  * before this insn
1819                                  */
1820                                 *reg_mask |= sreg;
1821                         } /* else dreg += K
1822                            * dreg still needs precision before this insn
1823                            */
1824                 }
1825         } else if (class == BPF_LDX) {
1826                 if (!(*reg_mask & dreg))
1827                         return 0;
1828                 *reg_mask &= ~dreg;
1829
1830                 /* scalars can only be spilled into stack w/o losing precision.
1831                  * Load from any other memory can be zero extended.
1832                  * The desire to keep that precision is already indicated
1833                  * by 'precise' mark in corresponding register of this state.
1834                  * No further tracking necessary.
1835                  */
1836                 if (insn->src_reg != BPF_REG_FP)
1837                         return 0;
1838                 if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW)
1839                         return 0;
1840
1841                 /* dreg = *(u64 *)[fp - off] was a fill from the stack.
1842                  * that [fp - off] slot contains scalar that needs to be
1843                  * tracked with precision
1844                  */
1845                 spi = (-insn->off - 1) / BPF_REG_SIZE;
1846                 if (spi >= 64) {
1847                         verbose(env, "BUG spi %d\n", spi);
1848                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
1849                         return -EFAULT;
1850                 }
1851                 *stack_mask |= 1ull << spi;
1852         } else if (class == BPF_STX || class == BPF_ST) {
1853                 if (*reg_mask & dreg)
1854                         /* stx & st shouldn't be using _scalar_ dst_reg
1855                          * to access memory. It means backtracking
1856                          * encountered a case of pointer subtraction.
1857                          */
1858                         return -ENOTSUPP;
1859                 /* scalars can only be spilled into stack */
1860                 if (insn->dst_reg != BPF_REG_FP)
1861                         return 0;
1862                 if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW)
1863                         return 0;
1864                 spi = (-insn->off - 1) / BPF_REG_SIZE;
1865                 if (spi >= 64) {
1866                         verbose(env, "BUG spi %d\n", spi);
1867                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
1868                         return -EFAULT;
1869                 }
1870                 if (!(*stack_mask & (1ull << spi)))
1871                         return 0;
1872                 *stack_mask &= ~(1ull << spi);
1873                 if (class == BPF_STX)
1874                         *reg_mask |= sreg;
1875         } else if (class == BPF_JMP || class == BPF_JMP32) {
1876                 if (opcode == BPF_CALL) {
1877                         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
1878                                 return -ENOTSUPP;
1879                         /* regular helper call sets R0 */
1880                         *reg_mask &= ~1;
1881                         if (*reg_mask & 0x3f) {
1882                                 /* if backtracing was looking for registers R1-R5
1883                                  * they should have been found already.
1884                                  */
1885                                 verbose(env, "BUG regs %x\n", *reg_mask);
1886                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
1887                                 return -EFAULT;
1888                         }
1889                 } else if (opcode == BPF_EXIT) {
1890                         return -ENOTSUPP;
1891                 }
1892         } else if (class == BPF_LD) {
1893                 if (!(*reg_mask & dreg))
1894                         return 0;
1895                 *reg_mask &= ~dreg;
1896                 /* It's ld_imm64 or ld_abs or ld_ind.
1897                  * For ld_imm64 no further tracking of precision
1898                  * into parent is necessary
1899                  */
1900                 if (mode == BPF_IND || mode == BPF_ABS)
1901                         /* to be analyzed */
1902                         return -ENOTSUPP;
1903         }
1904         return 0;
1905 }
1906
1907 /* the scalar precision tracking algorithm:
1908  * . at the start all registers have precise=false.
1909  * . scalar ranges are tracked as normal through alu and jmp insns.
1910  * . once precise value of the scalar register is used in:
1911  *   .  ptr + scalar alu
1912  *   . if (scalar cond K|scalar)
1913  *   .  helper_call(.., scalar, ...) where ARG_CONST is expected
1914  *   backtrack through the verifier states and mark all registers and
1915  *   stack slots with spilled constants that these scalar regisers
1916  *   should be precise.
1917  * . during state pruning two registers (or spilled stack slots)
1918  *   are equivalent if both are not precise.
1919  *
1920  * Note the verifier cannot simply walk register parentage chain,
1921  * since many different registers and stack slots could have been
1922  * used to compute single precise scalar.
1923  *
1924  * The approach of starting with precise=true for all registers and then
1925  * backtrack to mark a register as not precise when the verifier detects
1926  * that program doesn't care about specific value (e.g., when helper
1927  * takes register as ARG_ANYTHING parameter) is not safe.
1928  *
1929  * It's ok to walk single parentage chain of the verifier states.
1930  * It's possible that this backtracking will go all the way till 1st insn.
1931  * All other branches will be explored for needing precision later.
1932  *
1933  * The backtracking needs to deal with cases like:
1934  *   R8=map_value(id=0,off=0,ks=4,vs=1952,imm=0) R9_w=map_value(id=0,off=40,ks=4,vs=1952,imm=0)
1935  * r9 -= r8
1936  * r5 = r9
1937  * if r5 > 0x79f goto pc+7
1938  *    R5_w=inv(id=0,umax_value=1951,var_off=(0x0; 0x7ff))
1939  * r5 += 1
1940  * ...
1941  * call bpf_perf_event_output#25
1942  *   where .arg5_type = ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO
1943  *
1944  * and this case:
1945  * r6 = 1
1946  * call foo // uses callee's r6 inside to compute r0
1947  * r0 += r6
1948  * if r0 == 0 goto
1949  *
1950  * to track above reg_mask/stack_mask needs to be independent for each frame.
1951  *
1952  * Also if parent's curframe > frame where backtracking started,
1953  * the verifier need to mark registers in both frames, otherwise callees
1954  * may incorrectly prune callers. This is similar to
1955  * commit 7640ead93924 ("bpf: verifier: make sure callees don't prune with caller differences")
1956  *
1957  * For now backtracking falls back into conservative marking.
1958  */
1959 static void mark_all_scalars_precise(struct bpf_verifier_env *env,
1960                                      struct bpf_verifier_state *st)
1961 {
1962         struct bpf_func_state *func;
1963         struct bpf_reg_state *reg;
1964         int i, j;
1965
1966         /* big hammer: mark all scalars precise in this path.
1967          * pop_stack may still get !precise scalars.
1968          */
1969         for (; st; st = st->parent)
1970                 for (i = 0; i <= st->curframe; i++) {
1971                         func = st->frame[i];
1972                         for (j = 0; j < BPF_REG_FP; j++) {
1973                                 reg = &func->regs[j];
1974                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE)
1975                                         continue;
1976                                 reg->precise = true;
1977                         }
1978                         for (j = 0; j < func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; j++) {
1979                                 if (func->stack[j].slot_type[0] != STACK_SPILL)
1980                                         continue;
1981                                 reg = &func->stack[j].spilled_ptr;
1982                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE)
1983                                         continue;
1984                                 reg->precise = true;
1985                         }
1986                 }
1987 }
1988
1989 static int __mark_chain_precision(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
1990                                   int spi)
1991 {
1992         struct bpf_verifier_state *st = env->cur_state;
1993         int first_idx = st->first_insn_idx;
1994         int last_idx = env->insn_idx;
1995         struct bpf_func_state *func;
1996         struct bpf_reg_state *reg;
1997         u32 reg_mask = regno >= 0 ? 1u << regno : 0;
1998         u64 stack_mask = spi >= 0 ? 1ull << spi : 0;
1999         bool skip_first = true;
2000         bool new_marks = false;
2001         int i, err;
2002
2003         if (!env->bpf_capable)
2004                 return 0;
2005
2006         func = st->frame[st->curframe];
2007         if (regno >= 0) {
2008                 reg = &func->regs[regno];
2009                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
2010                         WARN_ONCE(1, "backtracing misuse");
2011                         return -EFAULT;
2012                 }
2013                 if (!reg->precise)
2014                         new_marks = true;
2015                 else
2016                         reg_mask = 0;
2017                 reg->precise = true;
2018         }
2019
2020         while (spi >= 0) {
2021                 if (func->stack[spi].slot_type[0] != STACK_SPILL) {
2022                         stack_mask = 0;
2023                         break;
2024                 }
2025                 reg = &func->stack[spi].spilled_ptr;
2026                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
2027                         stack_mask = 0;
2028                         break;
2029                 }
2030                 if (!reg->precise)
2031                         new_marks = true;
2032                 else
2033                         stack_mask = 0;
2034                 reg->precise = true;
2035                 break;
2036         }
2037
2038         if (!new_marks)
2039                 return 0;
2040         if (!reg_mask && !stack_mask)
2041                 return 0;
2042         for (;;) {
2043                 DECLARE_BITMAP(mask, 64);
2044                 u32 history = st->jmp_history_cnt;
2045
2046                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
2047                         verbose(env, "last_idx %d first_idx %d\n", last_idx, first_idx);
2048                 for (i = last_idx;;) {
2049                         if (skip_first) {
2050                                 err = 0;
2051                                 skip_first = false;
2052                         } else {
2053                                 err = backtrack_insn(env, i, &reg_mask, &stack_mask);
2054                         }
2055                         if (err == -ENOTSUPP) {
2056                                 mark_all_scalars_precise(env, st);
2057                                 return 0;
2058                         } else if (err) {
2059                                 return err;
2060                         }
2061                         if (!reg_mask && !stack_mask)
2062                                 /* Found assignment(s) into tracked register in this state.
2063                                  * Since this state is already marked, just return.
2064                                  * Nothing to be tracked further in the parent state.
2065                                  */
2066                                 return 0;
2067                         if (i == first_idx)
2068                                 break;
2069                         i = get_prev_insn_idx(st, i, &history);
2070                         if (i >= env->prog->len) {
2071                                 /* This can happen if backtracking reached insn 0
2072                                  * and there are still reg_mask or stack_mask
2073                                  * to backtrack.
2074                                  * It means the backtracking missed the spot where
2075                                  * particular register was initialized with a constant.
2076                                  */
2077                                 verbose(env, "BUG backtracking idx %d\n", i);
2078                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
2079                                 return -EFAULT;
2080                         }
2081                 }
2082                 st = st->parent;
2083                 if (!st)
2084                         break;
2085
2086                 new_marks = false;
2087                 func = st->frame[st->curframe];
2088                 bitmap_from_u64(mask, reg_mask);
2089                 for_each_set_bit(i, mask, 32) {
2090                         reg = &func->regs[i];
2091                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
2092                                 reg_mask &= ~(1u << i);
2093                                 continue;
2094                         }
2095                         if (!reg->precise)
2096                                 new_marks = true;
2097                         reg->precise = true;
2098                 }
2099
2100                 bitmap_from_u64(mask, stack_mask);
2101                 for_each_set_bit(i, mask, 64) {
2102                         if (i >= func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE) {
2103                                 /* the sequence of instructions:
2104                                  * 2: (bf) r3 = r10
2105                                  * 3: (7b) *(u64 *)(r3 -8) = r0
2106                                  * 4: (79) r4 = *(u64 *)(r10 -8)
2107                                  * doesn't contain jmps. It's backtracked
2108                                  * as a single block.
2109                                  * During backtracking insn 3 is not recognized as
2110                                  * stack access, so at the end of backtracking
2111                                  * stack slot fp-8 is still marked in stack_mask.
2112                                  * However the parent state may not have accessed
2113                                  * fp-8 and it's "unallocated" stack space.
2114                                  * In such case fallback to conservative.
2115                                  */
2116                                 mark_all_scalars_precise(env, st);
2117                                 return 0;
2118                         }
2119
2120                         if (func->stack[i].slot_type[0] != STACK_SPILL) {
2121                                 stack_mask &= ~(1ull << i);
2122                                 continue;
2123                         }
2124                         reg = &func->stack[i].spilled_ptr;
2125                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
2126                                 stack_mask &= ~(1ull << i);
2127                                 continue;
2128                         }
2129                         if (!reg->precise)
2130                                 new_marks = true;
2131                         reg->precise = true;
2132                 }
2133                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
2134                         print_verifier_state(env, func);
2135                         verbose(env, "parent %s regs=%x stack=%llx marks\n",
2136                                 new_marks ? "didn't have" : "already had",
2137                                 reg_mask, stack_mask);
2138                 }
2139
2140                 if (!reg_mask && !stack_mask)
2141                         break;
2142                 if (!new_marks)
2143                         break;
2144
2145                 last_idx = st->last_insn_idx;
2146                 first_idx = st->first_insn_idx;
2147         }
2148         return 0;
2149 }
2150
2151 static int mark_chain_precision(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
2152 {
2153         return __mark_chain_precision(env, regno, -1);
2154 }
2155
2156 static int mark_chain_precision_stack(struct bpf_verifier_env *env, int spi)
2157 {
2158         return __mark_chain_precision(env, -1, spi);
2159 }
2160
2161 static bool is_spillable_regtype(enum bpf_reg_type type)
2162 {
2163         switch (type) {
2164         case PTR_TO_MAP_VALUE:
2165         case PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL:
2166         case PTR_TO_STACK:
2167         case PTR_TO_CTX:
2168         case PTR_TO_PACKET:
2169         case PTR_TO_PACKET_META:
2170         case PTR_TO_PACKET_END:
2171         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
2172         case CONST_PTR_TO_MAP:
2173         case PTR_TO_SOCKET:
2174         case PTR_TO_SOCKET_OR_NULL:
2175         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
2176         case PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL:
2177         case PTR_TO_TCP_SOCK:
2178         case PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL:
2179         case PTR_TO_XDP_SOCK:
2180         case PTR_TO_BTF_ID:
2181         case PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL:
2182         case PTR_TO_RDONLY_BUF:
2183         case PTR_TO_RDONLY_BUF_OR_NULL:
2184         case PTR_TO_RDWR_BUF:
2185         case PTR_TO_RDWR_BUF_OR_NULL:
2186                 return true;
2187         default:
2188                 return false;
2189         }
2190 }
2191
2192 /* Does this register contain a constant zero? */
2193 static bool register_is_null(struct bpf_reg_state *reg)
2194 {
2195         return reg->type == SCALAR_VALUE && tnum_equals_const(reg->var_off, 0);
2196 }
2197
2198 static bool register_is_const(struct bpf_reg_state *reg)
2199 {
2200         return reg->type == SCALAR_VALUE && tnum_is_const(reg->var_off);
2201 }
2202
2203 static bool __is_pointer_value(bool allow_ptr_leaks,
2204                                const struct bpf_reg_state *reg)
2205 {
2206         if (allow_ptr_leaks)
2207                 return false;
2208
2209         return reg->type != SCALAR_VALUE;
2210 }
2211
2212 static void save_register_state(struct bpf_func_state *state,
2213                                 int spi, struct bpf_reg_state *reg)
2214 {
2215         int i;
2216
2217         state->stack[spi].spilled_ptr = *reg;
2218         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
2219
2220         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++)
2221                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_SPILL;
2222 }
2223
2224 /* check_stack_read/write functions track spill/fill of registers,
2225  * stack boundary and alignment are checked in check_mem_access()
2226  */
2227 static int check_stack_write(struct bpf_verifier_env *env,
2228                              struct bpf_func_state *state, /* func where register points to */
2229                              int off, int size, int value_regno, int insn_idx)
2230 {
2231         struct bpf_func_state *cur; /* state of the current function */
2232         int i, slot = -off - 1, spi = slot / BPF_REG_SIZE, err;
2233         u32 dst_reg = env->prog->insnsi[insn_idx].dst_reg;
2234         struct bpf_reg_state *reg = NULL;
2235
2236         err = realloc_func_state(state, round_up(slot + 1, BPF_REG_SIZE),
2237                                  state->acquired_refs, true);
2238         if (err)
2239                 return err;
2240         /* caller checked that off % size == 0 and -MAX_BPF_STACK <= off < 0,
2241          * so it's aligned access and [off, off + size) are within stack limits
2242          */
2243         if (!env->allow_ptr_leaks &&
2244             state->stack[spi].slot_type[0] == STACK_SPILL &&
2245             size != BPF_REG_SIZE) {
2246                 verbose(env, "attempt to corrupt spilled pointer on stack\n");
2247                 return -EACCES;
2248         }
2249
2250         cur = env->cur_state->frame[env->cur_state->curframe];
2251         if (value_regno >= 0)
2252                 reg = &cur->regs[value_regno];
2253
2254         if (reg && size == BPF_REG_SIZE && register_is_const(reg) &&
2255             !register_is_null(reg) && env->bpf_capable) {
2256                 if (dst_reg != BPF_REG_FP) {
2257                         /* The backtracking logic can only recognize explicit
2258                          * stack slot address like [fp - 8]. Other spill of
2259                          * scalar via different register has to be conervative.
2260                          * Backtrack from here and mark all registers as precise
2261                          * that contributed into 'reg' being a constant.
2262                          */
2263                         err = mark_chain_precision(env, value_regno);
2264                         if (err)
2265                                 return err;
2266                 }
2267                 save_register_state(state, spi, reg);
2268         } else if (reg && is_spillable_regtype(reg->type)) {
2269                 /* register containing pointer is being spilled into stack */
2270                 if (size != BPF_REG_SIZE) {
2271                         verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
2272                         verbose(env, "invalid size of register spill\n");
2273                         return -EACCES;
2274                 }
2275
2276                 if (state != cur && reg->type == PTR_TO_STACK) {
2277                         verbose(env, "cannot spill pointers to stack into stack frame of the caller\n");
2278                         return -EINVAL;
2279                 }
2280
2281                 if (!env->bypass_spec_v4) {
2282                         bool sanitize = false;
2283
2284                         if (state->stack[spi].slot_type[0] == STACK_SPILL &&
2285                             register_is_const(&state->stack[spi].spilled_ptr))
2286                                 sanitize = true;
2287                         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++)
2288                                 if (state->stack[spi].slot_type[i] == STACK_MISC) {
2289                                         sanitize = true;
2290                                         break;
2291                                 }
2292                         if (sanitize) {
2293                                 int *poff = &env->insn_aux_data[insn_idx].sanitize_stack_off;
2294                                 int soff = (-spi - 1) * BPF_REG_SIZE;
2295
2296                                 /* detected reuse of integer stack slot with a pointer
2297                                  * which means either llvm is reusing stack slot or
2298                                  * an attacker is trying to exploit CVE-2018-3639
2299                                  * (speculative store bypass)
2300                                  * Have to sanitize that slot with preemptive
2301                                  * store of zero.
2302                                  */
2303                                 if (*poff && *poff != soff) {
2304                                         /* disallow programs where single insn stores
2305                                          * into two different stack slots, since verifier
2306                                          * cannot sanitize them
2307                                          */
2308                                         verbose(env,
2309                                                 "insn %d cannot access two stack slots fp%d and fp%d",
2310                                                 insn_idx, *poff, soff);
2311                                         return -EINVAL;
2312                                 }
2313                                 *poff = soff;
2314                         }
2315                 }
2316                 save_register_state(state, spi, reg);
2317         } else {
2318                 u8 type = STACK_MISC;
2319
2320                 /* regular write of data into stack destroys any spilled ptr */
2321                 state->stack[spi].spilled_ptr.type = NOT_INIT;
2322                 /* Mark slots as STACK_MISC if they belonged to spilled ptr. */
2323                 if (state->stack[spi].slot_type[0] == STACK_SPILL)
2324                         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++)
2325                                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_MISC;
2326
2327                 /* only mark the slot as written if all 8 bytes were written
2328                  * otherwise read propagation may incorrectly stop too soon
2329                  * when stack slots are partially written.
2330                  * This heuristic means that read propagation will be
2331                  * conservative, since it will add reg_live_read marks
2332                  * to stack slots all the way to first state when programs
2333                  * writes+reads less than 8 bytes
2334                  */
2335                 if (size == BPF_REG_SIZE)
2336                         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
2337
2338                 /* when we zero initialize stack slots mark them as such */
2339                 if (reg && register_is_null(reg)) {
2340                         /* backtracking doesn't work for STACK_ZERO yet. */
2341                         err = mark_chain_precision(env, value_regno);
2342                         if (err)
2343                                 return err;
2344                         type = STACK_ZERO;
2345                 }
2346
2347                 /* Mark slots affected by this stack write. */
2348                 for (i = 0; i < size; i++)
2349                         state->stack[spi].slot_type[(slot - i) % BPF_REG_SIZE] =
2350                                 type;
2351         }
2352         return 0;
2353 }
2354
2355 static int check_stack_read(struct bpf_verifier_env *env,
2356                             struct bpf_func_state *reg_state /* func where register points to */,
2357                             int off, int size, int value_regno)
2358 {
2359         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
2360         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
2361         int i, slot = -off - 1, spi = slot / BPF_REG_SIZE;
2362         struct bpf_reg_state *reg;
2363         u8 *stype;
2364
2365         if (reg_state->allocated_stack <= slot) {
2366                 verbose(env, "invalid read from stack off %d+0 size %d\n",
2367                         off, size);
2368                 return -EACCES;
2369         }
2370         stype = reg_state->stack[spi].slot_type;
2371         reg = &reg_state->stack[spi].spilled_ptr;
2372
2373         if (stype[0] == STACK_SPILL) {
2374                 if (size != BPF_REG_SIZE) {
2375                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
2376                                 verbose_linfo(env, env->insn_idx, "; ");
2377                                 verbose(env, "invalid size of register fill\n");
2378                                 return -EACCES;
2379                         }
2380                         if (value_regno >= 0) {
2381                                 mark_reg_unknown(env, state->regs, value_regno);
2382                                 state->regs[value_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
2383                         }
2384                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
2385                         return 0;
2386                 }
2387                 for (i = 1; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
2388                         if (stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE] != STACK_SPILL) {
2389                                 verbose(env, "corrupted spill memory\n");
2390                                 return -EACCES;
2391                         }
2392                 }
2393
2394                 if (value_regno >= 0) {
2395                         /* restore register state from stack */
2396                         state->regs[value_regno] = *reg;
2397                         /* mark reg as written since spilled pointer state likely
2398                          * has its liveness marks cleared by is_state_visited()
2399                          * which resets stack/reg liveness for state transitions
2400                          */
2401                         state->regs[value_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
2402                 } else if (__is_pointer_value(env->allow_ptr_leaks, reg)) {
2403                         /* If value_regno==-1, the caller is asking us whether
2404                          * it is acceptable to use this value as a SCALAR_VALUE
2405                          * (e.g. for XADD).
2406                          * We must not allow unprivileged callers to do that
2407                          * with spilled pointers.
2408                          */
2409                         verbose(env, "leaking pointer from stack off %d\n",
2410                                 off);
2411                         return -EACCES;
2412                 }
2413                 mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
2414         } else {
2415                 int zeros = 0;
2416
2417                 for (i = 0; i < size; i++) {
2418                         if (stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE] == STACK_MISC)
2419                                 continue;
2420                         if (stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE] == STACK_ZERO) {
2421                                 zeros++;
2422                                 continue;
2423                         }
2424                         verbose(env, "invalid read from stack off %d+%d size %d\n",
2425                                 off, i, size);
2426                         return -EACCES;
2427                 }
2428                 mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
2429                 if (value_regno >= 0) {
2430                         if (zeros == size) {
2431                                 /* any size read into register is zero extended,
2432                                  * so the whole register == const_zero
2433                                  */
2434                                 __mark_reg_const_zero(&state->regs[value_regno]);
2435                                 /* backtracking doesn't support STACK_ZERO yet,
2436                                  * so mark it precise here, so that later
2437                                  * backtracking can stop here.
2438                                  * Backtracking may not need this if this register
2439                                  * doesn't participate in pointer adjustment.
2440                                  * Forward propagation of precise flag is not
2441                                  * necessary either. This mark is only to stop
2442                                  * backtracking. Any register that contributed
2443                                  * to const 0 was marked precise before spill.
2444                                  */
2445                                 state->regs[value_regno].precise = true;
2446                         } else {
2447                                 /* have read misc data from the stack */
2448                                 mark_reg_unknown(env, state->regs, value_regno);
2449                         }
2450                         state->regs[value_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
2451                 }
2452         }
2453         return 0;
2454 }
2455
2456 static int check_stack_access(struct bpf_verifier_env *env,
2457                               const struct bpf_reg_state *reg,
2458                               int off, int size)
2459 {
2460         /* Stack accesses must be at a fixed offset, so that we
2461          * can determine what type of data were returned. See
2462          * check_stack_read().
2463          */
2464         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
2465                 char tn_buf[48];
2466
2467                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
2468                 verbose(env, "variable stack access var_off=%s off=%d size=%d\n",
2469                         tn_buf, off, size);
2470                 return -EACCES;
2471         }
2472
2473         if (off >= 0 || off < -MAX_BPF_STACK) {
2474                 verbose(env, "invalid stack off=%d size=%d\n", off, size);
2475                 return -EACCES;
2476         }
2477
2478         return 0;
2479 }
2480
2481 static int check_map_access_type(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
2482                                  int off, int size, enum bpf_access_type type)
2483 {
2484         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
2485         struct bpf_map *map = regs[regno].map_ptr;
2486         u32 cap = bpf_map_flags_to_cap(map);
2487
2488         if (type == BPF_WRITE && !(cap & BPF_MAP_CAN_WRITE)) {
2489                 verbose(env, "write into map forbidden, value_size=%d off=%d size=%d\n",
2490                         map->value_size, off, size);
2491                 return -EACCES;
2492         }
2493
2494         if (type == BPF_READ && !(cap & BPF_MAP_CAN_READ)) {
2495                 verbose(env, "read from map forbidden, value_size=%d off=%d size=%d\n",
2496                         map->value_size, off, size);
2497                 return -EACCES;
2498         }
2499
2500         return 0;
2501 }
2502
2503 /* check read/write into memory region (e.g., map value, ringbuf sample, etc) */
2504 static int __check_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
2505                               int off, int size, u32 mem_size,
2506                               bool zero_size_allowed)
2507 {
2508         bool size_ok = size > 0 || (size == 0 && zero_size_allowed);
2509         struct bpf_reg_state *reg;
2510
2511         if (off >= 0 && size_ok && (u64)off + size <= mem_size)
2512                 return 0;
2513
2514         reg = &cur_regs(env)[regno];
2515         switch (reg->type) {
2516         case PTR_TO_MAP_VALUE:
2517                 verbose(env, "invalid access to map value, value_size=%d off=%d size=%d\n",
2518                         mem_size, off, size);
2519                 break;
2520         case PTR_TO_PACKET:
2521         case PTR_TO_PACKET_META:
2522         case PTR_TO_PACKET_END:
2523                 verbose(env, "invalid access to packet, off=%d size=%d, R%d(id=%d,off=%d,r=%d)\n",
2524                         off, size, regno, reg->id, off, mem_size);
2525                 break;
2526         case PTR_TO_MEM:
2527         default:
2528                 verbose(env, "invalid access to memory, mem_size=%u off=%d size=%d\n",
2529                         mem_size, off, size);
2530         }
2531
2532         return -EACCES;
2533 }
2534
2535 /* check read/write into a memory region with possible variable offset */
2536 static int check_mem_region_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
2537                                    int off, int size, u32 mem_size,
2538                                    bool zero_size_allowed)
2539 {
2540         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
2541         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
2542         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regno];
2543         int err;
2544
2545         /* We may have adjusted the register pointing to memory region, so we
2546          * need to try adding each of min_value and max_value to off
2547          * to make sure our theoretical access will be safe.
2548          */
2549         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
2550                 print_verifier_state(env, state);
2551
2552         /* The minimum value is only important with signed
2553          * comparisons where we can't assume the floor of a
2554          * value is 0.  If we are using signed variables for our
2555          * index'es we need to make sure that whatever we use
2556          * will have a set floor within our range.
2557          */
2558         if (reg->smin_value < 0 &&
2559             (reg->smin_value == S64_MIN ||
2560              (off + reg->smin_value != (s64)(s32)(off + reg->smin_value)) ||
2561               reg->smin_value + off < 0)) {
2562                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
2563                         regno);
2564                 return -EACCES;
2565         }
2566         err = __check_mem_access(env, regno, reg->smin_value + off, size,
2567                                  mem_size, zero_size_allowed);
2568         if (err) {
2569                 verbose(env, "R%d min value is outside of the allowed memory range\n",
2570                         regno);
2571                 return err;
2572         }
2573
2574         /* If we haven't set a max value then we need to bail since we can't be
2575          * sure we won't do bad things.
2576          * If reg->umax_value + off could overflow, treat that as unbounded too.
2577          */
2578         if (reg->umax_value >= BPF_MAX_VAR_OFF) {
2579                 verbose(env, "R%d unbounded memory access, make sure to bounds check any such access\n",
2580                         regno);
2581                 return -EACCES;
2582         }
2583         err = __check_mem_access(env, regno, reg->umax_value + off, size,
2584                                  mem_size, zero_size_allowed);
2585         if (err) {
2586                 verbose(env, "R%d max value is outside of the allowed memory range\n",
2587                         regno);
2588                 return err;
2589         }
2590
2591         return 0;
2592 }
2593
2594 /* check read/write into a map element with possible variable offset */
2595 static int check_map_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
2596                             int off, int size, bool zero_size_allowed)
2597 {
2598         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
2599         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
2600         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regno];
2601         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
2602         int err;
2603
2604         err = check_mem_region_access(env, regno, off, size, map->value_size,
2605                                       zero_size_allowed);
2606         if (err)
2607                 return err;
2608
2609         if (map_value_has_spin_lock(map)) {
2610                 u32 lock = map->spin_lock_off;
2611
2612                 /* if any part of struct bpf_spin_lock can be touched by
2613                  * load/store reject this program.
2614                  * To check that [x1, x2) overlaps with [y1, y2)
2615                  * it is sufficient to check x1 < y2 && y1 < x2.
2616                  */
2617                 if (reg->smin_value + off < lock + sizeof(struct bpf_spin_lock) &&
2618                      lock < reg->umax_value + off + size) {
2619                         verbose(env, "bpf_spin_lock cannot be accessed directly by load/store\n");
2620                         return -EACCES;
2621                 }
2622         }
2623         return err;
2624 }
2625
2626 #define MAX_PACKET_OFF 0xffff
2627
2628 static bool may_access_direct_pkt_data(struct bpf_verifier_env *env,
2629                                        const struct bpf_call_arg_meta *meta,
2630                                        enum bpf_access_type t)
2631 {
2632         switch (env->prog->type) {
2633         /* Program types only with direct read access go here! */
2634         case BPF_PROG_TYPE_LWT_IN:
2635         case BPF_PROG_TYPE_LWT_OUT:
2636         case BPF_PROG_TYPE_LWT_SEG6LOCAL:
2637         case BPF_PROG_TYPE_SK_REUSEPORT:
2638         case BPF_PROG_TYPE_FLOW_DISSECTOR:
2639         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SKB:
2640                 if (t == BPF_WRITE)
2641                         return false;
2642                 /* fallthrough */
2643
2644         /* Program types with direct read + write access go here! */
2645         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
2646         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
2647         case BPF_PROG_TYPE_XDP:
2648         case BPF_PROG_TYPE_LWT_XMIT:
2649         case BPF_PROG_TYPE_SK_SKB:
2650         case BPF_PROG_TYPE_SK_MSG:
2651                 if (meta)
2652                         return meta->pkt_access;
2653
2654                 env->seen_direct_write = true;
2655                 return true;
2656
2657         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCKOPT:
2658                 if (t == BPF_WRITE)
2659                         env->seen_direct_write = true;
2660
2661                 return true;
2662
2663         default:
2664                 return false;
2665         }
2666 }
2667
2668 static int check_packet_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno, int off,
2669                                int size, bool zero_size_allowed)
2670 {
2671         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
2672         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
2673         int err;
2674
2675         /* We may have added a variable offset to the packet pointer; but any
2676          * reg->range we have comes after that.  We are only checking the fixed
2677          * offset.
2678          */
2679
2680         /* We don't allow negative numbers, because we aren't tracking enough
2681          * detail to prove they're safe.
2682          */
2683         if (reg->smin_value < 0) {
2684                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
2685                         regno);
2686                 return -EACCES;
2687         }
2688         err = __check_mem_access(env, regno, off, size, reg->range,
2689                                  zero_size_allowed);
2690         if (err) {
2691                 verbose(env, "R%d offset is outside of the packet\n", regno);
2692                 return err;
2693         }
2694
2695         /* __check_mem_access has made sure "off + size - 1" is within u16.
2696          * reg->umax_value can't be bigger than MAX_PACKET_OFF which is 0xffff,
2697          * otherwise find_good_pkt_pointers would have refused to set range info
2698          * that __check_mem_access would have rejected this pkt access.
2699          * Therefore, "off + reg->umax_value + size - 1" won't overflow u32.
2700          */
2701         env->prog->aux->max_pkt_offset =
2702                 max_t(u32, env->prog->aux->max_pkt_offset,
2703                       off + reg->umax_value + size - 1);
2704
2705         return err;
2706 }
2707
2708 /* check access to 'struct bpf_context' fields.  Supports fixed offsets only */
2709 static int check_ctx_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, int off, int size,
2710                             enum bpf_access_type t, enum bpf_reg_type *reg_type,
2711                             u32 *btf_id)
2712 {
2713         struct bpf_insn_access_aux info = {
2714                 .reg_type = *reg_type,
2715                 .log = &env->log,
2716         };
2717
2718         if (env->ops->is_valid_access &&
2719             env->ops->is_valid_access(off, size, t, env->prog, &info)) {
2720                 /* A non zero info.ctx_field_size indicates that this field is a
2721                  * candidate for later verifier transformation to load the whole
2722                  * field and then apply a mask when accessed with a narrower
2723                  * access than actual ctx access size. A zero info.ctx_field_size
2724                  * will only allow for whole field access and rejects any other
2725                  * type of narrower access.
2726                  */
2727                 *reg_type = info.reg_type;
2728
2729                 if (*reg_type == PTR_TO_BTF_ID || *reg_type == PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL)
2730                         *btf_id = info.btf_id;
2731                 else
2732                         env->insn_aux_data[insn_idx].ctx_field_size = info.ctx_field_size;
2733                 /* remember the offset of last byte accessed in ctx */
2734                 if (env->prog->aux->max_ctx_offset < off + size)
2735                         env->prog->aux->max_ctx_offset = off + size;
2736                 return 0;
2737         }
2738
2739         verbose(env, "invalid bpf_context access off=%d size=%d\n", off, size);
2740         return -EACCES;
2741 }
2742
2743 static int check_flow_keys_access(struct bpf_verifier_env *env, int off,
2744                                   int size)
2745 {
2746         if (size < 0 || off < 0 ||
2747             (u64)off + size > sizeof(struct bpf_flow_keys)) {
2748                 verbose(env, "invalid access to flow keys off=%d size=%d\n",
2749                         off, size);
2750                 return -EACCES;
2751         }
2752         return 0;
2753 }
2754
2755 static int check_sock_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx,
2756                              u32 regno, int off, int size,
2757                              enum bpf_access_type t)
2758 {
2759         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
2760         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
2761         struct bpf_insn_access_aux info = {};
2762         bool valid;
2763
2764         if (reg->smin_value < 0) {
2765                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
2766                         regno);
2767                 return -EACCES;
2768         }
2769
2770         switch (reg->type) {
2771         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
2772                 valid = bpf_sock_common_is_valid_access(off, size, t, &info);
2773                 break;
2774         case PTR_TO_SOCKET:
2775                 valid = bpf_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
2776                 break;
2777         case PTR_TO_TCP_SOCK:
2778                 valid = bpf_tcp_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
2779                 break;
2780         case PTR_TO_XDP_SOCK:
2781                 valid = bpf_xdp_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
2782                 break;
2783         default:
2784                 valid = false;
2785         }
2786
2787
2788         if (valid) {
2789                 env->insn_aux_data[insn_idx].ctx_field_size =
2790                         info.ctx_field_size;
2791                 return 0;
2792         }
2793
2794         verbose(env, "R%d invalid %s access off=%d size=%d\n",
2795                 regno, reg_type_str[reg->type], off, size);
2796
2797         return -EACCES;
2798 }
2799
2800 static struct bpf_reg_state *reg_state(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
2801 {
2802         return cur_regs(env) + regno;
2803 }
2804
2805 static bool is_pointer_value(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
2806 {
2807         return __is_pointer_value(env->allow_ptr_leaks, reg_state(env, regno));
2808 }
2809
2810 static bool is_ctx_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
2811 {
2812         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
2813
2814         return reg->type == PTR_TO_CTX;
2815 }
2816
2817 static bool is_sk_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
2818 {
2819         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
2820
2821         return type_is_sk_pointer(reg->type);
2822 }
2823
2824 static bool is_pkt_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
2825 {
2826         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
2827
2828         return type_is_pkt_pointer(reg->type);
2829 }
2830
2831 static bool is_flow_key_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
2832 {
2833         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
2834
2835         /* Separate to is_ctx_reg() since we still want to allow BPF_ST here. */
2836         return reg->type == PTR_TO_FLOW_KEYS;
2837 }
2838
2839 static int check_pkt_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
2840                                    const struct bpf_reg_state *reg,
2841                                    int off, int size, bool strict)
2842 {
2843         struct tnum reg_off;
2844         int ip_align;
2845
2846         /* Byte size accesses are always allowed. */
2847         if (!strict || size == 1)
2848                 return 0;
2849
2850         /* For platforms that do not have a Kconfig enabling
2851          * CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS the value of
2852          * NET_IP_ALIGN is universally set to '2'.  And on platforms
2853          * that do set CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS, we get
2854          * to this code only in strict mode where we want to emulate
2855          * the NET_IP_ALIGN==2 checking.  Therefore use an
2856          * unconditional IP align value of '2'.
2857          */
2858         ip_align = 2;
2859
2860         reg_off = tnum_add(reg->var_off, tnum_const(ip_align + reg->off + off));
2861         if (!tnum_is_aligned(reg_off, size)) {
2862                 char tn_buf[48];
2863
2864                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
2865                 verbose(env,
2866                         "misaligned packet access off %d+%s+%d+%d size %d\n",
2867                         ip_align, tn_buf, reg->off, off, size);
2868                 return -EACCES;
2869         }
2870
2871         return 0;
2872 }
2873
2874 static int check_generic_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
2875                                        const struct bpf_reg_state *reg,
2876                                        const char *pointer_desc,
2877                                        int off, int size, bool strict)
2878 {
2879         struct tnum reg_off;
2880
2881         /* Byte size accesses are always allowed. */
2882         if (!strict || size == 1)
2883                 return 0;
2884
2885         reg_off = tnum_add(reg->var_off, tnum_const(reg->off + off));
2886         if (!tnum_is_aligned(reg_off, size)) {
2887                 char tn_buf[48];
2888
2889                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
2890                 verbose(env, "misaligned %saccess off %s+%d+%d size %d\n",
2891                         pointer_desc, tn_buf, reg->off, off, size);
2892                 return -EACCES;
2893         }
2894
2895         return 0;
2896 }
2897
2898 static int check_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
2899                                const struct bpf_reg_state *reg, int off,
2900                                int size, bool strict_alignment_once)
2901 {
2902         bool strict = env->strict_alignment || strict_alignment_once;
2903         const char *pointer_desc = "";
2904
2905         switch (reg->type) {
2906         case PTR_TO_PACKET:
2907         case PTR_TO_PACKET_META:
2908                 /* Special case, because of NET_IP_ALIGN. Given metadata sits
2909                  * right in front, treat it the very same way.
2910                  */
2911                 return check_pkt_ptr_alignment(env, reg, off, size, strict);
2912         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
2913                 pointer_desc = "flow keys ";
2914                 break;
2915         case PTR_TO_MAP_VALUE:
2916                 pointer_desc = "value ";
2917                 break;
2918         case PTR_TO_CTX:
2919                 pointer_desc = "context ";
2920                 break;
2921         case PTR_TO_STACK:
2922                 pointer_desc = "stack ";
2923                 /* The stack spill tracking logic in check_stack_write()
2924                  * and check_stack_read() relies on stack accesses being
2925                  * aligned.
2926                  */
2927                 strict = true;
2928                 break;
2929         case PTR_TO_SOCKET:
2930                 pointer_desc = "sock ";
2931                 break;
2932         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
2933                 pointer_desc = "sock_common ";
2934                 break;
2935         case PTR_TO_TCP_SOCK:
2936                 pointer_desc = "tcp_sock ";
2937                 break;
2938         case PTR_TO_XDP_SOCK:
2939                 pointer_desc = "xdp_sock ";
2940                 break;
2941         default:
2942                 break;
2943         }
2944         return check_generic_ptr_alignment(env, reg, pointer_desc, off, size,
2945                                            strict);
2946 }
2947
2948 static int update_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env,
2949                               const struct bpf_func_state *func,
2950                               int off)
2951 {
2952         u16 stack = env->subprog_info[func->subprogno].stack_depth;
2953
2954         if (stack >= -off)
2955                 return 0;
2956
2957         /* update known max for given subprogram */
2958         env->subprog_info[func->subprogno].stack_depth = -off;
2959         return 0;
2960 }
2961
2962 /* starting from main bpf function walk all instructions of the function
2963  * and recursively walk all callees that given function can call.
2964  * Ignore jump and exit insns.
2965  * Since recursion is prevented by check_cfg() this algorithm
2966  * only needs a local stack of MAX_CALL_FRAMES to remember callsites
2967  */
2968 static int check_max_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env)
2969 {
2970         int depth = 0, frame = 0, idx = 0, i = 0, subprog_end;
2971         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
2972         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
2973         int ret_insn[MAX_CALL_FRAMES];
2974         int ret_prog[MAX_CALL_FRAMES];
2975
2976 process_func:
2977         /* round up to 32-bytes, since this is granularity
2978          * of interpreter stack size
2979          */
2980         depth += round_up(max_t(u32, subprog[idx].stack_depth, 1), 32);
2981         if (depth > MAX_BPF_STACK) {
2982                 verbose(env, "combined stack size of %d calls is %d. Too large\n",
2983                         frame + 1, depth);
2984                 return -EACCES;
2985         }
2986 continue_func:
2987         subprog_end = subprog[idx + 1].start;
2988         for (; i < subprog_end; i++) {
2989                 if (insn[i].code != (BPF_JMP | BPF_CALL))
2990                         continue;
2991                 if (insn[i].src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
2992                         continue;
2993                 /* remember insn and function to return to */
2994                 ret_insn[frame] = i + 1;
2995                 ret_prog[frame] = idx;
2996
2997                 /* find the callee */
2998                 i = i + insn[i].imm + 1;
2999                 idx = find_subprog(env, i);
3000                 if (idx < 0) {
3001                         WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
3002                                   i);
3003                         return -EFAULT;
3004                 }
3005                 frame++;
3006                 if (frame >= MAX_CALL_FRAMES) {
3007                         verbose(env, "the call stack of %d frames is too deep !\n",
3008                                 frame);
3009                         return -E2BIG;
3010                 }
3011                 goto process_func;
3012         }
3013         /* end of for() loop means the last insn of the 'subprog'
3014          * was reached. Doesn't matter whether it was JA or EXIT
3015          */
3016         if (frame == 0)
3017                 return 0;
3018         depth -= round_up(max_t(u32, subprog[idx].stack_depth, 1), 32);
3019         frame--;
3020         i = ret_insn[frame];
3021         idx = ret_prog[frame];
3022         goto continue_func;
3023 }
3024
3025 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
3026 static int get_callee_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env,
3027                                   const struct bpf_insn *insn, int idx)
3028 {
3029         int start = idx + insn->imm + 1, subprog;
3030
3031         subprog = find_subprog(env, start);
3032         if (subprog < 0) {
3033                 WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
3034                           start);
3035                 return -EFAULT;
3036         }
3037         return env->subprog_info[subprog].stack_depth;
3038 }
3039 #endif
3040
3041 int check_ctx_reg(struct bpf_verifier_env *env,
3042                   const struct bpf_reg_state *reg, int regno)
3043 {
3044         /* Access to ctx or passing it to a helper is only allowed in
3045          * its original, unmodified form.
3046          */
3047
3048         if (reg->off) {
3049                 verbose(env, "dereference of modified ctx ptr R%d off=%d disallowed\n",
3050                         regno, reg->off);
3051                 return -EACCES;
3052         }
3053
3054         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
3055                 char tn_buf[48];
3056
3057                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
3058                 verbose(env, "variable ctx access var_off=%s disallowed\n", tn_buf);
3059                 return -EACCES;
3060         }
3061
3062         return 0;
3063 }
3064
3065 static int __check_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
3066                                  const char *buf_info,
3067                                  const struct bpf_reg_state *reg,
3068                                  int regno, int off, int size)
3069 {
3070         if (off < 0) {
3071                 verbose(env,
3072                         "R%d invalid %s buffer access: off=%d, size=%d\n",
3073                         regno, buf_info, off, size);
3074                 return -EACCES;
3075         }
3076         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
3077                 char tn_buf[48];
3078
3079                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
3080                 verbose(env,
3081                         "R%d invalid variable buffer offset: off=%d, var_off=%s\n",
3082                         regno, off, tn_buf);
3083                 return -EACCES;
3084         }
3085
3086         return 0;
3087 }
3088
3089 static int check_tp_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
3090                                   const struct bpf_reg_state *reg,
3091                                   int regno, int off, int size)
3092 {
3093         int err;
3094
3095         err = __check_buffer_access(env, "tracepoint", reg, regno, off, size);
3096         if (err)
3097                 return err;
3098
3099         if (off + size > env->prog->aux->max_tp_access)
3100                 env->prog->aux->max_tp_access = off + size;
3101
3102         return 0;
3103 }
3104
3105 static int check_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
3106                                const struct bpf_reg_state *reg,
3107                                int regno, int off, int size,
3108                                bool zero_size_allowed,
3109                                const char *buf_info,
3110                                u32 *max_access)
3111 {
3112         int err;
3113
3114         err = __check_buffer_access(env, buf_info, reg, regno, off, size);
3115         if (err)
3116                 return err;
3117
3118         if (off + size > *max_access)
3119                 *max_access = off + size;
3120
3121         return 0;
3122 }
3123
3124 /* BPF architecture zero extends alu32 ops into 64-bit registesr */
3125 static void zext_32_to_64(struct bpf_reg_state *reg)
3126 {
3127         reg->var_off = tnum_subreg(reg->var_off);
3128         __reg_assign_32_into_64(reg);
3129 }
3130
3131 /* truncate register to smaller size (in bytes)
3132  * must be called with size < BPF_REG_SIZE
3133  */
3134 static void coerce_reg_to_size(struct bpf_reg_state *reg, int size)
3135 {
3136         u64 mask;
3137
3138         /* clear high bits in bit representation */
3139         reg->var_off = tnum_cast(reg->var_off, size);
3140
3141         /* fix arithmetic bounds */
3142         mask = ((u64)1 << (size * 8)) - 1;
3143         if ((reg->umin_value & ~mask) == (reg->umax_value & ~mask)) {
3144                 reg->umin_value &= mask;
3145                 reg->umax_value &= mask;
3146         } else {
3147                 reg->umin_value = 0;
3148                 reg->umax_value = mask;
3149         }
3150         reg->smin_value = reg->umin_value;
3151         reg->smax_value = reg->umax_value;
3152
3153         /* If size is smaller than 32bit register the 32bit register
3154          * values are also truncated so we push 64-bit bounds into
3155          * 32-bit bounds. Above were truncated < 32-bits already.
3156          */
3157         if (size >= 4)
3158                 return;
3159         __reg_combine_64_into_32(reg);
3160 }
3161
3162 static bool bpf_map_is_rdonly(const struct bpf_map *map)
3163 {
3164         return (map->map_flags & BPF_F_RDONLY_PROG) && map->frozen;
3165 }
3166
3167 static int bpf_map_direct_read(struct bpf_map *map, int off, int size, u64 *val)
3168 {
3169         void *ptr;
3170         u64 addr;
3171         int err;
3172
3173         err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &addr, off);
3174         if (err)
3175                 return err;
3176         ptr = (void *)(long)addr + off;
3177
3178         switch (size) {
3179         case sizeof(u8):
3180                 *val = (u64)*(u8 *)ptr;
3181                 break;
3182         case sizeof(u16):
3183                 *val = (u64)*(u16 *)ptr;
3184                 break;
3185         case sizeof(u32):
3186                 *val = (u64)*(u32 *)ptr;
3187                 break;
3188         case sizeof(u64):
3189                 *val = *(u64 *)ptr;
3190                 break;
3191         default:
3192                 return -EINVAL;
3193         }
3194         return 0;
3195 }
3196
3197 static int check_ptr_to_btf_access(struct bpf_verifier_env *env,
3198                                    struct bpf_reg_state *regs,
3199                                    int regno, int off, int size,
3200                                    enum bpf_access_type atype,
3201                                    int value_regno)
3202 {
3203         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
3204         const struct btf_type *t = btf_type_by_id(btf_vmlinux, reg->btf_id);
3205         const char *tname = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, t->name_off);
3206         u32 btf_id;
3207         int ret;
3208
3209         if (off < 0) {
3210                 verbose(env,
3211                         "R%d is ptr_%s invalid negative access: off=%d\n",
3212                         regno, tname, off);
3213                 return -EACCES;
3214         }
3215         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
3216                 char tn_buf[48];
3217
3218                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
3219                 verbose(env,
3220                         "R%d is ptr_%s invalid variable offset: off=%d, var_off=%s\n",
3221                         regno, tname, off, tn_buf);
3222                 return -EACCES;
3223         }
3224
3225         if (env->ops->btf_struct_access) {
3226                 ret = env->ops->btf_struct_access(&env->log, t, off, size,
3227                                                   atype, &btf_id);
3228         } else {
3229                 if (atype != BPF_READ) {
3230                         verbose(env, "only read is supported\n");
3231                         return -EACCES;
3232                 }
3233
3234                 ret = btf_struct_access(&env->log, t, off, size, atype,
3235                                         &btf_id);
3236         }
3237
3238         if (ret < 0)
3239                 return ret;
3240
3241         if (atype == BPF_READ && value_regno >= 0)
3242                 mark_btf_ld_reg(env, regs, value_regno, ret, btf_id);
3243
3244         return 0;
3245 }
3246
3247 static int check_ptr_to_map_access(struct bpf_verifier_env *env,
3248                                    struct bpf_reg_state *regs,
3249                                    int regno, int off, int size,
3250                                    enum bpf_access_type atype,
3251                                    int value_regno)
3252 {
3253         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
3254         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
3255         const struct btf_type *t;
3256         const char *tname;
3257         u32 btf_id;
3258         int ret;
3259
3260         if (!btf_vmlinux) {
3261                 verbose(env, "map_ptr access not supported without CONFIG_DEBUG_INFO_BTF\n");
3262                 return -ENOTSUPP;
3263         }
3264
3265         if (!map->ops->map_btf_id || !*map->ops->map_btf_id) {
3266                 verbose(env, "map_ptr access not supported for map type %d\n",
3267                         map->map_type);
3268                 return -ENOTSUPP;
3269         }
3270
3271         t = btf_type_by_id(btf_vmlinux, *map->ops->map_btf_id);
3272         tname = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, t->name_off);
3273
3274         if (!env->allow_ptr_to_map_access) {
3275                 verbose(env,
3276                         "%s access is allowed only to CAP_PERFMON and CAP_SYS_ADMIN\n",
3277                         tname);
3278                 return -EPERM;
3279         }
3280
3281         if (off < 0) {
3282                 verbose(env, "R%d is %s invalid negative access: off=%d\n",
3283                         regno, tname, off);
3284                 return -EACCES;
3285         }
3286
3287         if (atype != BPF_READ) {
3288                 verbose(env, "only read from %s is supported\n", tname);
3289                 return -EACCES;
3290         }
3291
3292         ret = btf_struct_access(&env->log, t, off, size, atype, &btf_id);
3293         if (ret < 0)
3294                 return ret;
3295
3296         if (value_regno >= 0)
3297                 mark_btf_ld_reg(env, regs, value_regno, ret, btf_id);
3298
3299         return 0;
3300 }
3301
3302
3303 /* check whether memory at (regno + off) is accessible for t = (read | write)
3304  * if t==write, value_regno is a register which value is stored into memory
3305  * if t==read, value_regno is a register which will receive the value from memory
3306  * if t==write && value_regno==-1, some unknown value is stored into memory
3307  * if t==read && value_regno==-1, don't care what we read from memory
3308  */
3309 static int check_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, u32 regno,
3310                             int off, int bpf_size, enum bpf_access_type t,
3311                             int value_regno, bool strict_alignment_once)
3312 {
3313         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
3314         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
3315         struct bpf_func_state *state;
3316         int size, err = 0;
3317
3318         size = bpf_size_to_bytes(bpf_size);
3319         if (size < 0)
3320                 return size;
3321
3322         /* alignment checks will add in reg->off themselves */
3323         err = check_ptr_alignment(env, reg, off, size, strict_alignment_once);
3324         if (err)
3325                 return err;
3326
3327         /* for access checks, reg->off is just part of off */
3328         off += reg->off;
3329
3330         if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE) {
3331                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
3332                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
3333                         verbose(env, "R%d leaks addr into map\n", value_regno);
3334                         return -EACCES;
3335                 }
3336                 err = check_map_access_type(env, regno, off, size, t);
3337                 if (err)
3338                         return err;
3339                 err = check_map_access(env, regno, off, size, false);
3340                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0) {
3341                         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
3342
3343                         /* if map is read-only, track its contents as scalars */
3344                         if (tnum_is_const(reg->var_off) &&
3345                             bpf_map_is_rdonly(map) &&
3346                             map->ops->map_direct_value_addr) {
3347                                 int map_off = off + reg->var_off.value;
3348                                 u64 val = 0;
3349
3350                                 err = bpf_map_direct_read(map, map_off, size,
3351                                                           &val);
3352                                 if (err)
3353                                         return err;
3354
3355                                 regs[value_regno].type = SCALAR_VALUE;
3356                                 __mark_reg_known(&regs[value_regno], val);
3357                         } else {
3358                                 mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
3359                         }
3360                 }
3361         } else if (reg->type == PTR_TO_MEM) {
3362                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
3363                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
3364                         verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", value_regno);
3365                         return -EACCES;
3366                 }
3367                 err = check_mem_region_access(env, regno, off, size,
3368                                               reg->mem_size, false);
3369                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
3370                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
3371         } else if (reg->type == PTR_TO_CTX) {
3372                 enum bpf_reg_type reg_type = SCALAR_VALUE;
3373                 u32 btf_id = 0;
3374
3375                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
3376                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
3377                         verbose(env, "R%d leaks addr into ctx\n", value_regno);
3378                         return -EACCES;
3379                 }
3380
3381                 err = check_ctx_reg(env, reg, regno);
3382                 if (err < 0)
3383                         return err;
3384
3385                 err = check_ctx_access(env, insn_idx, off, size, t, &reg_type, &btf_id);
3386                 if (err)
3387                         verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
3388                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0) {
3389                         /* ctx access returns either a scalar, or a
3390                          * PTR_TO_PACKET[_META,_END]. In the latter
3391                          * case, we know the offset is zero.
3392                          */
3393                         if (reg_type == SCALAR_VALUE) {
3394                                 mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
3395                         } else {
3396                                 mark_reg_known_zero(env, regs,
3397                                                     value_regno);
3398                                 if (reg_type_may_be_null(reg_type))
3399                                         regs[value_regno].id = ++env->id_gen;
3400                                 /* A load of ctx field could have different
3401                                  * actual load size with the one encoded in the
3402                                  * insn. When the dst is PTR, it is for sure not
3403                                  * a sub-register.
3404                                  */
3405                                 regs[value_regno].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
3406                                 if (reg_type == PTR_TO_BTF_ID ||
3407                                     reg_type == PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL)
3408                                         regs[value_regno].btf_id = btf_id;
3409                         }
3410                         regs[value_regno].type = reg_type;
3411                 }
3412
3413         } else if (reg->type == PTR_TO_STACK) {
3414                 off += reg->var_off.value;
3415                 err = check_stack_access(env, reg, off, size);
3416                 if (err)
3417                         return err;
3418
3419                 state = func(env, reg);
3420                 err = update_stack_depth(env, state, off);
3421                 if (err)
3422                         return err;
3423
3424                 if (t == BPF_WRITE)
3425                         err = check_stack_write(env, state, off, size,
3426                                                 value_regno, insn_idx);
3427                 else
3428                         err = check_stack_read(env, state, off, size,
3429                                                value_regno);
3430         } else if (reg_is_pkt_pointer(reg)) {
3431                 if (t == BPF_WRITE && !may_access_direct_pkt_data(env, NULL, t)) {
3432                         verbose(env, "cannot write into packet\n");
3433                         return -EACCES;
3434                 }
3435                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
3436                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
3437                         verbose(env, "R%d leaks addr into packet\n",
3438                                 value_regno);
3439                         return -EACCES;
3440                 }
3441                 err = check_packet_access(env, regno, off, size, false);
3442                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
3443                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
3444         } else if (reg->type == PTR_TO_FLOW_KEYS) {
3445                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
3446                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
3447                         verbose(env, "R%d leaks addr into flow keys\n",
3448                                 value_regno);
3449                         return -EACCES;
3450                 }
3451
3452                 err = check_flow_keys_access(env, off, size);
3453                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
3454                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
3455         } else if (type_is_sk_pointer(reg->type)) {
3456                 if (t == BPF_WRITE) {
3457                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
3458                                 regno, reg_type_str[reg->type]);
3459                         return -EACCES;
3460                 }
3461                 err = check_sock_access(env, insn_idx, regno, off, size, t);
3462                 if (!err && value_regno >= 0)
3463                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
3464         } else if (reg->type == PTR_TO_TP_BUFFER) {
3465                 err = check_tp_buffer_access(env, reg, regno, off, size);
3466                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
3467                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
3468         } else if (reg->type == PTR_TO_BTF_ID) {
3469                 err = check_ptr_to_btf_access(env, regs, regno, off, size, t,
3470                                               value_regno);
3471         } else if (reg->type == CONST_PTR_TO_MAP) {
3472                 err = check_ptr_to_map_access(env, regs, regno, off, size, t,
3473                                               value_regno);
3474         } else if (reg->type == PTR_TO_RDONLY_BUF) {
3475                 if (t == BPF_WRITE) {
3476                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
3477                                 regno, reg_type_str[reg->type]);
3478                         return -EACCES;
3479                 }
3480                 err = check_buffer_access(env, reg, regno, off, size, false,
3481                                           "rdonly",
3482                                           &env->prog->aux->max_rdonly_access);
3483                 if (!err && value_regno >= 0)
3484                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
3485         } else if (reg->type == PTR_TO_RDWR_BUF) {
3486                 err = check_buffer_access(env, reg, regno, off, size, false,
3487                                           "rdwr",
3488                                           &env->prog->aux->max_rdwr_access);
3489                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
3490                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
3491         } else {
3492                 verbose(env, "R%d invalid mem access '%s'\n", regno,
3493                         reg_type_str[reg->type]);
3494                 return -EACCES;
3495         }
3496
3497         if (!err && size < BPF_REG_SIZE && value_regno >= 0 && t == BPF_READ &&
3498             regs[value_regno].type == SCALAR_VALUE) {
3499                 /* b/h/w load zero-extends, mark upper bits as known 0 */
3500                 coerce_reg_to_size(&regs[value_regno], size);
3501         }
3502         return err;
3503 }
3504
3505 static int check_xadd(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, struct bpf_insn *insn)
3506 {
3507         int err;
3508
3509         if ((BPF_SIZE(insn->code) != BPF_W && BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW) ||
3510             insn->imm != 0) {
3511                 verbose(env, "BPF_XADD uses reserved fields\n");
3512                 return -EINVAL;
3513         }
3514
3515         /* check src1 operand */
3516         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
3517         if (err)
3518                 return err;
3519
3520         /* check src2 operand */
3521         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
3522         if (err)
3523                 return err;
3524
3525         if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
3526                 verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", insn->src_reg);
3527                 return -EACCES;
3528         }
3529
3530         if (is_ctx_reg(env, insn->dst_reg) ||
3531             is_pkt_reg(env, insn->dst_reg) ||
3532             is_flow_key_reg(env, insn->dst_reg) ||
3533             is_sk_reg(env, insn->dst_reg)) {
3534                 verbose(env, "BPF_XADD stores into R%d %s is not allowed\n",
3535                         insn->dst_reg,
3536                         reg_type_str[reg_state(env, insn->dst_reg)->type]);
3537                 return -EACCES;
3538         }
3539
3540         /* check whether atomic_add can read the memory */
3541         err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
3542                                BPF_SIZE(insn->code), BPF_READ, -1, true);
3543         if (err)
3544                 return err;
3545
3546         /* check whether atomic_add can write into the same memory */
3547         return check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
3548                                 BPF_SIZE(insn->code), BPF_WRITE, -1, true);
3549 }
3550
3551 static int __check_stack_boundary(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
3552                                   int off, int access_size,
3553                                   bool zero_size_allowed)
3554 {
3555         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
3556
3557         if (off >= 0 || off < -MAX_BPF_STACK || off + access_size > 0 ||
3558             access_size < 0 || (access_size == 0 && !zero_size_allowed)) {
3559                 if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
3560                         verbose(env, "invalid stack type R%d off=%d access_size=%d\n",
3561                                 regno, off, access_size);
3562                 } else {
3563                         char tn_buf[48];
3564
3565                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
3566                         verbose(env, "invalid stack type R%d var_off=%s access_size=%d\n",
3567                                 regno, tn_buf, access_size);
3568                 }
3569                 return -EACCES;
3570         }
3571         return 0;
3572 }
3573
3574 /* when register 'regno' is passed into function that will read 'access_size'
3575  * bytes from that pointer, make sure that it's within stack boundary
3576  * and all elements of stack are initialized.
3577  * Unlike most pointer bounds-checking functions, this one doesn't take an
3578  * 'off' argument, so it has to add in reg->off itself.
3579  */
3580 static int check_stack_boundary(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
3581                                 int access_size, bool zero_size_allowed,
3582                                 struct bpf_call_arg_meta *meta)
3583 {
3584         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
3585         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
3586         int err, min_off, max_off, i, j, slot, spi;
3587
3588         if (reg->type != PTR_TO_STACK) {
3589                 /* Allow zero-byte read from NULL, regardless of pointer type */
3590                 if (zero_size_allowed && access_size == 0 &&
3591                     register_is_null(reg))
3592                         return 0;
3593
3594                 verbose(env, "R%d type=%s expected=%s\n", regno,
3595                         reg_type_str[reg->type],
3596                         reg_type_str[PTR_TO_STACK]);
3597                 return -EACCES;
3598         }
3599
3600         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
3601                 min_off = max_off = reg->var_off.value + reg->off;
3602                 err = __check_stack_boundary(env, regno, min_off, access_size,
3603                                              zero_size_allowed);
3604                 if (err)
3605                         return err;
3606         } else {
3607                 /* Variable offset is prohibited for unprivileged mode for
3608                  * simplicity since it requires corresponding support in
3609                  * Spectre masking for stack ALU.
3610                  * See also retrieve_ptr_limit().
3611                  */
3612                 if (!env->bypass_spec_v1) {
3613                         char tn_buf[48];
3614
3615                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
3616                         verbose(env, "R%d indirect variable offset stack access prohibited for !root, var_off=%s\n",
3617                                 regno, tn_buf);
3618                         return -EACCES;
3619                 }
3620                 /* Only initialized buffer on stack is allowed to be accessed
3621                  * with variable offset. With uninitialized buffer it's hard to
3622                  * guarantee that whole memory is marked as initialized on
3623                  * helper return since specific bounds are unknown what may
3624                  * cause uninitialized stack leaking.
3625                  */
3626                 if (meta && meta->raw_mode)
3627                         meta = NULL;
3628
3629                 if (reg->smax_value >= BPF_MAX_VAR_OFF ||
3630                     reg->smax_value <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
3631                         verbose(env, "R%d unbounded indirect variable offset stack access\n",
3632                                 regno);
3633                         return -EACCES;
3634                 }
3635                 min_off = reg->smin_value + reg->off;
3636                 max_off = reg->smax_value + reg->off;
3637                 err = __check_stack_boundary(env, regno, min_off, access_size,
3638                                              zero_size_allowed);
3639                 if (err) {
3640                         verbose(env, "R%d min value is outside of stack bound\n",
3641                                 regno);
3642                         return err;
3643                 }
3644                 err = __check_stack_boundary(env, regno, max_off, access_size,
3645                                              zero_size_allowed);
3646                 if (err) {
3647                         verbose(env, "R%d max value is outside of stack bound\n",
3648                                 regno);
3649                         return err;
3650                 }
3651         }
3652
3653         if (meta && meta->raw_mode) {
3654                 meta->access_size = access_size;
3655                 meta->regno = regno;
3656                 return 0;
3657         }
3658
3659         for (i = min_off; i < max_off + access_size; i++) {
3660                 u8 *stype;
3661
3662                 slot = -i - 1;
3663                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
3664                 if (state->allocated_stack <= slot)
3665                         goto err;
3666                 stype = &state->stack[spi].slot_type[slot % BPF_REG_SIZE];
3667                 if (*stype == STACK_MISC)
3668                         goto mark;
3669                 if (*stype == STACK_ZERO) {
3670                         /* helper can write anything into the stack */
3671                         *stype = STACK_MISC;
3672                         goto mark;
3673                 }
3674
3675                 if (state->stack[spi].slot_type[0] == STACK_SPILL &&
3676                     state->stack[spi].spilled_ptr.type == PTR_TO_BTF_ID)
3677                         goto mark;
3678
3679                 if (state->stack[spi].slot_type[0] == STACK_SPILL &&
3680                     state->stack[spi].spilled_ptr.type == SCALAR_VALUE) {
3681                         __mark_reg_unknown(env, &state->stack[spi].spilled_ptr);
3682                         for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
3683                                 state->stack[spi].slot_type[j] = STACK_MISC;
3684                         goto mark;
3685                 }
3686
3687 err:
3688                 if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
3689                         verbose(env, "invalid indirect read from stack off %d+%d size %d\n",
3690                                 min_off, i - min_off, access_size);
3691                 } else {
3692                         char tn_buf[48];
3693
3694                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
3695                         verbose(env, "invalid indirect read from stack var_off %s+%d size %d\n",
3696                                 tn_buf, i - min_off, access_size);
3697                 }
3698                 return -EACCES;
3699 mark:
3700                 /* reading any byte out of 8-byte 'spill_slot' will cause
3701                  * the whole slot to be marked as 'read'
3702                  */
3703                 mark_reg_read(env, &state->stack[spi].spilled_ptr,
3704                               state->stack[spi].spilled_ptr.parent,
3705                               REG_LIVE_READ64);
3706         }
3707         return update_stack_depth(env, state, min_off);
3708 }
3709
3710 static int check_helper_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
3711                                    int access_size, bool zero_size_allowed,
3712                                    struct bpf_call_arg_meta *meta)
3713 {
3714         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
3715
3716         switch (reg->type) {
3717         case PTR_TO_PACKET:
3718         case PTR_TO_PACKET_META:
3719                 return check_packet_access(env, regno, reg->off, access_size,
3720                                            zero_size_allowed);
3721         case PTR_TO_MAP_VALUE:
3722                 if (check_map_access_type(env, regno, reg->off, access_size,
3723                                           meta && meta->raw_mode ? BPF_WRITE :
3724                                           BPF_READ))
3725                         return -EACCES;
3726                 return check_map_access(env, regno, reg->off, access_size,
3727                                         zero_size_allowed);
3728         case PTR_TO_MEM:
3729                 return check_mem_region_access(env, regno, reg->off,
3730                                                access_size, reg->mem_size,
3731                                                zero_size_allowed);
3732         case PTR_TO_RDONLY_BUF:
3733                 if (meta && meta->raw_mode)
3734                         return -EACCES;
3735                 return check_buffer_access(env, reg, regno, reg->off,
3736                                            access_size, zero_size_allowed,
3737                                            "rdonly",
3738                                            &env->prog->aux->max_rdonly_access);
3739         case PTR_TO_RDWR_BUF:
3740                 return check_buffer_access(env, reg, regno, reg->off,
3741                                            access_size, zero_size_allowed,
3742                                            "rdwr",
3743                                            &env->prog->aux->max_rdwr_access);
3744         default: /* scalar_value|ptr_to_stack or invalid ptr */
3745                 return check_stack_boundary(env, regno, access_size,
3746                                             zero_size_allowed, meta);
3747         }
3748 }
3749
3750 /* Implementation details:
3751  * bpf_map_lookup returns PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL
3752  * Two bpf_map_lookups (even with the same key) will have different reg->id.
3753  * For traditional PTR_TO_MAP_VALUE the verifier clears reg->id after
3754  * value_or_null->value transition, since the verifier only cares about
3755  * the range of access to valid map value pointer and doesn't care about actual
3756  * address of the map element.
3757  * For maps with 'struct bpf_spin_lock' inside map value the verifier keeps
3758  * reg->id > 0 after value_or_null->value transition. By doing so
3759  * two bpf_map_lookups will be considered two different pointers that
3760  * point to different bpf_spin_locks.
3761  * The verifier allows taking only one bpf_spin_lock at a time to avoid
3762  * dead-locks.
3763  * Since only one bpf_spin_lock is allowed the checks are simpler than
3764  * reg_is_refcounted() logic. The verifier needs to remember only
3765  * one spin_lock instead of array of acquired_refs.
3766  * cur_state->active_spin_lock remembers which map value element got locked
3767  * and clears it after bpf_spin_unlock.
3768  */
3769 static int process_spin_lock(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
3770                              bool is_lock)
3771 {
3772         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
3773         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
3774         bool is_const = tnum_is_const(reg->var_off);
3775         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
3776         u64 val = reg->var_off.value;
3777
3778         if (reg->type != PTR_TO_MAP_VALUE) {
3779                 verbose(env, "R%d is not a pointer to map_value\n", regno);
3780                 return -EINVAL;
3781         }
3782         if (!is_const) {
3783                 verbose(env,
3784                         "R%d doesn't have constant offset. bpf_spin_lock has to be at the constant offset\n",
3785                         regno);
3786                 return -EINVAL;
3787         }
3788         if (!map->btf) {
3789                 verbose(env,
3790                         "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_spin_lock\n",
3791                         map->name);
3792                 return -EINVAL;
3793         }
3794         if (!map_value_has_spin_lock(map)) {
3795                 if (map->spin_lock_off == -E2BIG)
3796                         verbose(env,
3797                                 "map '%s' has more than one 'struct bpf_spin_lock'\n",
3798                                 map->name);
3799                 else if (map->spin_lock_off == -ENOENT)
3800                         verbose(env,
3801                                 "map '%s' doesn't have 'struct bpf_spin_lock'\n",
3802                                 map->name);
3803                 else
3804                         verbose(env,
3805                                 "map '%s' is not a struct type or bpf_spin_lock is mangled\n",
3806                                 map->name);
3807                 return -EINVAL;
3808         }
3809         if (map->spin_lock_off != val + reg->off) {
3810                 verbose(env, "off %lld doesn't point to 'struct bpf_spin_lock'\n",
3811                         val + reg->off);
3812                 return -EINVAL;
3813         }
3814         if (is_lock) {
3815                 if (cur->active_spin_lock) {
3816                         verbose(env,
3817                                 "Locking two bpf_spin_locks are not allowed\n");
3818                         return -EINVAL;
3819                 }
3820                 cur->active_spin_lock = reg->id;
3821         } else {
3822                 if (!cur->active_spin_lock) {
3823                         verbose(env, "bpf_spin_unlock without taking a lock\n");
3824                         return -EINVAL;
3825                 }
3826                 if (cur->active_spin_lock != reg->id) {
3827                         verbose(env, "bpf_spin_unlock of different lock\n");
3828                         return -EINVAL;
3829                 }
3830                 cur->active_spin_lock = 0;
3831         }
3832         return 0;
3833 }
3834
3835 static bool arg_type_is_mem_ptr(enum bpf_arg_type type)
3836 {
3837         return type == ARG_PTR_TO_MEM ||
3838                type == ARG_PTR_TO_MEM_OR_NULL ||
3839                type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM;
3840 }
3841
3842 static bool arg_type_is_mem_size(enum bpf_arg_type type)
3843 {
3844         return type == ARG_CONST_SIZE ||
3845                type == ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO;
3846 }
3847
3848 static bool arg_type_is_alloc_mem_ptr(enum bpf_arg_type type)
3849 {
3850         return type == ARG_PTR_TO_ALLOC_MEM ||
3851                type == ARG_PTR_TO_ALLOC_MEM_OR_NULL;
3852 }
3853
3854 static bool arg_type_is_alloc_size(enum bpf_arg_type type)
3855 {
3856         return type == ARG_CONST_ALLOC_SIZE_OR_ZERO;
3857 }
3858
3859 static bool arg_type_is_int_ptr(enum bpf_arg_type type)
3860 {
3861         return type == ARG_PTR_TO_INT ||
3862                type == ARG_PTR_TO_LONG;
3863 }
3864
3865 static int int_ptr_type_to_size(enum bpf_arg_type type)
3866 {
3867         if (type == ARG_PTR_TO_INT)
3868                 return sizeof(u32);
3869         else if (type == ARG_PTR_TO_LONG)
3870                 return sizeof(u64);
3871
3872         return -EINVAL;
3873 }
3874
3875 static int check_func_arg(struct bpf_verifier_env *env, u32 arg,
3876                           struct bpf_call_arg_meta *meta,
3877                           const struct bpf_func_proto *fn)
3878 {
3879         u32 regno = BPF_REG_1 + arg;
3880         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
3881         enum bpf_reg_type expected_type, type = reg->type;
3882         enum bpf_arg_type arg_type = fn->arg_type[arg];
3883         int err = 0;
3884
3885         if (arg_type == ARG_DONTCARE)
3886                 return 0;
3887
3888         err = check_reg_arg(env, regno, SRC_OP);
3889         if (err)
3890                 return err;
3891
3892         if (arg_type == ARG_ANYTHING) {
3893                 if (is_pointer_value(env, regno)) {
3894                         verbose(env, "R%d leaks addr into helper function\n",
3895                                 regno);
3896                         return -EACCES;
3897                 }
3898                 return 0;
3899         }
3900
3901         if (type_is_pkt_pointer(type) &&
3902             !may_access_direct_pkt_data(env, meta, BPF_READ)) {
3903                 verbose(env, "helper access to the packet is not allowed\n");
3904                 return -EACCES;
3905         }
3906
3907         if (arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_KEY ||
3908             arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE ||
3909             arg_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MAP_VALUE ||
3910             arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL) {
3911                 expected_type = PTR_TO_STACK;
3912                 if (register_is_null(reg) &&
3913                     arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL)
3914                         /* final test in check_stack_boundary() */;
3915                 else if (!type_is_pkt_pointer(type) &&
3916                          type != PTR_TO_MAP_VALUE &&
3917                          type != expected_type)
3918                         goto err_type;
3919         } else if (arg_type == ARG_CONST_SIZE ||
3920                    arg_type == ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO ||
3921                    arg_type == ARG_CONST_ALLOC_SIZE_OR_ZERO) {
3922                 expected_type = SCALAR_VALUE;
3923                 if (type != expected_type)
3924                         goto err_type;
3925         } else if (arg_type == ARG_CONST_MAP_PTR) {
3926                 expected_type = CONST_PTR_TO_MAP;
3927                 if (type != expected_type)
3928                         goto err_type;
3929         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_CTX ||
3930                    arg_type == ARG_PTR_TO_CTX_OR_NULL) {
3931                 expected_type = PTR_TO_CTX;
3932                 if (!(register_is_null(reg) &&
3933                       arg_type == ARG_PTR_TO_CTX_OR_NULL)) {
3934                         if (type != expected_type)
3935                                 goto err_type;
3936                         err = check_ctx_reg(env, reg, regno);
3937                         if (err < 0)
3938                                 return err;
3939                 }
3940         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_SOCK_COMMON) {
3941                 expected_type = PTR_TO_SOCK_COMMON;
3942                 /* Any sk pointer can be ARG_PTR_TO_SOCK_COMMON */
3943                 if (!type_is_sk_pointer(type))
3944                         goto err_type;
3945                 if (reg->ref_obj_id) {
3946                         if (meta->ref_obj_id) {
3947                                 verbose(env, "verifier internal error: more than one arg with ref_obj_id R%d %u %u\n",
3948                                         regno, reg->ref_obj_id,
3949                                         meta->ref_obj_id);
3950                                 return -EFAULT;
3951                         }
3952                         meta->ref_obj_id = reg->ref_obj_id;
3953                 }
3954         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_SOCKET ||
3955                    arg_type == ARG_PTR_TO_SOCKET_OR_NULL) {
3956                 expected_type = PTR_TO_SOCKET;
3957                 if (!(register_is_null(reg) &&
3958                       arg_type == ARG_PTR_TO_SOCKET_OR_NULL)) {
3959                         if (type != expected_type)
3960                                 goto err_type;
3961                 }
3962         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_BTF_ID) {
3963                 expected_type = PTR_TO_BTF_ID;
3964                 if (type != expected_type)
3965                         goto err_type;
3966                 if (!fn->check_btf_id) {
3967                         if (reg->btf_id != meta->btf_id) {
3968                                 verbose(env, "Helper has type %s got %s in R%d\n",
3969                                         kernel_type_name(meta->btf_id),
3970                                         kernel_type_name(reg->btf_id), regno);
3971
3972                                 return -EACCES;
3973                         }
3974                 } else if (!fn->check_btf_id(reg->btf_id, arg)) {
3975                         verbose(env, "Helper does not support %s in R%d\n",
3976                                 kernel_type_name(reg->btf_id), regno);
3977
3978                         return -EACCES;
3979                 }
3980                 if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value || reg->off) {
3981                         verbose(env, "R%d is a pointer to in-kernel struct with non-zero offset\n",
3982                                 regno);
3983                         return -EACCES;
3984                 }
3985         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK) {
3986                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_spin_lock) {
3987                         if (process_spin_lock(env, regno, true))
3988                                 return -EACCES;
3989                 } else if (meta->func_id == BPF_FUNC_spin_unlock) {
3990                         if (process_spin_lock(env, regno, false))
3991                                 return -EACCES;
3992                 } else {
3993                         verbose(env, "verifier internal error\n");
3994                         return -EFAULT;
3995                 }
3996         } else if (arg_type_is_mem_ptr(arg_type)) {
3997                 expected_type = PTR_TO_STACK;
3998                 /* One exception here. In case function allows for NULL to be
3999                  * passed in as argument, it's a SCALAR_VALUE type. Final test
4000                  * happens during stack boundary checking.
4001                  */
4002                 if (register_is_null(reg) &&
4003                     (arg_type == ARG_PTR_TO_MEM_OR_NULL ||
4004                      arg_type == ARG_PTR_TO_ALLOC_MEM_OR_NULL))
4005                         /* final test in check_stack_boundary() */;
4006                 else if (!type_is_pkt_pointer(type) &&
4007                          type != PTR_TO_MAP_VALUE &&
4008                          type != PTR_TO_MEM &&
4009                          type != PTR_TO_RDONLY_BUF &&
4010                          type != PTR_TO_RDWR_BUF &&
4011                          type != expected_type)
4012                         goto err_type;
4013                 meta->raw_mode = arg_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM;
4014         } else if (arg_type_is_alloc_mem_ptr(arg_type)) {
4015                 expected_type = PTR_TO_MEM;
4016                 if (register_is_null(reg) &&
4017                     arg_type == ARG_PTR_TO_ALLOC_MEM_OR_NULL)
4018                         /* final test in check_stack_boundary() */;
4019                 else if (type != expected_type)
4020                         goto err_type;
4021                 if (meta->ref_obj_id) {
4022                         verbose(env, "verifier internal error: more than one arg with ref_obj_id R%d %u %u\n",
4023                                 regno, reg->ref_obj_id,
4024                                 meta->ref_obj_id);
4025                         return -EFAULT;
4026                 }
4027                 meta->ref_obj_id = reg->ref_obj_id;
4028         } else if (arg_type_is_int_ptr(arg_type)) {
4029                 expected_type = PTR_TO_STACK;
4030                 if (!type_is_pkt_pointer(type) &&
4031                     type != PTR_TO_MAP_VALUE &&
4032                     type != expected_type)
4033                         goto err_type;
4034         } else {
4035                 verbose(env, "unsupported arg_type %d\n", arg_type);
4036                 return -EFAULT;
4037         }
4038
4039         if (arg_type == ARG_CONST_MAP_PTR) {
4040                 /* bpf_map_xxx(map_ptr) call: remember that map_ptr */
4041                 meta->map_ptr = reg->map_ptr;
4042         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_KEY) {
4043                 /* bpf_map_xxx(..., map_ptr, ..., key) call:
4044                  * check that [key, key + map->key_size) are within
4045                  * stack limits and initialized
4046                  */
4047                 if (!meta->map_ptr) {
4048                         /* in function declaration map_ptr must come before
4049                          * map_key, so that it's verified and known before
4050                          * we have to check map_key here. Otherwise it means
4051                          * that kernel subsystem misconfigured verifier
4052                          */
4053                         verbose(env, "invalid map_ptr to access map->key\n");
4054                         return -EACCES;
4055                 }
4056                 err = check_helper_mem_access(env, regno,
4057                                               meta->map_ptr->key_size, false,
4058                                               NULL);
4059         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE ||
4060                    (arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL &&
4061                     !register_is_null(reg)) ||
4062                    arg_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MAP_VALUE) {
4063                 /* bpf_map_xxx(..., map_ptr, ..., value) call:
4064                  * check [value, value + map->value_size) validity
4065                  */
4066                 if (!meta->map_ptr) {
4067                         /* kernel subsystem misconfigured verifier */
4068                         verbose(env, "invalid map_ptr to access map->value\n");
4069                         return -EACCES;
4070                 }
4071                 meta->raw_mode = (arg_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MAP_VALUE);
4072                 err = check_helper_mem_access(env, regno,
4073                                               meta->map_ptr->value_size, false,
4074                                               meta);
4075         } else if (arg_type_is_mem_size(arg_type)) {
4076                 bool zero_size_allowed = (arg_type == ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO);
4077
4078                 /* This is used to refine r0 return value bounds for helpers
4079                  * that enforce this value as an upper bound on return values.
4080                  * See do_refine_retval_range() for helpers that can refine
4081                  * the return value. C type of helper is u32 so we pull register
4082                  * bound from umax_value however, if negative verifier errors
4083                  * out. Only upper bounds can be learned because retval is an
4084                  * int type and negative retvals are allowed.
4085                  */
4086                 meta->msize_max_value = reg->umax_value;
4087
4088                 /* The register is SCALAR_VALUE; the access check
4089                  * happens using its boundaries.
4090                  */
4091                 if (!tnum_is_const(reg->var_off))
4092                         /* For unprivileged variable accesses, disable raw
4093                          * mode so that the program is required to
4094                          * initialize all the memory that the helper could
4095                          * just partially fill up.
4096                          */
4097                         meta = NULL;
4098
4099                 if (reg->smin_value < 0) {
4100                         verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned or 'var &= const'\n",
4101                                 regno);
4102                         return -EACCES;
4103                 }
4104
4105                 if (reg->umin_value == 0) {
4106                         err = check_helper_mem_access(env, regno - 1, 0,
4107                                                       zero_size_allowed,
4108                                                       meta);
4109                         if (err)
4110                                 return err;
4111                 }
4112
4113                 if (reg->umax_value >= BPF_MAX_VAR_SIZ) {
4114                         verbose(env, "R%d unbounded memory access, use 'var &= const' or 'if (var < const)'\n",
4115                                 regno);
4116                         return -EACCES;
4117                 }
4118                 err = check_helper_mem_access(env, regno - 1,
4119                                               reg->umax_value,
4120                                               zero_size_allowed, meta);
4121                 if (!err)
4122                         err = mark_chain_precision(env, regno);
4123         } else if (arg_type_is_alloc_size(arg_type)) {
4124                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
4125                         verbose(env, "R%d unbounded size, use 'var &= const' or 'if (var < const)'\n",
4126                                 regno);
4127                         return -EACCES;
4128                 }
4129                 meta->mem_size = reg->var_off.value;
4130         } else if (arg_type_is_int_ptr(arg_type)) {
4131                 int size = int_ptr_type_to_size(arg_type);
4132
4133                 err = check_helper_mem_access(env, regno, size, false, meta);
4134                 if (err)
4135                         return err;
4136                 err = check_ptr_alignment(env, reg, 0, size, true);
4137         }
4138
4139         return err;
4140 err_type:
4141         verbose(env, "R%d type=%s expected=%s\n", regno,
4142                 reg_type_str[type], reg_type_str[expected_type]);
4143         return -EACCES;
4144 }
4145
4146 static int check_map_func_compatibility(struct bpf_verifier_env *env,
4147                                         struct bpf_map *map, int func_id)
4148 {
4149         if (!map)
4150                 return 0;
4151
4152         /* We need a two way check, first is from map perspective ... */
4153         switch (map->map_type) {
4154         case BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY:
4155                 if (func_id != BPF_FUNC_tail_call)
4156                         goto error;
4157                 break;
4158         case BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY:
4159                 if (func_id != BPF_FUNC_perf_event_read &&
4160                     func_id != BPF_FUNC_perf_event_output &&
4161                     func_id != BPF_FUNC_skb_output &&
4162                     func_id != BPF_FUNC_perf_event_read_value &&
4163                     func_id != BPF_FUNC_xdp_output)
4164                         goto error;
4165                 break;
4166         case BPF_MAP_TYPE_RINGBUF:
4167                 if (func_id != BPF_FUNC_ringbuf_output &&
4168                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_reserve &&
4169                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_submit &&
4170                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_discard &&
4171                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_query)
4172                         goto error;
4173                 break;
4174         case BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE:
4175                 if (func_id != BPF_FUNC_get_stackid)
4176                         goto error;
4177                 break;
4178         case BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY:
4179                 if (func_id != BPF_FUNC_skb_under_cgroup &&
4180                     func_id != BPF_FUNC_current_task_under_cgroup)
4181                         goto error;
4182                 break;
4183         case BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE:
4184         case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE:
4185                 if (func_id != BPF_FUNC_get_local_storage)
4186                         goto error;
4187                 break;
4188         case BPF_MAP_TYPE_DEVMAP:
4189         case BPF_MAP_TYPE_DEVMAP_HASH:
4190                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
4191                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
4192                         goto error;
4193                 break;
4194         /* Restrict bpf side of cpumap and xskmap, open when use-cases
4195          * appear.
4196          */
4197         case BPF_MAP_TYPE_CPUMAP:
4198                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map)
4199                         goto error;
4200                 break;
4201         case BPF_MAP_TYPE_XSKMAP:
4202                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
4203                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
4204                         goto error;
4205                 break;
4206         case BPF_MAP_TYPE_ARRAY_OF_MAPS:
4207         case BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS:
4208                 if (func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
4209                         goto error;
4210                 break;
4211         case BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP:
4212                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_redirect_map &&
4213                     func_id != BPF_FUNC_sock_map_update &&
4214                     func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
4215                     func_id != BPF_FUNC_msg_redirect_map &&
4216                     func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport &&
4217                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
4218                         goto error;
4219                 break;
4220         case BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH:
4221                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_redirect_hash &&
4222                     func_id != BPF_FUNC_sock_hash_update &&
4223                     func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
4224                     func_id != BPF_FUNC_msg_redirect_hash &&
4225                     func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport &&
4226                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
4227                         goto error;
4228                 break;
4229         case BPF_MAP_TYPE_REUSEPORT_SOCKARRAY:
4230                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport)
4231                         goto error;
4232                 break;
4233         case BPF_MAP_TYPE_QUEUE:
4234         case BPF_MAP_TYPE_STACK:
4235                 if (func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
4236                     func_id != BPF_FUNC_map_pop_elem &&
4237                     func_id != BPF_FUNC_map_push_elem)
4238                         goto error;
4239                 break;
4240         case BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE:
4241                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_storage_get &&
4242                     func_id != BPF_FUNC_sk_storage_delete)
4243                         goto error;
4244                 break;
4245         default:
4246                 break;
4247         }
4248
4249         /* ... and second from the function itself. */
4250         switch (func_id) {
4251         case BPF_FUNC_tail_call:
4252                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY)
4253                         goto error;
4254                 if (env->subprog_cnt > 1) {
4255                         verbose(env, "tail_calls are not allowed in programs with bpf-to-bpf calls\n");
4256                         return -EINVAL;
4257                 }
4258                 break;
4259         case BPF_FUNC_perf_event_read:
4260         case BPF_FUNC_perf_event_output:
4261         case BPF_FUNC_perf_event_read_value:
4262         case BPF_FUNC_skb_output:
4263         case BPF_FUNC_xdp_output:
4264                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY)
4265                         goto error;
4266                 break;
4267         case BPF_FUNC_get_stackid:
4268                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE)
4269                         goto error;
4270                 break;
4271         case BPF_FUNC_current_task_under_cgroup:
4272         case BPF_FUNC_skb_under_cgroup:
4273                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY)
4274                         goto error;
4275                 break;
4276         case BPF_FUNC_redirect_map:
4277                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_DEVMAP &&
4278                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_DEVMAP_HASH &&
4279                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CPUMAP &&
4280                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_XSKMAP)
4281                         goto error;
4282                 break;
4283         case BPF_FUNC_sk_redirect_map:
4284         case BPF_FUNC_msg_redirect_map:
4285         case BPF_FUNC_sock_map_update:
4286                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP)
4287                         goto error;
4288                 break;
4289         case BPF_FUNC_sk_redirect_hash:
4290         case BPF_FUNC_msg_redirect_hash:
4291         case BPF_FUNC_sock_hash_update:
4292                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH)
4293                         goto error;
4294                 break;
4295         case BPF_FUNC_get_local_storage:
4296                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE &&
4297                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE)
4298                         goto error;
4299                 break;
4300         case BPF_FUNC_sk_select_reuseport:
4301                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_REUSEPORT_SOCKARRAY &&
4302                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP &&
4303                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH)
4304                         goto error;
4305                 break;
4306         case BPF_FUNC_map_peek_elem:
4307         case BPF_FUNC_map_pop_elem:
4308         case BPF_FUNC_map_push_elem:
4309                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_QUEUE &&
4310                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK)
4311                         goto error;
4312                 break;
4313         case BPF_FUNC_sk_storage_get:
4314         case BPF_FUNC_sk_storage_delete:
4315                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE)
4316                         goto error;
4317                 break;
4318         default:
4319                 break;
4320         }
4321
4322         return 0;
4323 error:
4324         verbose(env, "cannot pass map_type %d into func %s#%d\n",
4325                 map->map_type, func_id_name(func_id), func_id);
4326         return -EINVAL;
4327 }
4328
4329 static bool check_raw_mode_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
4330 {
4331         int count = 0;
4332
4333         if (fn->arg1_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
4334                 count++;
4335         if (fn->arg2_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
4336                 count++;
4337         if (fn->arg3_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
4338                 count++;
4339         if (fn->arg4_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
4340                 count++;
4341         if (fn->arg5_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
4342                 count++;
4343
4344         /* We only support one arg being in raw mode at the moment,
4345          * which is sufficient for the helper functions we have
4346          * right now.
4347          */
4348         return count <= 1;
4349 }
4350
4351 static bool check_args_pair_invalid(enum bpf_arg_type arg_curr,
4352                                     enum bpf_arg_type arg_next)
4353 {
4354         return (arg_type_is_mem_ptr(arg_curr) &&
4355                 !arg_type_is_mem_size(arg_next)) ||
4356                (!arg_type_is_mem_ptr(arg_curr) &&
4357                 arg_type_is_mem_size(arg_next));
4358 }
4359
4360 static bool check_arg_pair_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
4361 {
4362         /* bpf_xxx(..., buf, len) call will access 'len'
4363          * bytes from memory 'buf'. Both arg types need
4364          * to be paired, so make sure there's no buggy
4365          * helper function specification.
4366          */
4367         if (arg_type_is_mem_size(fn->arg1_type) ||
4368             arg_type_is_mem_ptr(fn->arg5_type)  ||
4369             check_args_pair_invalid(fn->arg1_type, fn->arg2_type) ||
4370             check_args_pair_invalid(fn->arg2_type, fn->arg3_type) ||
4371             check_args_pair_invalid(fn->arg3_type, fn->arg4_type) ||
4372             check_args_pair_invalid(fn->arg4_type, fn->arg5_type))
4373                 return false;
4374
4375         return true;
4376 }
4377
4378 static bool check_refcount_ok(const struct bpf_func_proto *fn, int func_id)
4379 {
4380         int count = 0;
4381
4382         if (arg_type_may_be_refcounted(fn->arg1_type))
4383                 count++;
4384         if (arg_type_may_be_refcounted(fn->arg2_type))
4385                 count++;
4386         if (arg_type_may_be_refcounted(fn->arg3_type))
4387                 count++;
4388         if (arg_type_may_be_refcounted(fn->arg4_type))
4389                 count++;
4390         if (arg_type_may_be_refcounted(fn->arg5_type))
4391                 count++;
4392
4393         /* A reference acquiring function cannot acquire
4394          * another refcounted ptr.
4395          */
4396         if (may_be_acquire_function(func_id) && count)
4397                 return false;
4398
4399         /* We only support one arg being unreferenced at the moment,
4400          * which is sufficient for the helper functions we have right now.
4401          */
4402         return count <= 1;
4403 }
4404
4405 static int check_func_proto(const struct bpf_func_proto *fn, int func_id)
4406 {
4407         return check_raw_mode_ok(fn) &&
4408                check_arg_pair_ok(fn) &&
4409                check_refcount_ok(fn, func_id) ? 0 : -EINVAL;
4410 }
4411
4412 /* Packet data might have moved, any old PTR_TO_PACKET[_META,_END]
4413  * are now invalid, so turn them into unknown SCALAR_VALUE.
4414  */
4415 static void __clear_all_pkt_pointers(struct bpf_verifier_env *env,
4416                                      struct bpf_func_state *state)
4417 {
4418         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *reg;
4419         int i;
4420
4421         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
4422                 if (reg_is_pkt_pointer_any(&regs[i]))
4423                         mark_reg_unknown(env, regs, i);
4424
4425         bpf_for_each_spilled_reg(i, state, reg) {
4426                 if (!reg)
4427                         continue;
4428                 if (reg_is_pkt_pointer_any(reg))
4429                         __mark_reg_unknown(env, reg);
4430         }
4431 }
4432
4433 static void clear_all_pkt_pointers(struct bpf_verifier_env *env)
4434 {
4435         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
4436         int i;
4437
4438         for (i = 0; i <= vstate->curframe; i++)
4439                 __clear_all_pkt_pointers(env, vstate->frame[i]);
4440 }
4441
4442 static void release_reg_references(struct bpf_verifier_env *env,
4443                                    struct bpf_func_state *state,
4444                                    int ref_obj_id)
4445 {
4446         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *reg;
4447         int i;
4448
4449         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
4450                 if (regs[i].ref_obj_id == ref_obj_id)
4451                         mark_reg_unknown(env, regs, i);
4452
4453         bpf_for_each_spilled_reg(i, state, reg) {
4454                 if (!reg)
4455                         continue;
4456                 if (reg->ref_obj_id == ref_obj_id)
4457                         __mark_reg_unknown(env, reg);
4458         }
4459 }
4460
4461 /* The pointer with the specified id has released its reference to kernel
4462  * resources. Identify all copies of the same pointer and clear the reference.
4463  */
4464 static int release_reference(struct bpf_verifier_env *env,
4465                              int ref_obj_id)
4466 {
4467         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
4468         int err;
4469         int i;
4470
4471         err = release_reference_state(cur_func(env), ref_obj_id);
4472         if (err)
4473                 return err;
4474
4475         for (i = 0; i <= vstate->curframe; i++)
4476                 release_reg_references(env, vstate->frame[i], ref_obj_id);
4477
4478         return 0;
4479 }
4480
4481 static void clear_caller_saved_regs(struct bpf_verifier_env *env,
4482                                     struct bpf_reg_state *regs)
4483 {
4484         int i;
4485
4486         /* after the call registers r0 - r5 were scratched */
4487         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
4488                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
4489                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
4490         }
4491 }
4492
4493 static int check_func_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
4494                            int *insn_idx)
4495 {
4496         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
4497         struct bpf_func_info_aux *func_info_aux;
4498         struct bpf_func_state *caller, *callee;
4499         int i, err, subprog, target_insn;
4500         bool is_global = false;
4501
4502         if (state->curframe + 1 >= MAX_CALL_FRAMES) {
4503                 verbose(env, "the call stack of %d frames is too deep\n",
4504                         state->curframe + 2);
4505                 return -E2BIG;
4506         }
4507
4508         target_insn = *insn_idx + insn->imm;
4509         subprog = find_subprog(env, target_insn + 1);
4510         if (subprog < 0) {
4511                 verbose(env, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
4512                         target_insn + 1);
4513                 return -EFAULT;
4514         }
4515
4516         caller = state->frame[state->curframe];
4517         if (state->frame[state->curframe + 1]) {
4518                 verbose(env, "verifier bug. Frame %d already allocated\n",
4519                         state->curframe + 1);
4520                 return -EFAULT;
4521         }
4522
4523         func_info_aux = env->prog->aux->func_info_aux;
4524         if (func_info_aux)
4525                 is_global = func_info_aux[subprog].linkage == BTF_FUNC_GLOBAL;
4526         err = btf_check_func_arg_match(env, subprog, caller->regs);
4527         if (err == -EFAULT)
4528                 return err;
4529         if (is_global) {
4530                 if (err) {
4531                         verbose(env, "Caller passes invalid args into func#%d\n",
4532                                 subprog);
4533                         return err;
4534                 } else {
4535                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
4536                                 verbose(env,
4537                                         "Func#%d is global and valid. Skipping.\n",
4538                                         subprog);
4539                         clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
4540
4541                         /* All global functions return SCALAR_VALUE */
4542                         mark_reg_unknown(env, caller->regs, BPF_REG_0);
4543
4544                         /* continue with next insn after call */
4545                         return 0;
4546                 }
4547         }
4548
4549         callee = kzalloc(sizeof(*callee), GFP_KERNEL);
4550         if (!callee)
4551                 return -ENOMEM;
4552         state->frame[state->curframe + 1] = callee;
4553
4554         /* callee cannot access r0, r6 - r9 for reading and has to write
4555          * into its own stack before reading from it.
4556          * callee can read/write into caller's stack
4557          */
4558         init_func_state(env, callee,
4559                         /* remember the callsite, it will be used by bpf_exit */
4560                         *insn_idx /* callsite */,
4561                         state->curframe + 1 /* frameno within this callchain */,
4562                         subprog /* subprog number within this prog */);
4563
4564         /* Transfer references to the callee */
4565         err = transfer_reference_state(callee, caller);
4566         if (err)
4567                 return err;
4568
4569         /* copy r1 - r5 args that callee can access.  The copy includes parent
4570          * pointers, which connects us up to the liveness chain
4571          */
4572         for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++)
4573                 callee->regs[i] = caller->regs[i];
4574
4575         clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
4576
4577         /* only increment it after check_reg_arg() finished */
4578         state->curframe++;
4579
4580         /* and go analyze first insn of the callee */
4581         *insn_idx = target_insn;
4582
4583         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
4584                 verbose(env, "caller:\n");
4585                 print_verifier_state(env, caller);
4586                 verbose(env, "callee:\n");
4587                 print_verifier_state(env, callee);
4588         }
4589         return 0;
4590 }
4591
4592 static int prepare_func_exit(struct bpf_verifier_env *env, int *insn_idx)
4593 {
4594         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
4595         struct bpf_func_state *caller, *callee;
4596         struct bpf_reg_state *r0;
4597         int err;
4598
4599         callee = state->frame[state->curframe];
4600         r0 = &callee->regs[BPF_REG_0];
4601         if (r0->type == PTR_TO_STACK) {
4602                 /* technically it's ok to return caller's stack pointer
4603                  * (or caller's caller's pointer) back to the caller,
4604                  * since these pointers are valid. Only current stack
4605                  * pointer will be invalid as soon as function exits,
4606                  * but let's be conservative
4607                  */
4608                 verbose(env, "cannot return stack pointer to the caller\n");
4609                 return -EINVAL;
4610         }
4611
4612         state->curframe--;
4613         caller = state->frame[state->curframe];
4614         /* return to the caller whatever r0 had in the callee */
4615         caller->regs[BPF_REG_0] = *r0;
4616
4617         /* Transfer references to the caller */
4618         err = transfer_reference_state(caller, callee);
4619         if (err)
4620                 return err;
4621
4622         *insn_idx = callee->callsite + 1;
4623         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
4624                 verbose(env, "returning from callee:\n");
4625                 print_verifier_state(env, callee);
4626                 verbose(env, "to caller at %d:\n", *insn_idx);
4627                 print_verifier_state(env, caller);
4628         }
4629         /* clear everything in the callee */
4630         free_func_state(callee);
4631         state->frame[state->curframe + 1] = NULL;
4632         return 0;
4633 }
4634
4635 static void do_refine_retval_range(struct bpf_reg_state *regs, int ret_type,
4636                                    int func_id,
4637                                    struct bpf_call_arg_meta *meta)
4638 {
4639         struct bpf_reg_state *ret_reg = &regs[BPF_REG_0];
4640
4641         if (ret_type != RET_INTEGER ||
4642             (func_id != BPF_FUNC_get_stack &&
4643              func_id != BPF_FUNC_probe_read_str &&
4644              func_id != BPF_FUNC_probe_read_kernel_str &&
4645              func_id != BPF_FUNC_probe_read_user_str))
4646                 return;
4647
4648         ret_reg->smax_value = meta->msize_max_value;
4649         ret_reg->s32_max_value = meta->msize_max_value;
4650         __reg_deduce_bounds(ret_reg);
4651         __reg_bound_offset(ret_reg);
4652         __update_reg_bounds(ret_reg);
4653 }
4654
4655 static int
4656 record_func_map(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_call_arg_meta *meta,
4657                 int func_id, int insn_idx)
4658 {
4659         struct bpf_insn_aux_data *aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
4660         struct bpf_map *map = meta->map_ptr;
4661
4662         if (func_id != BPF_FUNC_tail_call &&
4663             func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
4664             func_id != BPF_FUNC_map_update_elem &&
4665             func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
4666             func_id != BPF_FUNC_map_push_elem &&
4667             func_id != BPF_FUNC_map_pop_elem &&
4668             func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem)
4669                 return 0;
4670
4671         if (map == NULL) {
4672                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
4673                 return -EINVAL;
4674         }
4675
4676         /* In case of read-only, some additional restrictions
4677          * need to be applied in order to prevent altering the
4678          * state of the map from program side.
4679          */
4680         if ((map->map_flags & BPF_F_RDONLY_PROG) &&
4681             (func_id == BPF_FUNC_map_delete_elem ||
4682              func_id == BPF_FUNC_map_update_elem ||
4683              func_id == BPF_FUNC_map_push_elem ||
4684              func_id == BPF_FUNC_map_pop_elem)) {
4685                 verbose(env, "write into map forbidden\n");
4686                 return -EACCES;
4687         }
4688
4689         if (!BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state))
4690                 bpf_map_ptr_store(aux, meta->map_ptr,
4691                                   !meta->map_ptr->bypass_spec_v1);
4692         else if (BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state) != meta->map_ptr)
4693                 bpf_map_ptr_store(aux, BPF_MAP_PTR_POISON,
4694                                   !meta->map_ptr->bypass_spec_v1);
4695         return 0;
4696 }
4697
4698 static int
4699 record_func_key(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_call_arg_meta *meta,
4700                 int func_id, int insn_idx)
4701 {
4702         struct bpf_insn_aux_data *aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
4703         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg;
4704         struct bpf_map *map = meta->map_ptr;
4705         struct tnum range;
4706         u64 val;
4707         int err;
4708
4709         if (func_id != BPF_FUNC_tail_call)
4710                 return 0;
4711         if (!map || map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY) {
4712                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
4713                 return -EINVAL;
4714         }
4715
4716         range = tnum_range(0, map->max_entries - 1);
4717         reg = &regs[BPF_REG_3];
4718
4719         if (!register_is_const(reg) || !tnum_in(range, reg->var_off)) {
4720                 bpf_map_key_store(aux, BPF_MAP_KEY_POISON);
4721                 return 0;
4722         }
4723
4724         err = mark_chain_precision(env, BPF_REG_3);
4725         if (err)
4726                 return err;
4727
4728         val = reg->var_off.value;
4729         if (bpf_map_key_unseen(aux))
4730                 bpf_map_key_store(aux, val);
4731         else if (!bpf_map_key_poisoned(aux) &&
4732                   bpf_map_key_immediate(aux) != val)
4733                 bpf_map_key_store(aux, BPF_MAP_KEY_POISON);
4734         return 0;
4735 }
4736
4737 static int check_reference_leak(struct bpf_verifier_env *env)
4738 {
4739         struct bpf_func_state *state = cur_func(env);
4740         int i;
4741
4742         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
4743                 verbose(env, "Unreleased reference id=%d alloc_insn=%d\n",
4744                         state->refs[i].id, state->refs[i].insn_idx);
4745         }
4746         return state->acquired_refs ? -EINVAL : 0;
4747 }
4748
4749 static int check_helper_call(struct bpf_verifier_env *env, int func_id, int insn_idx)
4750 {
4751         const struct bpf_func_proto *fn = NULL;
4752         struct bpf_reg_state *regs;
4753         struct bpf_call_arg_meta meta;
4754         bool changes_data;
4755         int i, err;
4756
4757         /* find function prototype */
4758         if (func_id < 0 || func_id >= __BPF_FUNC_MAX_ID) {
4759                 verbose(env, "invalid func %s#%d\n", func_id_name(func_id),
4760                         func_id);
4761                 return -EINVAL;
4762         }
4763
4764         if (env->ops->get_func_proto)
4765                 fn = env->ops->get_func_proto(func_id, env->prog);
4766         if (!fn) {
4767                 verbose(env, "unknown func %s#%d\n", func_id_name(func_id),
4768                         func_id);
4769                 return -EINVAL;
4770         }
4771
4772         /* eBPF programs must be GPL compatible to use GPL-ed functions */
4773         if (!env->prog->gpl_compatible && fn->gpl_only) {
4774                 verbose(env, "cannot call GPL-restricted function from non-GPL compatible program\n");
4775                 return -EINVAL;
4776         }
4777
4778         /* With LD_ABS/IND some JITs save/restore skb from r1. */
4779         changes_data = bpf_helper_changes_pkt_data(fn->func);
4780         if (changes_data && fn->arg1_type != ARG_PTR_TO_CTX) {
4781                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured func %s#%d: r1 != ctx\n",
4782                         func_id_name(func_id), func_id);
4783                 return -EINVAL;
4784         }
4785
4786         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
4787         meta.pkt_access = fn->pkt_access;
4788
4789         err = check_func_proto(fn, func_id);
4790         if (err) {
4791                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured func %s#%d\n",
4792                         func_id_name(func_id), func_id);
4793                 return err;
4794         }
4795
4796         meta.func_id = func_id;
4797         /* check args */
4798         for (i = 0; i < 5; i++) {
4799                 if (!fn->check_btf_id) {
4800                         err = btf_resolve_helper_id(&env->log, fn, i);
4801                         if (err > 0)
4802                                 meta.btf_id = err;
4803                 }
4804                 err = check_func_arg(env, i, &meta, fn);
4805                 if (err)
4806                         return err;
4807         }
4808
4809         err = record_func_map(env, &meta, func_id, insn_idx);
4810         if (err)
4811                 return err;
4812
4813         err = record_func_key(env, &meta, func_id, insn_idx);
4814         if (err)
4815                 return err;
4816
4817         /* Mark slots with STACK_MISC in case of raw mode, stack offset
4818          * is inferred from register state.
4819          */
4820         for (i = 0; i < meta.access_size; i++) {
4821                 err = check_mem_access(env, insn_idx, meta.regno, i, BPF_B,
4822                                        BPF_WRITE, -1, false);
4823                 if (err)
4824                         return err;
4825         }
4826
4827         if (func_id == BPF_FUNC_tail_call) {
4828                 err = check_reference_leak(env);
4829                 if (err) {
4830                         verbose(env, "tail_call would lead to reference leak\n");
4831                         return err;
4832                 }
4833         } else if (is_release_function(func_id)) {
4834                 err = release_reference(env, meta.ref_obj_id);
4835                 if (err) {
4836                         verbose(env, "func %s#%d reference has not been acquired before\n",
4837                                 func_id_name(func_id), func_id);
4838                         return err;
4839                 }
4840         }
4841
4842         regs = cur_regs(env);
4843
4844         /* check that flags argument in get_local_storage(map, flags) is 0,
4845          * this is required because get_local_storage() can't return an error.
4846          */
4847         if (func_id == BPF_FUNC_get_local_storage &&
4848             !register_is_null(&regs[BPF_REG_2])) {
4849                 verbose(env, "get_local_storage() doesn't support non-zero flags\n");
4850                 return -EINVAL;
4851         }
4852
4853         /* reset caller saved regs */
4854         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
4855                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
4856                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
4857         }
4858
4859         /* helper call returns 64-bit value. */
4860         regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
4861
4862         /* update return register (already marked as written above) */
4863         if (fn->ret_type == RET_INTEGER) {
4864                 /* sets type to SCALAR_VALUE */
4865                 mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
4866         } else if (fn->ret_type == RET_VOID) {
4867                 regs[BPF_REG_0].type = NOT_INIT;
4868         } else if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL ||
4869                    fn->ret_type == RET_PTR_TO_MAP_VALUE) {
4870                 /* There is no offset yet applied, variable or fixed */
4871                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
4872                 /* remember map_ptr, so that check_map_access()
4873                  * can check 'value_size' boundary of memory access
4874                  * to map element returned from bpf_map_lookup_elem()
4875                  */
4876                 if (meta.map_ptr == NULL) {
4877                         verbose(env,
4878                                 "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
4879                         return -EINVAL;
4880                 }
4881                 regs[BPF_REG_0].map_ptr = meta.map_ptr;
4882                 if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_MAP_VALUE) {
4883                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MAP_VALUE;
4884                         if (map_value_has_spin_lock(meta.map_ptr))
4885                                 regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
4886                 } else {
4887                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL;
4888                         regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
4889                 }
4890         } else if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_SOCKET_OR_NULL) {
4891                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
4892                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_SOCKET_OR_NULL;
4893                 regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
4894         } else if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL) {
4895                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
4896                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL;
4897                 regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
4898         } else if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL) {
4899                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
4900                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL;
4901                 regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
4902         } else if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_ALLOC_MEM_OR_NULL) {
4903                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
4904                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM_OR_NULL;
4905                 regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
4906                 regs[BPF_REG_0].mem_size = meta.mem_size;
4907         } else if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL) {
4908                 int ret_btf_id;
4909
4910                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
4911                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL;
4912                 ret_btf_id = *fn->ret_btf_id;
4913                 if (ret_btf_id == 0) {
4914                         verbose(env, "invalid return type %d of func %s#%d\n",
4915                                 fn->ret_type, func_id_name(func_id), func_id);
4916                         return -EINVAL;
4917                 }
4918                 regs[BPF_REG_0].btf_id = ret_btf_id;
4919         } else {
4920                 verbose(env, "unknown return type %d of func %s#%d\n",
4921                         fn->ret_type, func_id_name(func_id), func_id);
4922                 return -EINVAL;
4923         }
4924
4925         if (is_ptr_cast_function(func_id)) {
4926                 /* For release_reference() */
4927                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = meta.ref_obj_id;
4928         } else if (is_acquire_function(func_id, meta.map_ptr)) {
4929                 int id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
4930
4931                 if (id < 0)
4932                         return id;
4933                 /* For mark_ptr_or_null_reg() */
4934                 regs[BPF_REG_0].id = id;
4935                 /* For release_reference() */
4936                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = id;
4937         }
4938
4939         do_refine_retval_range(regs, fn->ret_type, func_id, &meta);
4940
4941         err = check_map_func_compatibility(env, meta.map_ptr, func_id);
4942         if (err)
4943                 return err;
4944
4945         if ((func_id == BPF_FUNC_get_stack ||
4946              func_id == BPF_FUNC_get_task_stack) &&
4947             !env->prog->has_callchain_buf) {
4948                 const char *err_str;
4949
4950 #ifdef CONFIG_PERF_EVENTS
4951                 err = get_callchain_buffers(sysctl_perf_event_max_stack);
4952                 err_str = "cannot get callchain buffer for func %s#%d\n";
4953 #else
4954                 err = -ENOTSUPP;
4955                 err_str = "func %s#%d not supported without CONFIG_PERF_EVENTS\n";
4956 #endif
4957                 if (err) {
4958                         verbose(env, err_str, func_id_name(func_id), func_id);
4959                         return err;
4960                 }
4961
4962                 env->prog->has_callchain_buf = true;
4963         }
4964
4965         if (func_id == BPF_FUNC_get_stackid || func_id == BPF_FUNC_get_stack)
4966                 env->prog->call_get_stack = true;
4967
4968         if (changes_data)
4969                 clear_all_pkt_pointers(env);
4970         return 0;
4971 }
4972
4973 static bool signed_add_overflows(s64 a, s64 b)
4974 {
4975         /* Do the add in u64, where overflow is well-defined */
4976         s64 res = (s64)((u64)a + (u64)b);
4977
4978         if (b < 0)
4979                 return res > a;
4980         return res < a;
4981 }
4982
4983 static bool signed_add32_overflows(s64 a, s64 b)
4984 {
4985         /* Do the add in u32, where overflow is well-defined */
4986         s32 res = (s32)((u32)a + (u32)b);
4987
4988         if (b < 0)
4989                 return res > a;
4990         return res < a;
4991 }
4992
4993 static bool signed_sub_overflows(s32 a, s32 b)
4994 {
4995         /* Do the sub in u64, where overflow is well-defined */
4996         s64 res = (s64)((u64)a - (u64)b);
4997
4998         if (b < 0)
4999                 return res < a;
5000         return res > a;
5001 }
5002
5003 static bool signed_sub32_overflows(s32 a, s32 b)
5004 {
5005         /* Do the sub in u64, where overflow is well-defined */
5006         s32 res = (s32)((u32)a - (u32)b);
5007
5008         if (b < 0)
5009                 return res < a;
5010         return res > a;
5011 }
5012
5013 static bool check_reg_sane_offset(struct bpf_verifier_env *env,
5014                                   const struct bpf_reg_state *reg,
5015                                   enum bpf_reg_type type)
5016 {
5017         bool known = tnum_is_const(reg->var_off);
5018         s64 val = reg->var_off.value;
5019         s64 smin = reg->smin_value;
5020
5021         if (known && (val >= BPF_MAX_VAR_OFF || val <= -BPF_MAX_VAR_OFF)) {
5022                 verbose(env, "math between %s pointer and %lld is not allowed\n",
5023                         reg_type_str[type], val);
5024                 return false;
5025         }
5026
5027         if (reg->off >= BPF_MAX_VAR_OFF || reg->off <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
5028                 verbose(env, "%s pointer offset %d is not allowed\n",
5029                         reg_type_str[type], reg->off);
5030                 return false;
5031         }
5032
5033         if (smin == S64_MIN) {
5034                 verbose(env, "math between %s pointer and register with unbounded min value is not allowed\n",
5035                         reg_type_str[type]);
5036                 return false;
5037         }
5038
5039         if (smin >= BPF_MAX_VAR_OFF || smin <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
5040                 verbose(env, "value %lld makes %s pointer be out of bounds\n",
5041                         smin, reg_type_str[type]);
5042                 return false;
5043         }
5044
5045         return true;
5046 }
5047
5048 static struct bpf_insn_aux_data *cur_aux(struct bpf_verifier_env *env)
5049 {
5050         return &env->insn_aux_data[env->insn_idx];
5051 }
5052
5053 static int retrieve_ptr_limit(const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
5054                               u32 *ptr_limit, u8 opcode, bool off_is_neg)
5055 {
5056         bool mask_to_left = (opcode == BPF_ADD &&  off_is_neg) ||
5057                             (opcode == BPF_SUB && !off_is_neg);
5058         u32 off;
5059
5060         switch (ptr_reg->type) {
5061         case PTR_TO_STACK:
5062                 /* Indirect variable offset stack access is prohibited in
5063                  * unprivileged mode so it's not handled here.
5064                  */
5065                 off = ptr_reg->off + ptr_reg->var_off.value;
5066                 if (mask_to_left)
5067                         *ptr_limit = MAX_BPF_STACK + off;
5068                 else
5069                         *ptr_limit = -off;
5070                 return 0;
5071         case PTR_TO_MAP_VALUE:
5072                 if (mask_to_left) {
5073                         *ptr_limit = ptr_reg->umax_value + ptr_reg->off;
5074                 } else {
5075                         off = ptr_reg->smin_value + ptr_reg->off;
5076                         *ptr_limit = ptr_reg->map_ptr->value_size - off;
5077                 }
5078                 return 0;
5079         default:
5080                 return -EINVAL;
5081         }
5082 }
5083
5084 static bool can_skip_alu_sanitation(const struct bpf_verifier_env *env,
5085                                     const struct bpf_insn *insn)
5086 {
5087         return env->bypass_spec_v1 || BPF_SRC(insn->code) == BPF_K;
5088 }
5089
5090 static int update_alu_sanitation_state(struct bpf_insn_aux_data *aux,
5091                                        u32 alu_state, u32 alu_limit)
5092 {
5093         /* If we arrived here from different branches with different
5094          * state or limits to sanitize, then this won't work.
5095          */
5096         if (aux->alu_state &&
5097             (aux->alu_state != alu_state ||
5098              aux->alu_limit != alu_limit))
5099                 return -EACCES;
5100
5101         /* Corresponding fixup done in fixup_bpf_calls(). */
5102         aux->alu_state = alu_state;
5103         aux->alu_limit = alu_limit;
5104         return 0;
5105 }
5106
5107 static int sanitize_val_alu(struct bpf_verifier_env *env,
5108                             struct bpf_insn *insn)
5109 {
5110         struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
5111
5112         if (can_skip_alu_sanitation(env, insn))
5113                 return 0;
5114
5115         return update_alu_sanitation_state(aux, BPF_ALU_NON_POINTER, 0);
5116 }
5117
5118 static int sanitize_ptr_alu(struct bpf_verifier_env *env,
5119                             struct bpf_insn *insn,
5120                             const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
5121                             struct bpf_reg_state *dst_reg,
5122                             bool off_is_neg)
5123 {
5124         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
5125         struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
5126         bool ptr_is_dst_reg = ptr_reg == dst_reg;
5127         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
5128         u32 alu_state, alu_limit;
5129         struct bpf_reg_state tmp;
5130         bool ret;
5131
5132         if (can_skip_alu_sanitation(env, insn))
5133                 return 0;
5134
5135         /* We already marked aux for masking from non-speculative
5136          * paths, thus we got here in the first place. We only care
5137          * to explore bad access from here.
5138          */
5139         if (vstate->speculative)
5140                 goto do_sim;
5141
5142         alu_state  = off_is_neg ? BPF_ALU_NEG_VALUE : 0;
5143         alu_state |= ptr_is_dst_reg ?
5144                      BPF_ALU_SANITIZE_SRC : BPF_ALU_SANITIZE_DST;
5145
5146         if (retrieve_ptr_limit(ptr_reg, &alu_limit, opcode, off_is_neg))
5147                 return 0;
5148         if (update_alu_sanitation_state(aux, alu_state, alu_limit))
5149                 return -EACCES;
5150 do_sim:
5151         /* Simulate and find potential out-of-bounds access under
5152          * speculative execution from truncation as a result of
5153          * masking when off was not within expected range. If off
5154          * sits in dst, then we temporarily need to move ptr there
5155          * to simulate dst (== 0) +/-= ptr. Needed, for example,
5156          * for cases where we use K-based arithmetic in one direction
5157          * and truncated reg-based in the other in order to explore
5158          * bad access.
5159          */
5160         if (!ptr_is_dst_reg) {
5161                 tmp = *dst_reg;
5162                 *dst_reg = *ptr_reg;
5163         }
5164         ret = push_stack(env, env->insn_idx + 1, env->insn_idx, true);
5165         if (!ptr_is_dst_reg && ret)
5166                 *dst_reg = tmp;
5167         return !ret ? -EFAULT : 0;
5168 }
5169
5170 /* Handles arithmetic on a pointer and a scalar: computes new min/max and var_off.
5171  * Caller should also handle BPF_MOV case separately.
5172  * If we return -EACCES, caller may want to try again treating pointer as a
5173  * scalar.  So we only emit a diagnostic if !env->allow_ptr_leaks.
5174  */
5175 static int adjust_ptr_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
5176                                    struct bpf_insn *insn,
5177                                    const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
5178                                    const struct bpf_reg_state *off_reg)
5179 {
5180         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
5181         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
5182         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *dst_reg;
5183         bool known = tnum_is_const(off_reg->var_off);
5184         s64 smin_val = off_reg->smin_value, smax_val = off_reg->smax_value,
5185             smin_ptr = ptr_reg->smin_value, smax_ptr = ptr_reg->smax_value;
5186         u64 umin_val = off_reg->umin_value, umax_val = off_reg->umax_value,
5187             umin_ptr = ptr_reg->umin_value, umax_ptr = ptr_reg->umax_value;
5188         u32 dst = insn->dst_reg, src = insn->src_reg;
5189         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
5190         int ret;
5191
5192         dst_reg = &regs[dst];
5193
5194         if ((known && (smin_val != smax_val || umin_val != umax_val)) ||
5195             smin_val > smax_val || umin_val > umax_val) {
5196                 /* Taint dst register if offset had invalid bounds derived from
5197                  * e.g. dead branches.
5198                  */
5199                 __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
5200                 return 0;
5201         }
5202
5203         if (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_ALU64) {
5204                 /* 32-bit ALU ops on pointers produce (meaningless) scalars */
5205                 if (opcode == BPF_SUB && env->allow_ptr_leaks) {
5206                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
5207                         return 0;
5208                 }
5209
5210                 verbose(env,
5211                         "R%d 32-bit pointer arithmetic prohibited\n",
5212                         dst);
5213                 return -EACCES;
5214         }
5215
5216         switch (ptr_reg->type) {
5217         case PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL:
5218                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic on %s prohibited, null-check it first\n",
5219                         dst, reg_type_str[ptr_reg->type]);
5220                 return -EACCES;
5221         case CONST_PTR_TO_MAP:
5222         case PTR_TO_PACKET_END:
5223         case PTR_TO_SOCKET:
5224         case PTR_TO_SOCKET_OR_NULL:
5225         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
5226         case PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL:
5227         case PTR_TO_TCP_SOCK:
5228         case PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL:
5229         case PTR_TO_XDP_SOCK:
5230                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic on %s prohibited\n",
5231                         dst, reg_type_str[ptr_reg->type]);
5232                 return -EACCES;
5233         case PTR_TO_MAP_VALUE:
5234                 if (!env->allow_ptr_leaks && !known && (smin_val < 0) != (smax_val < 0)) {
5235                         verbose(env, "R%d has unknown scalar with mixed signed bounds, pointer arithmetic with it prohibited for !root\n",
5236                                 off_reg == dst_reg ? dst : src);
5237                         return -EACCES;
5238                 }
5239                 fallthrough;
5240         default:
5241                 break;
5242         }
5243
5244         /* In case of 'scalar += pointer', dst_reg inherits pointer type and id.
5245          * The id may be overwritten later if we create a new variable offset.
5246          */
5247         dst_reg->type = ptr_reg->type;
5248         dst_reg->id = ptr_reg->id;
5249
5250         if (!check_reg_sane_offset(env, off_reg, ptr_reg->type) ||
5251             !check_reg_sane_offset(env, ptr_reg, ptr_reg->type))
5252                 return -EINVAL;
5253
5254         /* pointer types do not carry 32-bit bounds at the moment. */
5255         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
5256
5257         switch (opcode) {
5258         case BPF_ADD:
5259                 ret = sanitize_ptr_alu(env, insn, ptr_reg, dst_reg, smin_val < 0);
5260                 if (ret < 0) {
5261                         verbose(env, "R%d tried to add from different maps or paths\n", dst);
5262                         return ret;
5263                 }
5264                 /* We can take a fixed offset as long as it doesn't overflow
5265                  * the s32 'off' field
5266                  */
5267                 if (known && (ptr_reg->off + smin_val ==
5268                               (s64)(s32)(ptr_reg->off + smin_val))) {
5269                         /* pointer += K.  Accumulate it into fixed offset */
5270                         dst_reg->smin_value = smin_ptr;
5271                         dst_reg->smax_value = smax_ptr;
5272                         dst_reg->umin_value = umin_ptr;
5273                         dst_reg->umax_value = umax_ptr;
5274                         dst_reg->var_off = ptr_reg->var_off;
5275                         dst_reg->off = ptr_reg->off + smin_val;
5276                         dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
5277                         break;
5278                 }
5279                 /* A new variable offset is created.  Note that off_reg->off
5280                  * == 0, since it's a scalar.
5281                  * dst_reg gets the pointer type and since some positive
5282                  * integer value was added to the pointer, give it a new 'id'
5283                  * if it's a PTR_TO_PACKET.
5284                  * this creates a new 'base' pointer, off_reg (variable) gets
5285                  * added into the variable offset, and we copy the fixed offset
5286                  * from ptr_reg.
5287                  */
5288                 if (signed_add_overflows(smin_ptr, smin_val) ||
5289                     signed_add_overflows(smax_ptr, smax_val)) {
5290                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
5291                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
5292                 } else {
5293                         dst_reg->smin_value = smin_ptr + smin_val;
5294                         dst_reg->smax_value = smax_ptr + smax_val;
5295                 }
5296                 if (umin_ptr + umin_val < umin_ptr ||
5297                     umax_ptr + umax_val < umax_ptr) {
5298                         dst_reg->umin_value = 0;
5299                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
5300                 } else {
5301                         dst_reg->umin_value = umin_ptr + umin_val;
5302                         dst_reg->umax_value = umax_ptr + umax_val;
5303                 }
5304                 dst_reg->var_off = tnum_add(ptr_reg->var_off, off_reg->var_off);
5305                 dst_reg->off = ptr_reg->off;
5306                 dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
5307                 if (reg_is_pkt_pointer(ptr_reg)) {
5308                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
5309                         /* something was added to pkt_ptr, set range to zero */
5310                         dst_reg->raw = 0;
5311                 }
5312                 break;
5313         case BPF_SUB:
5314                 ret = sanitize_ptr_alu(env, insn, ptr_reg, dst_reg, smin_val < 0);
5315                 if (ret < 0) {
5316                         verbose(env, "R%d tried to sub from different maps or paths\n", dst);
5317                         return ret;
5318                 }
5319                 if (dst_reg == off_reg) {
5320                         /* scalar -= pointer.  Creates an unknown scalar */
5321                         verbose(env, "R%d tried to subtract pointer from scalar\n",
5322                                 dst);
5323                         return -EACCES;
5324                 }
5325                 /* We don't allow subtraction from FP, because (according to
5326                  * test_verifier.c test "invalid fp arithmetic", JITs might not
5327                  * be able to deal with it.
5328                  */
5329                 if (ptr_reg->type == PTR_TO_STACK) {
5330                         verbose(env, "R%d subtraction from stack pointer prohibited\n",
5331                                 dst);
5332                         return -EACCES;
5333                 }
5334                 if (known && (ptr_reg->off - smin_val ==
5335                               (s64)(s32)(ptr_reg->off - smin_val))) {
5336                         /* pointer -= K.  Subtract it from fixed offset */
5337                         dst_reg->smin_value = smin_ptr;
5338                         dst_reg->smax_value = smax_ptr;
5339                         dst_reg->umin_value = umin_ptr;
5340                         dst_reg->umax_value = umax_ptr;
5341                         dst_reg->var_off = ptr_reg->var_off;
5342                         dst_reg->id = ptr_reg->id;
5343                         dst_reg->off = ptr_reg->off - smin_val;
5344                         dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
5345                         break;
5346                 }
5347                 /* A new variable offset is created.  If the subtrahend is known
5348                  * nonnegative, then any reg->range we had before is still good.
5349                  */
5350                 if (signed_sub_overflows(smin_ptr, smax_val) ||
5351                     signed_sub_overflows(smax_ptr, smin_val)) {
5352                         /* Overflow possible, we know nothing */
5353                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
5354                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
5355                 } else {
5356                         dst_reg->smin_value = smin_ptr - smax_val;
5357                         dst_reg->smax_value = smax_ptr - smin_val;
5358                 }
5359                 if (umin_ptr < umax_val) {
5360                         /* Overflow possible, we know nothing */
5361                         dst_reg->umin_value = 0;
5362                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
5363                 } else {
5364                         /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
5365                         dst_reg->umin_value = umin_ptr - umax_val;
5366                         dst_reg->umax_value = umax_ptr - umin_val;
5367                 }
5368                 dst_reg->var_off = tnum_sub(ptr_reg->var_off, off_reg->var_off);
5369                 dst_reg->off = ptr_reg->off;
5370                 dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
5371                 if (reg_is_pkt_pointer(ptr_reg)) {
5372                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
5373                         /* something was added to pkt_ptr, set range to zero */
5374                         if (smin_val < 0)
5375                                 dst_reg->raw = 0;
5376                 }
5377                 break;
5378         case BPF_AND:
5379         case BPF_OR:
5380         case BPF_XOR:
5381                 /* bitwise ops on pointers are troublesome, prohibit. */
5382                 verbose(env, "R%d bitwise operator %s on pointer prohibited\n",
5383                         dst, bpf_alu_string[opcode >> 4]);
5384                 return -EACCES;
5385         default:
5386                 /* other operators (e.g. MUL,LSH) produce non-pointer results */
5387                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic with %s operator prohibited\n",
5388                         dst, bpf_alu_string[opcode >> 4]);
5389                 return -EACCES;
5390         }
5391
5392         if (!check_reg_sane_offset(env, dst_reg, ptr_reg->type))
5393                 return -EINVAL;
5394
5395         __update_reg_bounds(dst_reg);
5396         __reg_deduce_bounds(dst_reg);
5397         __reg_bound_offset(dst_reg);
5398
5399         /* For unprivileged we require that resulting offset must be in bounds
5400          * in order to be able to sanitize access later on.
5401          */
5402         if (!env->bypass_spec_v1) {
5403                 if (dst_reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE &&
5404                     check_map_access(env, dst, dst_reg->off, 1, false)) {
5405                         verbose(env, "R%d pointer arithmetic of map value goes out of range, "
5406                                 "prohibited for !root\n", dst);
5407                         return -EACCES;
5408                 } else if (dst_reg->type == PTR_TO_STACK &&
5409                            check_stack_access(env, dst_reg, dst_reg->off +
5410                                               dst_reg->var_off.value, 1)) {
5411                         verbose(env, "R%d stack pointer arithmetic goes out of range, "
5412                                 "prohibited for !root\n", dst);
5413                         return -EACCES;
5414                 }
5415         }
5416
5417         return 0;
5418 }
5419
5420 static void scalar32_min_max_add(struct bpf_reg_state *dst_reg,
5421                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
5422 {
5423         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
5424         s32 smax_val = src_reg->s32_max_value;
5425         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
5426         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
5427
5428         if (signed_add32_overflows(dst_reg->s32_min_value, smin_val) ||
5429             signed_add32_overflows(dst_reg->s32_max_value, smax_val)) {
5430                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
5431                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
5432         } else {
5433                 dst_reg->s32_min_value += smin_val;
5434                 dst_reg->s32_max_value += smax_val;
5435         }
5436         if (dst_reg->u32_min_value + umin_val < umin_val ||
5437             dst_reg->u32_max_value + umax_val < umax_val) {
5438                 dst_reg->u32_min_value = 0;
5439                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
5440         } else {
5441                 dst_reg->u32_min_value += umin_val;
5442                 dst_reg->u32_max_value += umax_val;
5443         }
5444 }
5445
5446 static void scalar_min_max_add(struct bpf_reg_state *dst_reg,
5447                                struct bpf_reg_state *src_reg)
5448 {
5449         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
5450         s64 smax_val = src_reg->smax_value;
5451         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
5452         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
5453
5454         if (signed_add_overflows(dst_reg->smin_value, smin_val) ||
5455             signed_add_overflows(dst_reg->smax_value, smax_val)) {
5456                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
5457                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
5458         } else {
5459                 dst_reg->smin_value += smin_val;
5460                 dst_reg->smax_value += smax_val;
5461         }
5462         if (dst_reg->umin_value + umin_val < umin_val ||
5463             dst_reg->umax_value + umax_val < umax_val) {
5464                 dst_reg->umin_value = 0;
5465                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
5466         } else {
5467                 dst_reg->umin_value += umin_val;
5468                 dst_reg->umax_value += umax_val;
5469         }
5470 }
5471
5472 static void scalar32_min_max_sub(struct bpf_reg_state *dst_reg,
5473                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
5474 {
5475         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
5476         s32 smax_val = src_reg->s32_max_value;
5477         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
5478         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
5479
5480         if (signed_sub32_overflows(dst_reg->s32_min_value, smax_val) ||
5481             signed_sub32_overflows(dst_reg->s32_max_value, smin_val)) {
5482                 /* Overflow possible, we know nothing */
5483                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
5484                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
5485         } else {
5486                 dst_reg->s32_min_value -= smax_val;
5487                 dst_reg->s32_max_value -= smin_val;
5488         }
5489         if (dst_reg->u32_min_value < umax_val) {
5490                 /* Overflow possible, we know nothing */
5491                 dst_reg->u32_min_value = 0;
5492                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
5493         } else {
5494                 /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
5495                 dst_reg->u32_min_value -= umax_val;
5496                 dst_reg->u32_max_value -= umin_val;
5497         }
5498 }
5499
5500 static void scalar_min_max_sub(struct bpf_reg_state *dst_reg,
5501                                struct bpf_reg_state *src_reg)
5502 {
5503         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
5504         s64 smax_val = src_reg->smax_value;
5505         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
5506         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
5507
5508         if (signed_sub_overflows(dst_reg->smin_value, smax_val) ||
5509             signed_sub_overflows(dst_reg->smax_value, smin_val)) {
5510                 /* Overflow possible, we know nothing */
5511                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
5512                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
5513         } else {
5514                 dst_reg->smin_value -= smax_val;
5515                 dst_reg->smax_value -= smin_val;
5516         }
5517         if (dst_reg->umin_value < umax_val) {
5518                 /* Overflow possible, we know nothing */
5519                 dst_reg->umin_value = 0;
5520                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
5521         } else {
5522                 /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
5523                 dst_reg->umin_value -= umax_val;
5524                 dst_reg->umax_value -= umin_val;
5525         }
5526 }
5527
5528 static void scalar32_min_max_mul(struct bpf_reg_state *dst_reg,
5529                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
5530 {
5531         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
5532         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
5533         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
5534
5535         if (smin_val < 0 || dst_reg->s32_min_value < 0) {
5536                 /* Ain't nobody got time to multiply that sign */
5537                 __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
5538                 return;
5539         }
5540         /* Both values are positive, so we can work with unsigned and
5541          * copy the result to signed (unless it exceeds S32_MAX).
5542          */
5543         if (umax_val > U16_MAX || dst_reg->u32_max_value > U16_MAX) {
5544                 /* Potential overflow, we know nothing */
5545                 __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
5546                 return;
5547         }
5548         dst_reg->u32_min_value *= umin_val;
5549         dst_reg->u32_max_value *= umax_val;
5550         if (dst_reg->u32_max_value > S32_MAX) {
5551                 /* Overflow possible, we know nothing */
5552                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
5553                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
5554         } else {
5555                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
5556                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
5557         }
5558 }
5559
5560 static void scalar_min_max_mul(struct bpf_reg_state *dst_reg,
5561                                struct bpf_reg_state *src_reg)
5562 {
5563         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
5564         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
5565         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
5566
5567         if (smin_val < 0 || dst_reg->smin_value < 0) {
5568                 /* Ain't nobody got time to multiply that sign */
5569                 __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
5570                 return;
5571         }
5572         /* Both values are positive, so we can work with unsigned and
5573          * copy the result to signed (unless it exceeds S64_MAX).
5574          */
5575         if (umax_val > U32_MAX || dst_reg->umax_value > U32_MAX) {
5576                 /* Potential overflow, we know nothing */
5577                 __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
5578                 return;
5579         }
5580         dst_reg->umin_value *= umin_val;
5581         dst_reg->umax_value *= umax_val;
5582         if (dst_reg->umax_value > S64_MAX) {
5583                 /* Overflow possible, we know nothing */
5584                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
5585                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
5586         } else {
5587                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
5588                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
5589         }
5590 }
5591
5592 static void scalar32_min_max_and(struct bpf_reg_state *dst_reg,
5593                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
5594 {
5595         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
5596         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
5597         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
5598         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
5599         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
5600
5601         /* Assuming scalar64_min_max_and will be called so its safe
5602          * to skip updating register for known 32-bit case.
5603          */
5604         if (src_known && dst_known)
5605                 return;
5606
5607         /* We get our minimum from the var_off, since that's inherently
5608          * bitwise.  Our maximum is the minimum of the operands' maxima.
5609          */
5610         dst_reg->u32_min_value = var32_off.value;
5611         dst_reg->u32_max_value = min(dst_reg->u32_max_value, umax_val);
5612         if (dst_reg->s32_min_value < 0 || smin_val < 0) {
5613                 /* Lose signed bounds when ANDing negative numbers,
5614                  * ain't nobody got time for that.
5615                  */
5616                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
5617                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
5618         } else {
5619                 /* ANDing two positives gives a positive, so safe to
5620                  * cast result into s64.
5621                  */
5622                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
5623                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
5624         }
5625
5626 }
5627
5628 static void scalar_min_max_and(struct bpf_reg_state *dst_reg,
5629                                struct bpf_reg_state *src_reg)
5630 {
5631         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
5632         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
5633         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
5634         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
5635
5636         if (src_known && dst_known) {
5637                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value &
5638                                           src_reg->var_off.value);
5639                 return;
5640         }
5641
5642         /* We get our minimum from the var_off, since that's inherently
5643          * bitwise.  Our maximum is the minimum of the operands' maxima.
5644          */
5645         dst_reg->umin_value = dst_reg->var_off.value;
5646         dst_reg->umax_value = min(dst_reg->umax_value, umax_val);
5647         if (dst_reg->smin_value < 0 || smin_val < 0) {
5648                 /* Lose signed bounds when ANDing negative numbers,
5649                  * ain't nobody got time for that.
5650                  */
5651                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
5652                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
5653         } else {
5654                 /* ANDing two positives gives a positive, so safe to
5655                  * cast result into s64.
5656                  */
5657                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
5658                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
5659         }
5660         /* We may learn something more from the var_off */
5661         __update_reg_bounds(dst_reg);
5662 }
5663
5664 static void scalar32_min_max_or(struct bpf_reg_state *dst_reg,
5665                                 struct bpf_reg_state *src_reg)
5666 {
5667         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
5668         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
5669         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
5670         s32 smin_val = src_reg->smin_value;
5671         u32 umin_val = src_reg->umin_value;
5672
5673         /* Assuming scalar64_min_max_or will be called so it is safe
5674          * to skip updating register for known case.
5675          */
5676         if (src_known && dst_known)
5677                 return;
5678
5679         /* We get our maximum from the var_off, and our minimum is the
5680          * maximum of the operands' minima
5681          */
5682         dst_reg->u32_min_value = max(dst_reg->u32_min_value, umin_val);
5683         dst_reg->u32_max_value = var32_off.value | var32_off.mask;
5684         if (dst_reg->s32_min_value < 0 || smin_val < 0) {
5685                 /* Lose signed bounds when ORing negative numbers,
5686                  * ain't nobody got time for that.
5687                  */
5688                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
5689                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
5690         } else {
5691                 /* ORing two positives gives a positive, so safe to
5692                  * cast result into s64.
5693                  */
5694                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->umin_value;
5695                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->umax_value;
5696         }
5697 }
5698
5699 static void scalar_min_max_or(struct bpf_reg_state *dst_reg,
5700                               struct bpf_reg_state *src_reg)
5701 {
5702         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
5703         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
5704         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
5705         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
5706
5707         if (src_known && dst_known) {
5708                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value |
5709                                           src_reg->var_off.value);
5710                 return;
5711         }
5712
5713         /* We get our maximum from the var_off, and our minimum is the
5714          * maximum of the operands' minima
5715          */
5716         dst_reg->umin_value = max(dst_reg->umin_value, umin_val);
5717         dst_reg->umax_value = dst_reg->var_off.value | dst_reg->var_off.mask;
5718         if (dst_reg->smin_value < 0 || smin_val < 0) {
5719                 /* Lose signed bounds when ORing negative numbers,
5720                  * ain't nobody got time for that.
5721                  */
5722                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
5723                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
5724         } else {
5725                 /* ORing two positives gives a positive, so safe to
5726                  * cast result into s64.
5727                  */
5728                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
5729                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
5730         }
5731         /* We may learn something more from the var_off */
5732         __update_reg_bounds(dst_reg);
5733 }
5734
5735 static void __scalar32_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
5736                                    u64 umin_val, u64 umax_val)
5737 {
5738         /* We lose all sign bit information (except what we can pick
5739          * up from var_off)
5740          */
5741         dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
5742         dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
5743         /* If we might shift our top bit out, then we know nothing */
5744         if (umax_val > 31 || dst_reg->u32_max_value > 1ULL << (31 - umax_val)) {
5745                 dst_reg->u32_min_value = 0;
5746                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
5747         } else {
5748                 dst_reg->u32_min_value <<= umin_val;
5749                 dst_reg->u32_max_value <<= umax_val;
5750         }
5751 }
5752
5753 static void scalar32_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
5754                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
5755 {
5756         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
5757         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
5758         /* u32 alu operation will zext upper bits */
5759         struct tnum subreg = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
5760
5761         __scalar32_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
5762         dst_reg->var_off = tnum_subreg(tnum_lshift(subreg, umin_val));
5763         /* Not required but being careful mark reg64 bounds as unknown so
5764          * that we are forced to pick them up from tnum and zext later and
5765          * if some path skips this step we are still safe.
5766          */
5767         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
5768         __update_reg32_bounds(dst_reg);
5769 }
5770
5771 static void __scalar64_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
5772                                    u64 umin_val, u64 umax_val)
5773 {
5774         /* Special case <<32 because it is a common compiler pattern to sign
5775          * extend subreg by doing <<32 s>>32. In this case if 32bit bounds are
5776          * positive we know this shift will also be positive so we can track
5777          * bounds correctly. Otherwise we lose all sign bit information except
5778          * what we can pick up from var_off. Perhaps we can generalize this
5779          * later to shifts of any length.
5780          */
5781         if (umin_val == 32 && umax_val == 32 && dst_reg->s32_max_value >= 0)
5782                 dst_reg->smax_value = (s64)dst_reg->s32_max_value << 32;
5783         else
5784                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
5785
5786         if (umin_val == 32 && umax_val == 32 && dst_reg->s32_min_value >= 0)
5787                 dst_reg->smin_value = (s64)dst_reg->s32_min_value << 32;
5788         else
5789                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
5790
5791         /* If we might shift our top bit out, then we know nothing */
5792         if (dst_reg->umax_value > 1ULL << (63 - umax_val)) {
5793                 dst_reg->umin_value = 0;
5794                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
5795         } else {
5796                 dst_reg->umin_value <<= umin_val;
5797                 dst_reg->umax_value <<= umax_val;
5798         }
5799 }
5800
5801 static void scalar_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
5802                                struct bpf_reg_state *src_reg)
5803 {
5804         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
5805         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
5806
5807         /* scalar64 calc uses 32bit unshifted bounds so must be called first */
5808         __scalar64_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
5809         __scalar32_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
5810
5811         dst_reg->var_off = tnum_lshift(dst_reg->var_off, umin_val);
5812         /* We may learn something more from the var_off */
5813         __update_reg_bounds(dst_reg);
5814 }
5815
5816 static void scalar32_min_max_rsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
5817                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
5818 {
5819         struct tnum subreg = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
5820         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
5821         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
5822
5823         /* BPF_RSH is an unsigned shift.  If the value in dst_reg might
5824          * be negative, then either:
5825          * 1) src_reg might be zero, so the sign bit of the result is
5826          *    unknown, so we lose our signed bounds
5827          * 2) it's known negative, thus the unsigned bounds capture the
5828          *    signed bounds
5829          * 3) the signed bounds cross zero, so they tell us nothing
5830          *    about the result
5831          * If the value in dst_reg is known nonnegative, then again the
5832          * unsigned bounts capture the signed bounds.
5833          * Thus, in all cases it suffices to blow away our signed bounds
5834          * and rely on inferring new ones from the unsigned bounds and
5835          * var_off of the result.
5836          */
5837         dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
5838         dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
5839
5840         dst_reg->var_off = tnum_rshift(subreg, umin_val);
5841         dst_reg->u32_min_value >>= umax_val;
5842         dst_reg->u32_max_value >>= umin_val;
5843
5844         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
5845         __update_reg32_bounds(dst_reg);
5846 }
5847
5848 static void scalar_min_max_rsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
5849                                struct bpf_reg_state *src_reg)
5850 {
5851         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
5852         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
5853
5854         /* BPF_RSH is an unsigned shift.  If the value in dst_reg might
5855          * be negative, then either:
5856          * 1) src_reg might be zero, so the sign bit of the result is
5857          *    unknown, so we lose our signed bounds
5858          * 2) it's known negative, thus the unsigned bounds capture the
5859          *    signed bounds
5860          * 3) the signed bounds cross zero, so they tell us nothing
5861          *    about the result
5862          * If the value in dst_reg is known nonnegative, then again the
5863          * unsigned bounts capture the signed bounds.
5864          * Thus, in all cases it suffices to blow away our signed bounds
5865          * and rely on inferring new ones from the unsigned bounds and
5866          * var_off of the result.
5867          */
5868         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
5869         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
5870         dst_reg->var_off = tnum_rshift(dst_reg->var_off, umin_val);
5871         dst_reg->umin_value >>= umax_val;
5872         dst_reg->umax_value >>= umin_val;
5873
5874         /* Its not easy to operate on alu32 bounds here because it depends
5875          * on bits being shifted in. Take easy way out and mark unbounded
5876          * so we can recalculate later from tnum.
5877          */
5878         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
5879         __update_reg_bounds(dst_reg);
5880 }
5881
5882 static void scalar32_min_max_arsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
5883                                   struct bpf_reg_state *src_reg)
5884 {
5885         u64 umin_val = src_reg->u32_min_value;
5886
5887         /* Upon reaching here, src_known is true and
5888          * umax_val is equal to umin_val.
5889          */
5890         dst_reg->s32_min_value = (u32)(((s32)dst_reg->s32_min_value) >> umin_val);
5891         dst_reg->s32_max_value = (u32)(((s32)dst_reg->s32_max_value) >> umin_val);
5892
5893         dst_reg->var_off = tnum_arshift(tnum_subreg(dst_reg->var_off), umin_val, 32);
5894
5895         /* blow away the dst_reg umin_value/umax_value and rely on
5896          * dst_reg var_off to refine the result.
5897          */
5898         dst_reg->u32_min_value = 0;
5899         dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
5900
5901         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
5902         __update_reg32_bounds(dst_reg);
5903 }
5904
5905 static void scalar_min_max_arsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
5906                                 struct bpf_reg_state *src_reg)
5907 {
5908         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
5909
5910         /* Upon reaching here, src_known is true and umax_val is equal
5911          * to umin_val.
5912          */
5913         dst_reg->smin_value >>= umin_val;
5914         dst_reg->smax_value >>= umin_val;
5915
5916         dst_reg->var_off = tnum_arshift(dst_reg->var_off, umin_val, 64);
5917
5918         /* blow away the dst_reg umin_value/umax_value and rely on
5919          * dst_reg var_off to refine the result.
5920          */
5921         dst_reg->umin_value = 0;
5922         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
5923
5924         /* Its not easy to operate on alu32 bounds here because it depends
5925          * on bits being shifted in from upper 32-bits. Take easy way out
5926          * and mark unbounded so we can recalculate later from tnum.
5927          */
5928         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
5929         __update_reg_bounds(dst_reg);
5930 }
5931
5932 /* WARNING: This function does calculations on 64-bit values, but the actual
5933  * execution may occur on 32-bit values. Therefore, things like bitshifts
5934  * need extra checks in the 32-bit case.
5935  */
5936 static int adjust_scalar_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
5937                                       struct bpf_insn *insn,
5938                                       struct bpf_reg_state *dst_reg,
5939                                       struct bpf_reg_state src_reg)
5940 {
5941         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
5942         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
5943         bool src_known;
5944         s64 smin_val, smax_val;
5945         u64 umin_val, umax_val;
5946         s32 s32_min_val, s32_max_val;
5947         u32 u32_min_val, u32_max_val;
5948         u64 insn_bitness = (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) ? 64 : 32;
5949         u32 dst = insn->dst_reg;
5950         int ret;
5951         bool alu32 = (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_ALU64);
5952
5953         smin_val = src_reg.smin_value;
5954         smax_val = src_reg.smax_value;
5955         umin_val = src_reg.umin_value;
5956         umax_val = src_reg.umax_value;
5957
5958         s32_min_val = src_reg.s32_min_value;
5959         s32_max_val = src_reg.s32_max_value;
5960         u32_min_val = src_reg.u32_min_value;
5961         u32_max_val = src_reg.u32_max_value;
5962
5963         if (alu32) {
5964                 src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg.var_off);
5965                 if ((src_known &&
5966                      (s32_min_val != s32_max_val || u32_min_val != u32_max_val)) ||
5967                     s32_min_val > s32_max_val || u32_min_val > u32_max_val) {
5968                         /* Taint dst register if offset had invalid bounds
5969                          * derived from e.g. dead branches.
5970                          */
5971                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
5972                         return 0;
5973                 }
5974         } else {
5975                 src_known = tnum_is_const(src_reg.var_off);
5976                 if ((src_known &&
5977                      (smin_val != smax_val || umin_val != umax_val)) ||
5978                     smin_val > smax_val || umin_val > umax_val) {
5979                         /* Taint dst register if offset had invalid bounds
5980                          * derived from e.g. dead branches.
5981                          */
5982                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
5983                         return 0;
5984                 }
5985         }
5986
5987         if (!src_known &&
5988             opcode != BPF_ADD && opcode != BPF_SUB && opcode != BPF_AND) {
5989                 __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
5990                 return 0;
5991         }
5992
5993         /* Calculate sign/unsigned bounds and tnum for alu32 and alu64 bit ops.
5994          * There are two classes of instructions: The first class we track both
5995          * alu32 and alu64 sign/unsigned bounds independently this provides the
5996          * greatest amount of precision when alu operations are mixed with jmp32
5997          * operations. These operations are BPF_ADD, BPF_SUB, BPF_MUL, BPF_ADD,
5998          * and BPF_OR. This is possible because these ops have fairly easy to
5999          * understand and calculate behavior in both 32-bit and 64-bit alu ops.
6000          * See alu32 verifier tests for examples. The second class of
6001          * operations, BPF_LSH, BPF_RSH, and BPF_ARSH, however are not so easy
6002          * with regards to tracking sign/unsigned bounds because the bits may
6003          * cross subreg boundaries in the alu64 case. When this happens we mark
6004          * the reg unbounded in the subreg bound space and use the resulting
6005          * tnum to calculate an approximation of the sign/unsigned bounds.
6006          */
6007         switch (opcode) {
6008         case BPF_ADD:
6009                 ret = sanitize_val_alu(env, insn);
6010                 if (ret < 0) {
6011                         verbose(env, "R%d tried to add from different pointers or scalars\n", dst);
6012                         return ret;
6013                 }
6014                 scalar32_min_max_add(dst_reg, &src_reg);
6015                 scalar_min_max_add(dst_reg, &src_reg);
6016                 dst_reg->var_off = tnum_add(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
6017                 break;
6018         case BPF_SUB:
6019                 ret = sanitize_val_alu(env, insn);
6020                 if (ret < 0) {
6021                         verbose(env, "R%d tried to sub from different pointers or scalars\n", dst);
6022                         return ret;
6023                 }
6024                 scalar32_min_max_sub(dst_reg, &src_reg);
6025                 scalar_min_max_sub(dst_reg, &src_reg);
6026                 dst_reg->var_off = tnum_sub(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
6027                 break;
6028         case BPF_MUL:
6029                 dst_reg->var_off = tnum_mul(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
6030                 scalar32_min_max_mul(dst_reg, &src_reg);
6031                 scalar_min_max_mul(dst_reg, &src_reg);
6032                 break;
6033         case BPF_AND:
6034                 dst_reg->var_off = tnum_and(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
6035                 scalar32_min_max_and(dst_reg, &src_reg);
6036                 scalar_min_max_and(dst_reg, &src_reg);
6037                 break;
6038         case BPF_OR:
6039                 dst_reg->var_off = tnum_or(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
6040                 scalar32_min_max_or(dst_reg, &src_reg);
6041                 scalar_min_max_or(dst_reg, &src_reg);
6042                 break;
6043         case BPF_LSH:
6044                 if (umax_val >= insn_bitness) {
6045                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
6046                          * This includes shifts by a negative number.
6047                          */
6048                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
6049                         break;
6050                 }
6051                 if (alu32)
6052                         scalar32_min_max_lsh(dst_reg, &src_reg);
6053                 else
6054                         scalar_min_max_lsh(dst_reg, &src_reg);
6055                 break;
6056         case BPF_RSH:
6057                 if (umax_val >= insn_bitness) {
6058                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
6059                          * This includes shifts by a negative number.
6060                          */
6061                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
6062                         break;
6063                 }
6064                 if (alu32)
6065                         scalar32_min_max_rsh(dst_reg, &src_reg);
6066                 else
6067                         scalar_min_max_rsh(dst_reg, &src_reg);
6068                 break;
6069         case BPF_ARSH:
6070                 if (umax_val >= insn_bitness) {
6071                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
6072                          * This includes shifts by a negative number.
6073                          */
6074                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
6075                         break;
6076                 }
6077                 if (alu32)
6078                         scalar32_min_max_arsh(dst_reg, &src_reg);
6079                 else
6080                         scalar_min_max_arsh(dst_reg, &src_reg);
6081                 break;
6082         default:
6083                 mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
6084                 break;
6085         }
6086
6087         /* ALU32 ops are zero extended into 64bit register */
6088         if (alu32)
6089                 zext_32_to_64(dst_reg);
6090
6091         __update_reg_bounds(dst_reg);
6092         __reg_deduce_bounds(dst_reg);
6093         __reg_bound_offset(dst_reg);
6094         return 0;
6095 }
6096
6097 /* Handles ALU ops other than BPF_END, BPF_NEG and BPF_MOV: computes new min/max
6098  * and var_off.
6099  */
6100 static int adjust_reg_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
6101                                    struct bpf_insn *insn)
6102 {
6103         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
6104         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
6105         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *dst_reg, *src_reg;
6106         struct bpf_reg_state *ptr_reg = NULL, off_reg = {0};
6107         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
6108         int err;
6109
6110         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
6111         src_reg = NULL;
6112         if (dst_reg->type != SCALAR_VALUE)
6113                 ptr_reg = dst_reg;
6114         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
6115                 src_reg = &regs[insn->src_reg];
6116                 if (src_reg->type != SCALAR_VALUE) {
6117                         if (dst_reg->type != SCALAR_VALUE) {
6118                                 /* Combining two pointers by any ALU op yields
6119                                  * an arbitrary scalar. Disallow all math except
6120                                  * pointer subtraction
6121                                  */
6122                                 if (opcode == BPF_SUB && env->allow_ptr_leaks) {
6123                                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
6124                                         return 0;
6125                                 }
6126                                 verbose(env, "R%d pointer %s pointer prohibited\n",
6127                                         insn->dst_reg,
6128                                         bpf_alu_string[opcode >> 4]);
6129                                 return -EACCES;
6130                         } else {
6131                                 /* scalar += pointer
6132                                  * This is legal, but we have to reverse our
6133                                  * src/dest handling in computing the range
6134                                  */
6135                                 err = mark_chain_precision(env, insn->dst_reg);
6136                                 if (err)
6137                                         return err;
6138                                 return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
6139                                                                src_reg, dst_reg);
6140                         }
6141                 } else if (ptr_reg) {
6142                         /* pointer += scalar */
6143                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
6144                         if (err)
6145                                 return err;
6146                         return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
6147                                                        dst_reg, src_reg);
6148                 }
6149         } else {
6150                 /* Pretend the src is a reg with a known value, since we only
6151                  * need to be able to read from this state.
6152                  */
6153                 off_reg.type = SCALAR_VALUE;
6154                 __mark_reg_known(&off_reg, insn->imm);
6155                 src_reg = &off_reg;
6156                 if (ptr_reg) /* pointer += K */
6157                         return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
6158                                                        ptr_reg, src_reg);
6159         }
6160
6161         /* Got here implies adding two SCALAR_VALUEs */
6162         if (WARN_ON_ONCE(ptr_reg)) {
6163                 print_verifier_state(env, state);
6164                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected ptr_reg\n");
6165                 return -EINVAL;
6166         }
6167         if (WARN_ON(!src_reg)) {
6168                 print_verifier_state(env, state);
6169                 verbose(env, "verifier internal error: no src_reg\n");
6170                 return -EINVAL;
6171         }
6172         return adjust_scalar_min_max_vals(env, insn, dst_reg, *src_reg);
6173 }
6174
6175 /* check validity of 32-bit and 64-bit arithmetic operations */
6176 static int check_alu_op(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
6177 {
6178         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
6179         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
6180         int err;
6181
6182         if (opcode == BPF_END || opcode == BPF_NEG) {
6183                 if (opcode == BPF_NEG) {
6184                         if (BPF_SRC(insn->code) != 0 ||
6185                             insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
6186                             insn->off != 0 || insn->imm != 0) {
6187                                 verbose(env, "BPF_NEG uses reserved fields\n");
6188                                 return -EINVAL;
6189                         }
6190                 } else {
6191                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0 ||
6192                             (insn->imm != 16 && insn->imm != 32 && insn->imm != 64) ||
6193                             BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
6194                                 verbose(env, "BPF_END uses reserved fields\n");
6195                                 return -EINVAL;
6196                         }
6197                 }
6198
6199                 /* check src operand */
6200                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
6201                 if (err)
6202                         return err;
6203
6204                 if (is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
6205                         verbose(env, "R%d pointer arithmetic prohibited\n",
6206                                 insn->dst_reg);
6207                         return -EACCES;
6208                 }
6209
6210                 /* check dest operand */
6211                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP);
6212                 if (err)
6213                         return err;
6214
6215         } else if (opcode == BPF_MOV) {
6216
6217                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
6218                         if (insn->imm != 0 || insn->off != 0) {
6219                                 verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
6220                                 return -EINVAL;
6221                         }
6222
6223                         /* check src operand */
6224                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
6225                         if (err)
6226                                 return err;
6227                 } else {
6228                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0) {
6229                                 verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
6230                                 return -EINVAL;
6231                         }
6232                 }
6233
6234                 /* check dest operand, mark as required later */
6235                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
6236                 if (err)
6237                         return err;
6238
6239                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
6240                         struct bpf_reg_state *src_reg = regs + insn->src_reg;
6241                         struct bpf_reg_state *dst_reg = regs + insn->dst_reg;
6242
6243                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
6244                                 /* case: R1 = R2
6245                                  * copy register state to dest reg
6246                                  */
6247                                 *dst_reg = *src_reg;
6248                                 dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
6249                                 dst_reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
6250                         } else {
6251                                 /* R1 = (u32) R2 */
6252                                 if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
6253                                         verbose(env,
6254                                                 "R%d partial copy of pointer\n",
6255                                                 insn->src_reg);
6256                                         return -EACCES;
6257                                 } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE) {
6258                                         *dst_reg = *src_reg;
6259                                         dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
6260                                         dst_reg->subreg_def = env->insn_idx + 1;
6261                                 } else {
6262                                         mark_reg_unknown(env, regs,
6263                                                          insn->dst_reg);
6264                                 }
6265                                 zext_32_to_64(dst_reg);
6266                         }
6267                 } else {
6268                         /* case: R = imm
6269                          * remember the value we stored into this reg
6270                          */
6271                         /* clear any state __mark_reg_known doesn't set */
6272                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
6273                         regs[insn->dst_reg].type = SCALAR_VALUE;
6274                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
6275                                 __mark_reg_known(regs + insn->dst_reg,
6276                                                  insn->imm);
6277                         } else {
6278                                 __mark_reg_known(regs + insn->dst_reg,
6279                                                  (u32)insn->imm);
6280                         }
6281                 }
6282
6283         } else if (opcode > BPF_END) {
6284                 verbose(env, "invalid BPF_ALU opcode %x\n", opcode);
6285                 return -EINVAL;
6286
6287         } else {        /* all other ALU ops: and, sub, xor, add, ... */
6288
6289                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
6290                         if (insn->imm != 0 || insn->off != 0) {
6291                                 verbose(env, "BPF_ALU uses reserved fields\n");
6292                                 return -EINVAL;
6293                         }
6294                         /* check src1 operand */
6295                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
6296                         if (err)
6297                                 return err;
6298                 } else {
6299                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0) {
6300                                 verbose(env, "BPF_ALU uses reserved fields\n");
6301                                 return -EINVAL;
6302                         }
6303                 }
6304
6305                 /* check src2 operand */
6306                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
6307                 if (err)
6308                         return err;
6309
6310                 if ((opcode == BPF_MOD || opcode == BPF_DIV) &&
6311                     BPF_SRC(insn->code) == BPF_K && insn->imm == 0) {
6312                         verbose(env, "div by zero\n");
6313                         return -EINVAL;
6314                 }
6315
6316                 if ((opcode == BPF_LSH || opcode == BPF_RSH ||
6317                      opcode == BPF_ARSH) && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
6318                         int size = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64 ? 64 : 32;
6319
6320                         if (insn->imm < 0 || insn->imm >= size) {
6321                                 verbose(env, "invalid shift %d\n", insn->imm);
6322                                 return -EINVAL;
6323                         }
6324                 }
6325
6326                 /* check dest operand */
6327                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
6328                 if (err)
6329                         return err;
6330
6331                 return adjust_reg_min_max_vals(env, insn);
6332         }
6333
6334         return 0;
6335 }
6336
6337 static void __find_good_pkt_pointers(struct bpf_func_state *state,
6338                                      struct bpf_reg_state *dst_reg,
6339                                      enum bpf_reg_type type, u16 new_range)
6340 {
6341         struct bpf_reg_state *reg;
6342         int i;
6343
6344         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
6345                 reg = &state->regs[i];
6346                 if (reg->type == type && reg->id == dst_reg->id)
6347                         /* keep the maximum range already checked */
6348                         reg->range = max(reg->range, new_range);
6349         }
6350
6351         bpf_for_each_spilled_reg(i, state, reg) {
6352                 if (!reg)
6353                         continue;
6354                 if (reg->type == type && reg->id == dst_reg->id)
6355                         reg->range = max(reg->range, new_range);
6356         }
6357 }
6358
6359 static void find_good_pkt_pointers(struct bpf_verifier_state *vstate,
6360                                    struct bpf_reg_state *dst_reg,
6361                                    enum bpf_reg_type type,
6362                                    bool range_right_open)
6363 {
6364         u16 new_range;
6365         int i;
6366
6367         if (dst_reg->off < 0 ||
6368             (dst_reg->off == 0 && range_right_open))
6369                 /* This doesn't give us any range */
6370                 return;
6371
6372         if (dst_reg->umax_value > MAX_PACKET_OFF ||
6373             dst_reg->umax_value + dst_reg->off > MAX_PACKET_OFF)
6374                 /* Risk of overflow.  For instance, ptr + (1<<63) may be less
6375                  * than pkt_end, but that's because it's also less than pkt.
6376                  */
6377                 return;
6378
6379         new_range = dst_reg->off;
6380         if (range_right_open)
6381                 new_range--;
6382
6383         /* Examples for register markings:
6384          *
6385          * pkt_data in dst register:
6386          *
6387          *   r2 = r3;
6388          *   r2 += 8;
6389          *   if (r2 > pkt_end) goto <handle exception>
6390          *   <access okay>
6391          *
6392          *   r2 = r3;
6393          *   r2 += 8;
6394          *   if (r2 < pkt_end) goto <access okay>
6395          *   <handle exception>
6396          *
6397          *   Where:
6398          *     r2 == dst_reg, pkt_end == src_reg
6399          *     r2=pkt(id=n,off=8,r=0)
6400          *     r3=pkt(id=n,off=0,r=0)
6401          *
6402          * pkt_data in src register:
6403          *
6404          *   r2 = r3;
6405          *   r2 += 8;
6406          *   if (pkt_end >= r2) goto <access okay>
6407          *   <handle exception>
6408          *
6409          *   r2 = r3;
6410          *   r2 += 8;
6411          *   if (pkt_end <= r2) goto <handle exception>
6412          *   <access okay>
6413          *
6414          *   Where:
6415          *     pkt_end == dst_reg, r2 == src_reg
6416          *     r2=pkt(id=n,off=8,r=0)
6417          *     r3=pkt(id=n,off=0,r=0)
6418          *
6419          * Find register r3 and mark its range as r3=pkt(id=n,off=0,r=8)
6420          * or r3=pkt(id=n,off=0,r=8-1), so that range of bytes [r3, r3 + 8)
6421          * and [r3, r3 + 8-1) respectively is safe to access depending on
6422          * the check.
6423          */
6424
6425         /* If our ids match, then we must have the same max_value.  And we
6426          * don't care about the other reg's fixed offset, since if it's too big
6427          * the range won't allow anything.
6428          * dst_reg->off is known < MAX_PACKET_OFF, therefore it fits in a u16.
6429          */
6430         for (i = 0; i <= vstate->curframe; i++)
6431                 __find_good_pkt_pointers(vstate->frame[i], dst_reg, type,
6432                                          new_range);
6433 }
6434
6435 static int is_branch32_taken(struct bpf_reg_state *reg, u32 val, u8 opcode)
6436 {
6437         struct tnum subreg = tnum_subreg(reg->var_off);
6438         s32 sval = (s32)val;
6439
6440         switch (opcode) {
6441         case BPF_JEQ:
6442                 if (tnum_is_const(subreg))
6443                         return !!tnum_equals_const(subreg, val);
6444                 break;
6445         case BPF_JNE:
6446                 if (tnum_is_const(subreg))
6447                         return !tnum_equals_const(subreg, val);
6448                 break;
6449         case BPF_JSET:
6450                 if ((~subreg.mask & subreg.value) & val)
6451                         return 1;
6452                 if (!((subreg.mask | subreg.value) & val))
6453                         return 0;
6454                 break;
6455         case BPF_JGT:
6456                 if (reg->u32_min_value > val)
6457                         return 1;
6458                 else if (reg->u32_max_value <= val)
6459                         return 0;
6460                 break;
6461         case BPF_JSGT:
6462                 if (reg->s32_min_value > sval)
6463                         return 1;
6464                 else if (reg->s32_max_value < sval)
6465                         return 0;
6466                 break;
6467         case BPF_JLT:
6468                 if (reg->u32_max_value < val)
6469                         return 1;
6470                 else if (reg->u32_min_value >= val)
6471                         return 0;
6472                 break;
6473         case BPF_JSLT:
6474                 if (reg->s32_max_value < sval)
6475                         return 1;
6476                 else if (reg->s32_min_value >= sval)
6477                         return 0;
6478                 break;
6479         case BPF_JGE:
6480                 if (reg->u32_min_value >= val)
6481                         return 1;
6482                 else if (reg->u32_max_value < val)
6483                         return 0;
6484                 break;
6485         case BPF_JSGE:
6486                 if (reg->s32_min_value >= sval)
6487                         return 1;
6488                 else if (reg->s32_max_value < sval)
6489                         return 0;
6490                 break;
6491         case BPF_JLE:
6492                 if (reg->u32_max_value <= val)
6493                         return 1;
6494                 else if (reg->u32_min_value > val)
6495                         return 0;
6496                 break;
6497         case BPF_JSLE:
6498                 if (reg->s32_max_value <= sval)
6499                         return 1;
6500                 else if (reg->s32_min_value > sval)
6501                         return 0;
6502                 break;
6503         }
6504
6505         return -1;
6506 }
6507
6508
6509 static int is_branch64_taken(struct bpf_reg_state *reg, u64 val, u8 opcode)
6510 {
6511         s64 sval = (s64)val;
6512
6513         switch (opcode) {
6514         case BPF_JEQ:
6515                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
6516                         return !!tnum_equals_const(reg->var_off, val);
6517                 break;
6518         case BPF_JNE:
6519                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
6520                         return !tnum_equals_const(reg->var_off, val);
6521                 break;
6522         case BPF_JSET:
6523                 if ((~reg->var_off.mask & reg->var_off.value) & val)
6524                         return 1;
6525                 if (!((reg->var_off.mask | reg->var_off.value) & val))
6526                         return 0;
6527                 break;
6528         case BPF_JGT:
6529                 if (reg->umin_value > val)
6530                         return 1;
6531                 else if (reg->umax_value <= val)
6532                         return 0;
6533                 break;
6534         case BPF_JSGT:
6535                 if (reg->smin_value > sval)
6536                         return 1;
6537                 else if (reg->smax_value < sval)
6538                         return 0;
6539                 break;
6540         case BPF_JLT:
6541                 if (reg->umax_value < val)
6542                         return 1;
6543                 else if (reg->umin_value >= val)
6544                         return 0;
6545                 break;
6546         case BPF_JSLT:
6547                 if (reg->smax_value < sval)
6548                         return 1;
6549                 else if (reg->smin_value >= sval)
6550                         return 0;
6551                 break;
6552         case BPF_JGE:
6553                 if (reg->umin_value >= val)
6554                         return 1;
6555                 else if (reg->umax_value < val)
6556                         return 0;
6557                 break;
6558         case BPF_JSGE:
6559                 if (reg->smin_value >= sval)
6560                         return 1;
6561                 else if (reg->smax_value < sval)
6562                         return 0;
6563                 break;
6564         case BPF_JLE:
6565                 if (reg->umax_value <= val)
6566                         return 1;
6567                 else if (reg->umin_value > val)
6568                         return 0;
6569                 break;
6570         case BPF_JSLE:
6571                 if (reg->smax_value <= sval)
6572                         return 1;
6573                 else if (reg->smin_value > sval)
6574                         return 0;
6575                 break;
6576         }
6577
6578         return -1;
6579 }
6580
6581 /* compute branch direction of the expression "if (reg opcode val) goto target;"
6582  * and return:
6583  *  1 - branch will be taken and "goto target" will be executed
6584  *  0 - branch will not be taken and fall-through to next insn
6585  * -1 - unknown. Example: "if (reg < 5)" is unknown when register value
6586  *      range [0,10]
6587  */
6588 static int is_branch_taken(struct bpf_reg_state *reg, u64 val, u8 opcode,
6589                            bool is_jmp32)
6590 {
6591         if (__is_pointer_value(false, reg)) {
6592                 if (!reg_type_not_null(reg->type))
6593                         return -1;
6594
6595                 /* If pointer is valid tests against zero will fail so we can
6596                  * use this to direct branch taken.
6597                  */
6598                 if (val != 0)
6599                         return -1;
6600
6601                 switch (opcode) {
6602                 case BPF_JEQ:
6603                         return 0;
6604                 case BPF_JNE:
6605                         return 1;
6606                 default:
6607                         return -1;
6608                 }
6609         }
6610
6611         if (is_jmp32)
6612                 return is_branch32_taken(reg, val, opcode);
6613         return is_branch64_taken(reg, val, opcode);
6614 }
6615
6616 /* Adjusts the register min/max values in the case that the dst_reg is the
6617  * variable register that we are working on, and src_reg is a constant or we're
6618  * simply doing a BPF_K check.
6619  * In JEQ/JNE cases we also adjust the var_off values.
6620  */
6621 static void reg_set_min_max(struct bpf_reg_state *true_reg,
6622                             struct bpf_reg_state *false_reg,
6623                             u64 val, u32 val32,
6624                             u8 opcode, bool is_jmp32)
6625 {
6626         struct tnum false_32off = tnum_subreg(false_reg->var_off);
6627         struct tnum false_64off = false_reg->var_off;
6628         struct tnum true_32off = tnum_subreg(true_reg->var_off);
6629         struct tnum true_64off = true_reg->var_off;
6630         s64 sval = (s64)val;
6631         s32 sval32 = (s32)val32;
6632
6633         /* If the dst_reg is a pointer, we can't learn anything about its
6634          * variable offset from the compare (unless src_reg were a pointer into
6635          * the same object, but we don't bother with that.
6636          * Since false_reg and true_reg have the same type by construction, we
6637          * only need to check one of them for pointerness.
6638          */
6639         if (__is_pointer_value(false, false_reg))
6640                 return;
6641
6642         switch (opcode) {
6643         case BPF_JEQ:
6644         case BPF_JNE:
6645         {
6646                 struct bpf_reg_state *reg =
6647                         opcode == BPF_JEQ ? true_reg : false_reg;
6648
6649                 /* For BPF_JEQ, if this is false we know nothing Jon Snow, but
6650                  * if it is true we know the value for sure. Likewise for
6651                  * BPF_JNE.
6652                  */
6653                 if (is_jmp32)
6654                         __mark_reg32_known(reg, val32);
6655                 else
6656                         __mark_reg_known(reg, val);
6657                 break;
6658         }
6659         case BPF_JSET:
6660                 if (is_jmp32) {
6661                         false_32off = tnum_and(false_32off, tnum_const(~val32));
6662                         if (is_power_of_2(val32))
6663                                 true_32off = tnum_or(true_32off,
6664                                                      tnum_const(val32));
6665                 } else {
6666                         false_64off = tnum_and(false_64off, tnum_const(~val));
6667                         if (is_power_of_2(val))
6668                                 true_64off = tnum_or(true_64off,
6669                                                      tnum_const(val));
6670                 }
6671                 break;
6672         case BPF_JGE:
6673         case BPF_JGT:
6674         {
6675                 if (is_jmp32) {
6676                         u32 false_umax = opcode == BPF_JGT ? val32  : val32 - 1;
6677                         u32 true_umin = opcode == BPF_JGT ? val32 + 1 : val32;
6678
6679                         false_reg->u32_max_value = min(false_reg->u32_max_value,
6680                                                        false_umax);
6681                         true_reg->u32_min_value = max(true_reg->u32_min_value,
6682                                                       true_umin);
6683                 } else {
6684                         u64 false_umax = opcode == BPF_JGT ? val    : val - 1;
6685                         u64 true_umin = opcode == BPF_JGT ? val + 1 : val;
6686
6687                         false_reg->umax_value = min(false_reg->umax_value, false_umax);
6688                         true_reg->umin_value = max(true_reg->umin_value, true_umin);
6689                 }
6690                 break;
6691         }
6692         case BPF_JSGE:
6693         case BPF_JSGT:
6694         {
6695                 if (is_jmp32) {
6696                         s32 false_smax = opcode == BPF_JSGT ? sval32    : sval32 - 1;
6697                         s32 true_smin = opcode == BPF_JSGT ? sval32 + 1 : sval32;
6698
6699                         false_reg->s32_max_value = min(false_reg->s32_max_value, false_smax);
6700                         true_reg->s32_min_value = max(true_reg->s32_min_value, true_smin);
6701                 } else {
6702                         s64 false_smax = opcode == BPF_JSGT ? sval    : sval - 1;
6703                         s64 true_smin = opcode == BPF_JSGT ? sval + 1 : sval;
6704
6705                         false_reg->smax_value = min(false_reg->smax_value, false_smax);
6706                         true_reg->smin_value = max(true_reg->smin_value, true_smin);
6707                 }
6708                 break;
6709         }
6710         case BPF_JLE:
6711         case BPF_JLT:
6712         {
6713                 if (is_jmp32) {
6714                         u32 false_umin = opcode == BPF_JLT ? val32  : val32 + 1;
6715                         u32 true_umax = opcode == BPF_JLT ? val32 - 1 : val32;
6716
6717                         false_reg->u32_min_value = max(false_reg->u32_min_value,
6718                                                        false_umin);
6719                         true_reg->u32_max_value = min(true_reg->u32_max_value,
6720                                                       true_umax);
6721                 } else {
6722                         u64 false_umin = opcode == BPF_JLT ? val    : val + 1;
6723                         u64 true_umax = opcode == BPF_JLT ? val - 1 : val;
6724
6725                         false_reg->umin_value = max(false_reg->umin_value, false_umin);
6726                         true_reg->umax_value = min(true_reg->umax_value, true_umax);
6727                 }
6728                 break;
6729         }
6730         case BPF_JSLE:
6731         case BPF_JSLT:
6732         {
6733                 if (is_jmp32) {
6734                         s32 false_smin = opcode == BPF_JSLT ? sval32    : sval32 + 1;
6735                         s32 true_smax = opcode == BPF_JSLT ? sval32 - 1 : sval32;
6736
6737                         false_reg->s32_min_value = max(false_reg->s32_min_value, false_smin);
6738                         true_reg->s32_max_value = min(true_reg->s32_max_value, true_smax);
6739                 } else {
6740                         s64 false_smin = opcode == BPF_JSLT ? sval    : sval + 1;
6741                         s64 true_smax = opcode == BPF_JSLT ? sval - 1 : sval;
6742
6743                         false_reg->smin_value = max(false_reg->smin_value, false_smin);
6744                         true_reg->smax_value = min(true_reg->smax_value, true_smax);
6745                 }
6746                 break;
6747         }
6748         default:
6749                 return;
6750         }
6751
6752         if (is_jmp32) {
6753                 false_reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(false_64off),
6754                                              tnum_subreg(false_32off));
6755                 true_reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(true_64off),
6756                                             tnum_subreg(true_32off));
6757                 __reg_combine_32_into_64(false_reg);
6758                 __reg_combine_32_into_64(true_reg);
6759         } else {
6760                 false_reg->var_off = false_64off;
6761                 true_reg->var_off = true_64off;
6762                 __reg_combine_64_into_32(false_reg);
6763                 __reg_combine_64_into_32(true_reg);
6764         }
6765 }
6766
6767 /* Same as above, but for the case that dst_reg holds a constant and src_reg is
6768  * the variable reg.
6769  */
6770 static void reg_set_min_max_inv(struct bpf_reg_state *true_reg,
6771                                 struct bpf_reg_state *false_reg,
6772                                 u64 val, u32 val32,
6773                                 u8 opcode, bool is_jmp32)
6774 {
6775         /* How can we transform "a <op> b" into "b <op> a"? */
6776         static const u8 opcode_flip[16] = {
6777                 /* these stay the same */
6778                 [BPF_JEQ  >> 4] = BPF_JEQ,
6779                 [BPF_JNE  >> 4] = BPF_JNE,
6780                 [BPF_JSET >> 4] = BPF_JSET,
6781                 /* these swap "lesser" and "greater" (L and G in the opcodes) */
6782                 [BPF_JGE  >> 4] = BPF_JLE,
6783                 [BPF_JGT  >> 4] = BPF_JLT,
6784                 [BPF_JLE  >> 4] = BPF_JGE,
6785                 [BPF_JLT  >> 4] = BPF_JGT,
6786                 [BPF_JSGE >> 4] = BPF_JSLE,
6787                 [BPF_JSGT >> 4] = BPF_JSLT,
6788                 [BPF_JSLE >> 4] = BPF_JSGE,
6789                 [BPF_JSLT >> 4] = BPF_JSGT
6790         };
6791         opcode = opcode_flip[opcode >> 4];
6792         /* This uses zero as "not present in table"; luckily the zero opcode,
6793          * BPF_JA, can't get here.
6794          */
6795         if (opcode)
6796                 reg_set_min_max(true_reg, false_reg, val, val32, opcode, is_jmp32);
6797 }
6798
6799 /* Regs are known to be equal, so intersect their min/max/var_off */
6800 static void __reg_combine_min_max(struct bpf_reg_state *src_reg,
6801                                   struct bpf_reg_state *dst_reg)
6802 {
6803         src_reg->umin_value = dst_reg->umin_value = max(src_reg->umin_value,
6804                                                         dst_reg->umin_value);
6805         src_reg->umax_value = dst_reg->umax_value = min(src_reg->umax_value,
6806                                                         dst_reg->umax_value);
6807         src_reg->smin_value = dst_reg->smin_value = max(src_reg->smin_value,
6808                                                         dst_reg->smin_value);
6809         src_reg->smax_value = dst_reg->smax_value = min(src_reg->smax_value,
6810                                                         dst_reg->smax_value);
6811         src_reg->var_off = dst_reg->var_off = tnum_intersect(src_reg->var_off,
6812                                                              dst_reg->var_off);
6813         /* We might have learned new bounds from the var_off. */
6814         __update_reg_bounds(src_reg);
6815         __update_reg_bounds(dst_reg);
6816         /* We might have learned something about the sign bit. */
6817         __reg_deduce_bounds(src_reg);
6818         __reg_deduce_bounds(dst_reg);
6819         /* We might have learned some bits from the bounds. */
6820         __reg_bound_offset(src_reg);
6821         __reg_bound_offset(dst_reg);
6822         /* Intersecting with the old var_off might have improved our bounds
6823          * slightly.  e.g. if umax was 0x7f...f and var_off was (0; 0xf...fc),
6824          * then new var_off is (0; 0x7f...fc) which improves our umax.
6825          */
6826         __update_reg_bounds(src_reg);
6827         __update_reg_bounds(dst_reg);
6828 }
6829
6830 static void reg_combine_min_max(struct bpf_reg_state *true_src,
6831                                 struct bpf_reg_state *true_dst,
6832                                 struct bpf_reg_state *false_src,
6833                                 struct bpf_reg_state *false_dst,
6834                                 u8 opcode)
6835 {
6836         switch (opcode) {
6837         case BPF_JEQ:
6838                 __reg_combine_min_max(true_src, true_dst);
6839                 break;
6840         case BPF_JNE:
6841                 __reg_combine_min_max(false_src, false_dst);
6842                 break;
6843         }
6844 }
6845
6846 static void mark_ptr_or_null_reg(struct bpf_func_state *state,
6847                                  struct bpf_reg_state *reg, u32 id,
6848                                  bool is_null)
6849 {
6850         if (reg_type_may_be_null(reg->type) && reg->id == id) {
6851                 /* Old offset (both fixed and variable parts) should
6852                  * have been known-zero, because we don't allow pointer
6853                  * arithmetic on pointers that might be NULL.
6854                  */
6855                 if (WARN_ON_ONCE(reg->smin_value || reg->smax_value ||
6856                                  !tnum_equals_const(reg->var_off, 0) ||
6857                                  reg->off)) {
6858                         __mark_reg_known_zero(reg);
6859                         reg->off = 0;
6860                 }
6861                 if (is_null) {
6862                         reg->type = SCALAR_VALUE;
6863                 } else if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL) {
6864                         const struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
6865
6866                         if (map->inner_map_meta) {
6867                                 reg->type = CONST_PTR_TO_MAP;
6868                                 reg->map_ptr = map->inner_map_meta;
6869                         } else if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_XSKMAP) {
6870                                 reg->type = PTR_TO_XDP_SOCK;
6871                         } else if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP ||
6872                                    map->map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH) {
6873                                 reg->type = PTR_TO_SOCKET;
6874                         } else {
6875                                 reg->type = PTR_TO_MAP_VALUE;
6876                         }
6877                 } else if (reg->type == PTR_TO_SOCKET_OR_NULL) {
6878                         reg->type = PTR_TO_SOCKET;
6879                 } else if (reg->type == PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL) {
6880                         reg->type = PTR_TO_SOCK_COMMON;
6881                 } else if (reg->type == PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL) {
6882                         reg->type = PTR_TO_TCP_SOCK;
6883                 } else if (reg->type == PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL) {
6884                         reg->type = PTR_TO_BTF_ID;
6885                 } else if (reg->type == PTR_TO_MEM_OR_NULL) {
6886                         reg->type = PTR_TO_MEM;
6887                 } else if (reg->type == PTR_TO_RDONLY_BUF_OR_NULL) {
6888                         reg->type = PTR_TO_RDONLY_BUF;
6889                 } else if (reg->type == PTR_TO_RDWR_BUF_OR_NULL) {
6890                         reg->type = PTR_TO_RDWR_BUF;
6891                 }
6892                 if (is_null) {
6893                         /* We don't need id and ref_obj_id from this point
6894                          * onwards anymore, thus we should better reset it,
6895                          * so that state pruning has chances to take effect.
6896                          */
6897                         reg->id = 0;
6898                         reg->ref_obj_id = 0;
6899                 } else if (!reg_may_point_to_spin_lock(reg)) {
6900                         /* For not-NULL ptr, reg->ref_obj_id will be reset
6901                          * in release_reg_references().
6902                          *
6903                          * reg->id is still used by spin_lock ptr. Other
6904                          * than spin_lock ptr type, reg->id can be reset.
6905                          */
6906                         reg->id = 0;
6907                 }
6908         }
6909 }
6910
6911 static void __mark_ptr_or_null_regs(struct bpf_func_state *state, u32 id,
6912                                     bool is_null)
6913 {
6914         struct bpf_reg_state *reg;
6915         int i;
6916
6917         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
6918                 mark_ptr_or_null_reg(state, &state->regs[i], id, is_null);
6919
6920         bpf_for_each_spilled_reg(i, state, reg) {
6921                 if (!reg)
6922                         continue;
6923                 mark_ptr_or_null_reg(state, reg, id, is_null);
6924         }
6925 }
6926
6927 /* The logic is similar to find_good_pkt_pointers(), both could eventually
6928  * be folded together at some point.
6929  */
6930 static void mark_ptr_or_null_regs(struct bpf_verifier_state *vstate, u32 regno,
6931                                   bool is_null)
6932 {
6933         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
6934         struct bpf_reg_state *regs = state->regs;
6935         u32 ref_obj_id = regs[regno].ref_obj_id;
6936         u32 id = regs[regno].id;
6937         int i;
6938
6939         if (ref_obj_id && ref_obj_id == id && is_null)
6940                 /* regs[regno] is in the " == NULL" branch.
6941                  * No one could have freed the reference state before
6942                  * doing the NULL check.
6943                  */
6944                 WARN_ON_ONCE(release_reference_state(state, id));
6945
6946         for (i = 0; i <= vstate->curframe; i++)
6947                 __mark_ptr_or_null_regs(vstate->frame[i], id, is_null);
6948 }
6949
6950 static bool try_match_pkt_pointers(const struct bpf_insn *insn,
6951                                    struct bpf_reg_state *dst_reg,
6952                                    struct bpf_reg_state *src_reg,
6953                                    struct bpf_verifier_state *this_branch,
6954                                    struct bpf_verifier_state *other_branch)
6955 {
6956         if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_X)
6957                 return false;
6958
6959         /* Pointers are always 64-bit. */
6960         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP32)
6961                 return false;
6962
6963         switch (BPF_OP(insn->code)) {
6964         case BPF_JGT:
6965                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
6966                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
6967                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
6968                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
6969                         /* pkt_data' > pkt_end, pkt_meta' > pkt_data */
6970                         find_good_pkt_pointers(this_branch, dst_reg,
6971                                                dst_reg->type, false);
6972                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
6973                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
6974                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
6975                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
6976                         /* pkt_end > pkt_data', pkt_data > pkt_meta' */
6977                         find_good_pkt_pointers(other_branch, src_reg,
6978                                                src_reg->type, true);
6979                 } else {
6980                         return false;
6981                 }
6982                 break;
6983         case BPF_JLT:
6984                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
6985                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
6986                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
6987                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
6988                         /* pkt_data' < pkt_end, pkt_meta' < pkt_data */
6989                         find_good_pkt_pointers(other_branch, dst_reg,
6990                                                dst_reg->type, true);
6991                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
6992                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
6993                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
6994                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
6995                         /* pkt_end < pkt_data', pkt_data > pkt_meta' */
6996                         find_good_pkt_pointers(this_branch, src_reg,
6997                                                src_reg->type, false);
6998                 } else {
6999                         return false;
7000                 }
7001                 break;
7002         case BPF_JGE:
7003                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
7004                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
7005                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
7006                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
7007                         /* pkt_data' >= pkt_end, pkt_meta' >= pkt_data */
7008                         find_good_pkt_pointers(this_branch, dst_reg,
7009                                                dst_reg->type, true);
7010                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
7011                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
7012                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
7013                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
7014                         /* pkt_end >= pkt_data', pkt_data >= pkt_meta' */
7015                         find_good_pkt_pointers(other_branch, src_reg,
7016                                                src_reg->type, false);
7017                 } else {
7018                         return false;
7019                 }
7020                 break;
7021         case BPF_JLE:
7022                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
7023                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
7024                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
7025                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
7026                         /* pkt_data' <= pkt_end, pkt_meta' <= pkt_data */
7027                         find_good_pkt_pointers(other_branch, dst_reg,
7028                                                dst_reg->type, false);
7029                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
7030                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
7031                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
7032                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
7033                         /* pkt_end <= pkt_data', pkt_data <= pkt_meta' */
7034                         find_good_pkt_pointers(this_branch, src_reg,
7035                                                src_reg->type, true);
7036                 } else {
7037                         return false;
7038                 }
7039                 break;
7040         default:
7041                 return false;
7042         }
7043
7044         return true;
7045 }
7046
7047 static int check_cond_jmp_op(struct bpf_verifier_env *env,
7048                              struct bpf_insn *insn, int *insn_idx)
7049 {
7050         struct bpf_verifier_state *this_branch = env->cur_state;
7051         struct bpf_verifier_state *other_branch;
7052         struct bpf_reg_state *regs = this_branch->frame[this_branch->curframe]->regs;
7053         struct bpf_reg_state *dst_reg, *other_branch_regs, *src_reg = NULL;
7054         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
7055         bool is_jmp32;
7056         int pred = -1;
7057         int err;
7058
7059         /* Only conditional jumps are expected to reach here. */
7060         if (opcode == BPF_JA || opcode > BPF_JSLE) {
7061                 verbose(env, "invalid BPF_JMP/JMP32 opcode %x\n", opcode);
7062                 return -EINVAL;
7063         }
7064
7065         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
7066                 if (insn->imm != 0) {
7067                         verbose(env, "BPF_JMP/JMP32 uses reserved fields\n");
7068                         return -EINVAL;
7069                 }
7070
7071                 /* check src1 operand */
7072                 err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
7073                 if (err)
7074                         return err;
7075
7076                 if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
7077                         verbose(env, "R%d pointer comparison prohibited\n",
7078                                 insn->src_reg);
7079                         return -EACCES;
7080                 }
7081                 src_reg = &regs[insn->src_reg];
7082         } else {
7083                 if (insn->src_reg != BPF_REG_0) {
7084                         verbose(env, "BPF_JMP/JMP32 uses reserved fields\n");
7085                         return -EINVAL;
7086                 }
7087         }
7088
7089         /* check src2 operand */
7090         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
7091         if (err)
7092                 return err;
7093
7094         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
7095         is_jmp32 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP32;
7096
7097         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
7098                 pred = is_branch_taken(dst_reg, insn->imm, opcode, is_jmp32);
7099         } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE &&
7100                    is_jmp32 && tnum_is_const(tnum_subreg(src_reg->var_off))) {
7101                 pred = is_branch_taken(dst_reg,
7102                                        tnum_subreg(src_reg->var_off).value,
7103                                        opcode,
7104                                        is_jmp32);
7105         } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE &&
7106                    !is_jmp32 && tnum_is_const(src_reg->var_off)) {
7107                 pred = is_branch_taken(dst_reg,
7108                                        src_reg->var_off.value,
7109                                        opcode,
7110                                        is_jmp32);
7111         }
7112
7113         if (pred >= 0) {
7114                 /* If we get here with a dst_reg pointer type it is because
7115                  * above is_branch_taken() special cased the 0 comparison.
7116                  */
7117                 if (!__is_pointer_value(false, dst_reg))
7118                         err = mark_chain_precision(env, insn->dst_reg);
7119                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X && !err)
7120                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
7121                 if (err)
7122                         return err;
7123         }
7124         if (pred == 1) {
7125                 /* only follow the goto, ignore fall-through */
7126                 *insn_idx += insn->off;
7127                 return 0;
7128         } else if (pred == 0) {
7129                 /* only follow fall-through branch, since
7130                  * that's where the program will go
7131                  */
7132                 return 0;
7133         }
7134
7135         other_branch = push_stack(env, *insn_idx + insn->off + 1, *insn_idx,
7136                                   false);
7137         if (!other_branch)
7138                 return -EFAULT;
7139         other_branch_regs = other_branch->frame[other_branch->curframe]->regs;
7140
7141         /* detect if we are comparing against a constant value so we can adjust
7142          * our min/max values for our dst register.
7143          * this is only legit if both are scalars (or pointers to the same
7144          * object, I suppose, but we don't support that right now), because
7145          * otherwise the different base pointers mean the offsets aren't
7146          * comparable.
7147          */
7148         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
7149                 struct bpf_reg_state *src_reg = &regs[insn->src_reg];
7150
7151                 if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE &&
7152                     src_reg->type == SCALAR_VALUE) {
7153                         if (tnum_is_const(src_reg->var_off) ||
7154                             (is_jmp32 &&
7155                              tnum_is_const(tnum_subreg(src_reg->var_off))))
7156                                 reg_set_min_max(&other_branch_regs[insn->dst_reg],
7157                                                 dst_reg,
7158                                                 src_reg->var_off.value,
7159                                                 tnum_subreg(src_reg->var_off).value,
7160                                                 opcode, is_jmp32);
7161                         else if (tnum_is_const(dst_reg->var_off) ||
7162                                  (is_jmp32 &&
7163                                   tnum_is_const(tnum_subreg(dst_reg->var_off))))
7164                                 reg_set_min_max_inv(&other_branch_regs[insn->src_reg],
7165                                                     src_reg,
7166                                                     dst_reg->var_off.value,
7167                                                     tnum_subreg(dst_reg->var_off).value,
7168                                                     opcode, is_jmp32);
7169                         else if (!is_jmp32 &&
7170                                  (opcode == BPF_JEQ || opcode == BPF_JNE))
7171                                 /* Comparing for equality, we can combine knowledge */
7172                                 reg_combine_min_max(&other_branch_regs[insn->src_reg],
7173                                                     &other_branch_regs[insn->dst_reg],
7174                                                     src_reg, dst_reg, opcode);
7175                 }
7176         } else if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE) {
7177                 reg_set_min_max(&other_branch_regs[insn->dst_reg],
7178                                         dst_reg, insn->imm, (u32)insn->imm,
7179                                         opcode, is_jmp32);
7180         }
7181
7182         /* detect if R == 0 where R is returned from bpf_map_lookup_elem().
7183          * NOTE: these optimizations below are related with pointer comparison
7184          *       which will never be JMP32.
7185          */
7186         if (!is_jmp32 && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K &&
7187             insn->imm == 0 && (opcode == BPF_JEQ || opcode == BPF_JNE) &&
7188             reg_type_may_be_null(dst_reg->type)) {
7189                 /* Mark all identical registers in each branch as either
7190                  * safe or unknown depending R == 0 or R != 0 conditional.
7191                  */
7192                 mark_ptr_or_null_regs(this_branch, insn->dst_reg,
7193                                       opcode == BPF_JNE);
7194                 mark_ptr_or_null_regs(other_branch, insn->dst_reg,
7195                                       opcode == BPF_JEQ);
7196         } else if (!try_match_pkt_pointers(insn, dst_reg, &regs[insn->src_reg],
7197                                            this_branch, other_branch) &&
7198                    is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
7199                 verbose(env, "R%d pointer comparison prohibited\n",
7200                         insn->dst_reg);
7201                 return -EACCES;
7202         }
7203         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
7204                 print_verifier_state(env, this_branch->frame[this_branch->curframe]);
7205         return 0;
7206 }
7207
7208 /* verify BPF_LD_IMM64 instruction */
7209 static int check_ld_imm(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
7210 {
7211         struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
7212         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
7213         struct bpf_map *map;
7214         int err;
7215
7216         if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW) {
7217                 verbose(env, "invalid BPF_LD_IMM insn\n");
7218                 return -EINVAL;
7219         }
7220         if (insn->off != 0) {
7221                 verbose(env, "BPF_LD_IMM64 uses reserved fields\n");
7222                 return -EINVAL;
7223         }
7224
7225         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP);
7226         if (err)
7227                 return err;
7228
7229         if (insn->src_reg == 0) {
7230                 u64 imm = ((u64)(insn + 1)->imm << 32) | (u32)insn->imm;
7231
7232                 regs[insn->dst_reg].type = SCALAR_VALUE;
7233                 __mark_reg_known(&regs[insn->dst_reg], imm);
7234                 return 0;
7235         }
7236
7237         map = env->used_maps[aux->map_index];
7238         mark_reg_known_zero(env, regs, insn->dst_reg);
7239         regs[insn->dst_reg].map_ptr = map;
7240
7241         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_VALUE) {
7242                 regs[insn->dst_reg].type = PTR_TO_MAP_VALUE;
7243                 regs[insn->dst_reg].off = aux->map_off;
7244                 if (map_value_has_spin_lock(map))
7245                         regs[insn->dst_reg].id = ++env->id_gen;
7246         } else if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD) {
7247                 regs[insn->dst_reg].type = CONST_PTR_TO_MAP;
7248         } else {
7249                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
7250                 return -EINVAL;
7251         }
7252
7253         return 0;
7254 }
7255
7256 static bool may_access_skb(enum bpf_prog_type type)
7257 {
7258         switch (type) {
7259         case BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER:
7260         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
7261         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
7262                 return true;
7263         default:
7264                 return false;
7265         }
7266 }
7267
7268 /* verify safety of LD_ABS|LD_IND instructions:
7269  * - they can only appear in the programs where ctx == skb
7270  * - since they are wrappers of function calls, they scratch R1-R5 registers,
7271  *   preserve R6-R9, and store return value into R0
7272  *
7273  * Implicit input:
7274  *   ctx == skb == R6 == CTX
7275  *
7276  * Explicit input:
7277  *   SRC == any register
7278  *   IMM == 32-bit immediate
7279  *
7280  * Output:
7281  *   R0 - 8/16/32-bit skb data converted to cpu endianness
7282  */
7283 static int check_ld_abs(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
7284 {
7285         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
7286         static const int ctx_reg = BPF_REG_6;
7287         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
7288         int i, err;
7289
7290         if (!may_access_skb(env->prog->type)) {
7291                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] instructions not allowed for this program type\n");
7292                 return -EINVAL;
7293         }
7294
7295         if (!env->ops->gen_ld_abs) {
7296                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
7297                 return -EINVAL;
7298         }
7299
7300         if (env->subprog_cnt > 1) {
7301                 /* when program has LD_ABS insn JITs and interpreter assume
7302                  * that r1 == ctx == skb which is not the case for callees
7303                  * that can have arbitrary arguments. It's problematic
7304                  * for main prog as well since JITs would need to analyze
7305                  * all functions in order to make proper register save/restore
7306                  * decisions in the main prog. Hence disallow LD_ABS with calls
7307                  */
7308                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] instructions cannot be mixed with bpf-to-bpf calls\n");
7309                 return -EINVAL;
7310         }
7311
7312         if (insn->dst_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0 ||
7313             BPF_SIZE(insn->code) == BPF_DW ||
7314             (mode == BPF_ABS && insn->src_reg != BPF_REG_0)) {
7315                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] uses reserved fields\n");
7316                 return -EINVAL;
7317         }
7318
7319         /* check whether implicit source operand (register R6) is readable */
7320         err = check_reg_arg(env, ctx_reg, SRC_OP);
7321         if (err)
7322                 return err;
7323
7324         /* Disallow usage of BPF_LD_[ABS|IND] with reference tracking, as
7325          * gen_ld_abs() may terminate the program at runtime, leading to
7326          * reference leak.
7327          */
7328         err = check_reference_leak(env);
7329         if (err) {
7330                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be mixed with socket references\n");
7331                 return err;
7332         }
7333
7334         if (env->cur_state->active_spin_lock) {
7335                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be used inside bpf_spin_lock-ed region\n");
7336                 return -EINVAL;
7337         }
7338
7339         if (regs[ctx_reg].type != PTR_TO_CTX) {
7340                 verbose(env,
7341                         "at the time of BPF_LD_ABS|IND R6 != pointer to skb\n");
7342                 return -EINVAL;
7343         }
7344
7345         if (mode == BPF_IND) {
7346                 /* check explicit source operand */
7347                 err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
7348                 if (err)
7349                         return err;
7350         }
7351
7352         err = check_ctx_reg(env, &regs[ctx_reg], ctx_reg);
7353         if (err < 0)
7354                 return err;
7355
7356         /* reset caller saved regs to unreadable */
7357         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
7358                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
7359                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
7360         }
7361
7362         /* mark destination R0 register as readable, since it contains
7363          * the value fetched from the packet.
7364          * Already marked as written above.
7365          */
7366         mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
7367         /* ld_abs load up to 32-bit skb data. */
7368         regs[BPF_REG_0].subreg_def = env->insn_idx + 1;
7369         return 0;
7370 }
7371
7372 static int check_return_code(struct bpf_verifier_env *env)
7373 {
7374         struct tnum enforce_attach_type_range = tnum_unknown;
7375         const struct bpf_prog *prog = env->prog;
7376         struct bpf_reg_state *reg;
7377         struct tnum range = tnum_range(0, 1);
7378         int err;
7379
7380         /* LSM and struct_ops func-ptr's return type could be "void" */
7381         if ((env->prog->type == BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS ||
7382              env->prog->type == BPF_PROG_TYPE_LSM) &&
7383             !prog->aux->attach_func_proto->type)
7384                 return 0;
7385
7386         /* eBPF calling convetion is such that R0 is used
7387          * to return the value from eBPF program.
7388          * Make sure that it's readable at this time
7389          * of bpf_exit, which means that program wrote
7390          * something into it earlier
7391          */
7392         err = check_reg_arg(env, BPF_REG_0, SRC_OP);
7393         if (err)
7394                 return err;
7395
7396         if (is_pointer_value(env, BPF_REG_0)) {
7397                 verbose(env, "R0 leaks addr as return value\n");
7398                 return -EACCES;
7399         }
7400
7401         switch (env->prog->type) {
7402         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK_ADDR:
7403                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UDP4_RECVMSG ||
7404                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UDP6_RECVMSG ||
7405                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_GETPEERNAME ||
7406                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_GETPEERNAME ||
7407                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_GETSOCKNAME ||
7408                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_GETSOCKNAME)
7409                         range = tnum_range(1, 1);
7410                 break;
7411         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SKB:
7412                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET_EGRESS) {
7413                         range = tnum_range(0, 3);
7414                         enforce_attach_type_range = tnum_range(2, 3);
7415                 }
7416                 break;
7417         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK:
7418         case BPF_PROG_TYPE_SOCK_OPS:
7419         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_DEVICE:
7420         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SYSCTL:
7421         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCKOPT:
7422                 break;
7423         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT:
7424                 if (!env->prog->aux->attach_btf_id)
7425                         return 0;
7426                 range = tnum_const(0);
7427                 break;
7428         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
7429                 switch (env->prog->expected_attach_type) {
7430                 case BPF_TRACE_FENTRY:
7431                 case BPF_TRACE_FEXIT:
7432                         range = tnum_const(0);
7433                         break;
7434                 case BPF_TRACE_RAW_TP:
7435                 case BPF_MODIFY_RETURN:
7436                         return 0;
7437                 case BPF_TRACE_ITER:
7438                         break;
7439                 default:
7440                         return -ENOTSUPP;
7441                 }
7442                 break;
7443         case BPF_PROG_TYPE_SK_LOOKUP:
7444                 range = tnum_range(SK_DROP, SK_PASS);
7445                 break;
7446         case BPF_PROG_TYPE_EXT:
7447                 /* freplace program can return anything as its return value
7448                  * depends on the to-be-replaced kernel func or bpf program.
7449                  */
7450         default:
7451                 return 0;
7452         }
7453
7454         reg = cur_regs(env) + BPF_REG_0;
7455         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
7456                 verbose(env, "At program exit the register R0 is not a known value (%s)\n",
7457                         reg_type_str[reg->type]);
7458                 return -EINVAL;
7459         }
7460
7461         if (!tnum_in(range, reg->var_off)) {
7462                 char tn_buf[48];
7463
7464                 verbose(env, "At program exit the register R0 ");
7465                 if (!tnum_is_unknown(reg->var_off)) {
7466                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
7467                         verbose(env, "has value %s", tn_buf);
7468                 } else {
7469                         verbose(env, "has unknown scalar value");
7470                 }
7471                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), range);
7472                 verbose(env, " should have been in %s\n", tn_buf);
7473                 return -EINVAL;
7474         }
7475
7476         if (!tnum_is_unknown(enforce_attach_type_range) &&
7477             tnum_in(enforce_attach_type_range, reg->var_off))
7478                 env->prog->enforce_expected_attach_type = 1;
7479         return 0;
7480 }
7481
7482 /* non-recursive DFS pseudo code
7483  * 1  procedure DFS-iterative(G,v):
7484  * 2      label v as discovered
7485  * 3      let S be a stack
7486  * 4      S.push(v)
7487  * 5      while S is not empty
7488  * 6            t <- S.pop()
7489  * 7            if t is what we're looking for:
7490  * 8                return t
7491  * 9            for all edges e in G.adjacentEdges(t) do
7492  * 10               if edge e is already labelled
7493  * 11                   continue with the next edge
7494  * 12               w <- G.adjacentVertex(t,e)
7495  * 13               if vertex w is not discovered and not explored
7496  * 14                   label e as tree-edge
7497  * 15                   label w as discovered
7498  * 16                   S.push(w)
7499  * 17                   continue at 5
7500  * 18               else if vertex w is discovered
7501  * 19                   label e as back-edge
7502  * 20               else
7503  * 21                   // vertex w is explored
7504  * 22                   label e as forward- or cross-edge
7505  * 23           label t as explored
7506  * 24           S.pop()
7507  *
7508  * convention:
7509  * 0x10 - discovered
7510  * 0x11 - discovered and fall-through edge labelled
7511  * 0x12 - discovered and fall-through and branch edges labelled
7512  * 0x20 - explored
7513  */
7514
7515 enum {
7516         DISCOVERED = 0x10,
7517         EXPLORED = 0x20,
7518         FALLTHROUGH = 1,
7519         BRANCH = 2,
7520 };
7521
7522 static u32 state_htab_size(struct bpf_verifier_env *env)
7523 {
7524         return env->prog->len;
7525 }
7526
7527 static struct bpf_verifier_state_list **explored_state(
7528                                         struct bpf_verifier_env *env,
7529                                         int idx)
7530 {
7531         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
7532         struct bpf_func_state *state = cur->frame[cur->curframe];
7533
7534         return &env->explored_states[(idx ^ state->callsite) % state_htab_size(env)];
7535 }
7536
7537 static void init_explored_state(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
7538 {
7539         env->insn_aux_data[idx].prune_point = true;
7540 }
7541
7542 /* t, w, e - match pseudo-code above:
7543  * t - index of current instruction
7544  * w - next instruction
7545  * e - edge
7546  */
7547 static int push_insn(int t, int w, int e, struct bpf_verifier_env *env,
7548                      bool loop_ok)
7549 {
7550         int *insn_stack = env->cfg.insn_stack;
7551         int *insn_state = env->cfg.insn_state;
7552
7553         if (e == FALLTHROUGH && insn_state[t] >= (DISCOVERED | FALLTHROUGH))
7554                 return 0;
7555
7556         if (e == BRANCH && insn_state[t] >= (DISCOVERED | BRANCH))
7557                 return 0;
7558
7559         if (w < 0 || w >= env->prog->len) {
7560                 verbose_linfo(env, t, "%d: ", t);
7561                 verbose(env, "jump out of range from insn %d to %d\n", t, w);
7562                 return -EINVAL;
7563         }
7564
7565         if (e == BRANCH)
7566                 /* mark branch target for state pruning */
7567                 init_explored_state(env, w);
7568
7569         if (insn_state[w] == 0) {
7570                 /* tree-edge */
7571                 insn_state[t] = DISCOVERED | e;
7572                 insn_state[w] = DISCOVERED;
7573                 if (env->cfg.cur_stack >= env->prog->len)
7574                         return -E2BIG;
7575                 insn_stack[env->cfg.cur_stack++] = w;
7576                 return 1;
7577         } else if ((insn_state[w] & 0xF0) == DISCOVERED) {
7578                 if (loop_ok && env->bpf_capable)
7579                         return 0;
7580                 verbose_linfo(env, t, "%d: ", t);
7581                 verbose_linfo(env, w, "%d: ", w);
7582                 verbose(env, "back-edge from insn %d to %d\n", t, w);
7583                 return -EINVAL;
7584         } else if (insn_state[w] == EXPLORED) {
7585                 /* forward- or cross-edge */
7586                 insn_state[t] = DISCOVERED | e;
7587         } else {
7588                 verbose(env, "insn state internal bug\n");
7589                 return -EFAULT;
7590         }
7591         return 0;
7592 }
7593
7594 /* non-recursive depth-first-search to detect loops in BPF program
7595  * loop == back-edge in directed graph
7596  */
7597 static int check_cfg(struct bpf_verifier_env *env)
7598 {
7599         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
7600         int insn_cnt = env->prog->len;
7601         int *insn_stack, *insn_state;
7602         int ret = 0;
7603         int i, t;
7604
7605         insn_state = env->cfg.insn_state = kvcalloc(insn_cnt, sizeof(int), GFP_KERNEL);
7606         if (!insn_state)
7607                 return -ENOMEM;
7608
7609         insn_stack = env->cfg.insn_stack = kvcalloc(insn_cnt, sizeof(int), GFP_KERNEL);
7610         if (!insn_stack) {
7611                 kvfree(insn_state);
7612                 return -ENOMEM;
7613         }
7614
7615         insn_state[0] = DISCOVERED; /* mark 1st insn as discovered */
7616         insn_stack[0] = 0; /* 0 is the first instruction */
7617         env->cfg.cur_stack = 1;
7618
7619 peek_stack:
7620         if (env->cfg.cur_stack == 0)
7621                 goto check_state;
7622         t = insn_stack[env->cfg.cur_stack - 1];
7623
7624         if (BPF_CLASS(insns[t].code) == BPF_JMP ||
7625             BPF_CLASS(insns[t].code) == BPF_JMP32) {
7626                 u8 opcode = BPF_OP(insns[t].code);
7627
7628                 if (opcode == BPF_EXIT) {
7629                         goto mark_explored;
7630                 } else if (opcode == BPF_CALL) {
7631                         ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, false);
7632                         if (ret == 1)
7633                                 goto peek_stack;
7634                         else if (ret < 0)
7635                                 goto err_free;
7636                         if (t + 1 < insn_cnt)
7637                                 init_explored_state(env, t + 1);
7638                         if (insns[t].src_reg == BPF_PSEUDO_CALL) {
7639                                 init_explored_state(env, t);
7640                                 ret = push_insn(t, t + insns[t].imm + 1, BRANCH,
7641                                                 env, false);
7642                                 if (ret == 1)
7643                                         goto peek_stack;
7644                                 else if (ret < 0)
7645                                         goto err_free;
7646                         }
7647                 } else if (opcode == BPF_JA) {
7648                         if (BPF_SRC(insns[t].code) != BPF_K) {
7649                                 ret = -EINVAL;
7650                                 goto err_free;
7651                         }
7652                         /* unconditional jump with single edge */
7653                         ret = push_insn(t, t + insns[t].off + 1,
7654                                         FALLTHROUGH, env, true);
7655                         if (ret == 1)
7656                                 goto peek_stack;
7657                         else if (ret < 0)
7658                                 goto err_free;
7659                         /* unconditional jmp is not a good pruning point,
7660                          * but it's marked, since backtracking needs
7661                          * to record jmp history in is_state_visited().
7662                          */
7663                         init_explored_state(env, t + insns[t].off + 1);
7664                         /* tell verifier to check for equivalent states
7665                          * after every call and jump
7666                          */
7667                         if (t + 1 < insn_cnt)
7668                                 init_explored_state(env, t + 1);
7669                 } else {
7670                         /* conditional jump with two edges */
7671                         init_explored_state(env, t);
7672                         ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, true);
7673                         if (ret == 1)
7674                                 goto peek_stack;
7675                         else if (ret < 0)
7676                                 goto err_free;
7677
7678                         ret = push_insn(t, t + insns[t].off + 1, BRANCH, env, true);
7679                         if (ret == 1)
7680                                 goto peek_stack;
7681                         else if (ret < 0)
7682                                 goto err_free;
7683                 }
7684         } else {
7685                 /* all other non-branch instructions with single
7686                  * fall-through edge
7687                  */
7688                 ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, false);
7689                 if (ret == 1)
7690                         goto peek_stack;
7691                 else if (ret < 0)
7692                         goto err_free;
7693         }
7694
7695 mark_explored:
7696         insn_state[t] = EXPLORED;
7697         if (env->cfg.cur_stack-- <= 0) {
7698                 verbose(env, "pop stack internal bug\n");
7699                 ret = -EFAULT;
7700                 goto err_free;
7701         }
7702         goto peek_stack;
7703
7704 check_state:
7705         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
7706                 if (insn_state[i] != EXPLORED) {
7707                         verbose(env, "unreachable insn %d\n", i);
7708                         ret = -EINVAL;
7709                         goto err_free;
7710                 }
7711         }
7712         ret = 0; /* cfg looks good */
7713
7714 err_free:
7715         kvfree(insn_state);
7716         kvfree(insn_stack);
7717         env->cfg.insn_state = env->cfg.insn_stack = NULL;
7718         return ret;
7719 }
7720
7721 /* The minimum supported BTF func info size */
7722 #define MIN_BPF_FUNCINFO_SIZE   8
7723 #define MAX_FUNCINFO_REC_SIZE   252
7724
7725 static int check_btf_func(struct bpf_verifier_env *env,
7726                           const union bpf_attr *attr,
7727                           union bpf_attr __user *uattr)
7728 {
7729         u32 i, nfuncs, urec_size, min_size;
7730         u32 krec_size = sizeof(struct bpf_func_info);
7731         struct bpf_func_info *krecord;
7732         struct bpf_func_info_aux *info_aux = NULL;
7733         const struct btf_type *type;
7734         struct bpf_prog *prog;
7735         const struct btf *btf;
7736         void __user *urecord;
7737         u32 prev_offset = 0;
7738         int ret = -ENOMEM;
7739
7740         nfuncs = attr->func_info_cnt;
7741         if (!nfuncs)
7742                 return 0;
7743
7744         if (nfuncs != env->subprog_cnt) {
7745                 verbose(env, "number of funcs in func_info doesn't match number of subprogs\n");
7746                 return -EINVAL;
7747         }
7748
7749         urec_size = attr->func_info_rec_size;
7750         if (urec_size < MIN_BPF_FUNCINFO_SIZE ||
7751             urec_size > MAX_FUNCINFO_REC_SIZE ||
7752             urec_size % sizeof(u32)) {
7753                 verbose(env, "invalid func info rec size %u\n", urec_size);
7754                 return -EINVAL;
7755         }
7756
7757         prog = env->prog;
7758         btf = prog->aux->btf;
7759
7760         urecord = u64_to_user_ptr(attr->func_info);
7761         min_size = min_t(u32, krec_size, urec_size);
7762
7763         krecord = kvcalloc(nfuncs, krec_size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
7764         if (!krecord)
7765                 return -ENOMEM;
7766         info_aux = kcalloc(nfuncs, sizeof(*info_aux), GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
7767         if (!info_aux)
7768                 goto err_free;
7769
7770         for (i = 0; i < nfuncs; i++) {
7771                 ret = bpf_check_uarg_tail_zero(urecord, krec_size, urec_size);
7772                 if (ret) {
7773                         if (ret == -E2BIG) {
7774                                 verbose(env, "nonzero tailing record in func info");
7775                                 /* set the size kernel expects so loader can zero
7776                                  * out the rest of the record.
7777                                  */
7778                                 if (put_user(min_size, &uattr->func_info_rec_size))
7779                                         ret = -EFAULT;
7780                         }
7781                         goto err_free;
7782                 }
7783
7784                 if (copy_from_user(&krecord[i], urecord, min_size)) {
7785                         ret = -EFAULT;
7786                         goto err_free;
7787                 }
7788
7789                 /* check insn_off */
7790                 if (i == 0) {
7791                         if (krecord[i].insn_off) {
7792                                 verbose(env,
7793                                         "nonzero insn_off %u for the first func info record",
7794                                         krecord[i].insn_off);
7795                                 ret = -EINVAL;
7796                                 goto err_free;
7797                         }
7798                 } else if (krecord[i].insn_off <= prev_offset) {
7799                         verbose(env,
7800                                 "same or smaller insn offset (%u) than previous func info record (%u)",
7801                                 krecord[i].insn_off, prev_offset);
7802                         ret = -EINVAL;
7803                         goto err_free;
7804                 }
7805
7806                 if (env->subprog_info[i].start != krecord[i].insn_off) {
7807                         verbose(env, "func_info BTF section doesn't match subprog layout in BPF program\n");
7808                         ret = -EINVAL;
7809                         goto err_free;
7810                 }
7811
7812                 /* check type_id */
7813                 type = btf_type_by_id(btf, krecord[i].type_id);
7814                 if (!type || !btf_type_is_func(type)) {
7815                         verbose(env, "invalid type id %d in func info",
7816                                 krecord[i].type_id);
7817                         ret = -EINVAL;
7818                         goto err_free;
7819                 }
7820                 info_aux[i].linkage = BTF_INFO_VLEN(type->info);
7821                 prev_offset = krecord[i].insn_off;
7822                 urecord += urec_size;
7823         }
7824
7825         prog->aux->func_info = krecord;
7826         prog->aux->func_info_cnt = nfuncs;
7827         prog->aux->func_info_aux = info_aux;
7828         return 0;
7829
7830 err_free:
7831         kvfree(krecord);
7832         kfree(info_aux);
7833         return ret;
7834 }
7835
7836 static void adjust_btf_func(struct bpf_verifier_env *env)
7837 {
7838         struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
7839         int i;
7840
7841         if (!aux->func_info)
7842                 return;
7843
7844         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
7845                 aux->func_info[i].insn_off = env->subprog_info[i].start;
7846 }
7847
7848 #define MIN_BPF_LINEINFO_SIZE   (offsetof(struct bpf_line_info, line_col) + \
7849                 sizeof(((struct bpf_line_info *)(0))->line_col))
7850 #define MAX_LINEINFO_REC_SIZE   MAX_FUNCINFO_REC_SIZE
7851
7852 static int check_btf_line(struct bpf_verifier_env *env,
7853                           const union bpf_attr *attr,
7854                           union bpf_attr __user *uattr)
7855 {
7856         u32 i, s, nr_linfo, ncopy, expected_size, rec_size, prev_offset = 0;
7857         struct bpf_subprog_info *sub;
7858         struct bpf_line_info *linfo;
7859         struct bpf_prog *prog;
7860         const struct btf *btf;
7861         void __user *ulinfo;
7862         int err;
7863
7864         nr_linfo = attr->line_info_cnt;
7865         if (!nr_linfo)
7866                 return 0;
7867
7868         rec_size = attr->line_info_rec_size;
7869         if (rec_size < MIN_BPF_LINEINFO_SIZE ||
7870             rec_size > MAX_LINEINFO_REC_SIZE ||
7871             rec_size & (sizeof(u32) - 1))
7872                 return -EINVAL;
7873
7874         /* Need to zero it in case the userspace may
7875          * pass in a smaller bpf_line_info object.
7876          */
7877         linfo = kvcalloc(nr_linfo, sizeof(struct bpf_line_info),
7878                          GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
7879         if (!linfo)
7880                 return -ENOMEM;
7881
7882         prog = env->prog;
7883         btf = prog->aux->btf;
7884
7885         s = 0;
7886         sub = env->subprog_info;
7887         ulinfo = u64_to_user_ptr(attr->line_info);
7888         expected_size = sizeof(struct bpf_line_info);
7889         ncopy = min_t(u32, expected_size, rec_size);
7890         for (i = 0; i < nr_linfo; i++) {
7891                 err = bpf_check_uarg_tail_zero(ulinfo, expected_size, rec_size);
7892                 if (err) {
7893                         if (err == -E2BIG) {
7894                                 verbose(env, "nonzero tailing record in line_info");
7895                                 if (put_user(expected_size,
7896                                              &uattr->line_info_rec_size))
7897                                         err = -EFAULT;
7898                         }
7899                         goto err_free;
7900                 }
7901
7902                 if (copy_from_user(&linfo[i], ulinfo, ncopy)) {
7903                         err = -EFAULT;
7904                         goto err_free;
7905                 }
7906
7907                 /*
7908                  * Check insn_off to ensure
7909                  * 1) strictly increasing AND
7910                  * 2) bounded by prog->len
7911                  *
7912                  * The linfo[0].insn_off == 0 check logically falls into
7913                  * the later "missing bpf_line_info for func..." case
7914                  * because the first linfo[0].insn_off must be the
7915                  * first sub also and the first sub must have
7916                  * subprog_info[0].start == 0.
7917                  */
7918                 if ((i && linfo[i].insn_off <= prev_offset) ||
7919                     linfo[i].insn_off >= prog->len) {
7920                         verbose(env, "Invalid line_info[%u].insn_off:%u (prev_offset:%u prog->len:%u)\n",
7921                                 i, linfo[i].insn_off, prev_offset,
7922                                 prog->len);
7923                         err = -EINVAL;
7924                         goto err_free;
7925                 }
7926
7927                 if (!prog->insnsi[linfo[i].insn_off].code) {
7928                         verbose(env,
7929                                 "Invalid insn code at line_info[%u].insn_off\n",
7930                                 i);
7931                         err = -EINVAL;
7932                         goto err_free;
7933                 }
7934
7935                 if (!btf_name_by_offset(btf, linfo[i].line_off) ||
7936                     !btf_name_by_offset(btf, linfo[i].file_name_off)) {
7937                         verbose(env, "Invalid line_info[%u].line_off or .file_name_off\n", i);
7938                         err = -EINVAL;
7939                         goto err_free;
7940                 }
7941
7942                 if (s != env->subprog_cnt) {
7943                         if (linfo[i].insn_off == sub[s].start) {
7944                                 sub[s].linfo_idx = i;
7945                                 s++;
7946                         } else if (sub[s].start < linfo[i].insn_off) {
7947                                 verbose(env, "missing bpf_line_info for func#%u\n", s);
7948                                 err = -EINVAL;
7949                                 goto err_free;
7950                         }
7951                 }
7952
7953                 prev_offset = linfo[i].insn_off;
7954                 ulinfo += rec_size;
7955         }
7956
7957         if (s != env->subprog_cnt) {
7958                 verbose(env, "missing bpf_line_info for %u funcs starting from func#%u\n",
7959                         env->subprog_cnt - s, s);
7960                 err = -EINVAL;
7961                 goto err_free;
7962         }
7963
7964         prog->aux->linfo = linfo;
7965         prog->aux->nr_linfo = nr_linfo;
7966
7967         return 0;
7968
7969 err_free:
7970         kvfree(linfo);
7971         return err;
7972 }
7973
7974 static int check_btf_info(struct bpf_verifier_env *env,
7975                           const union bpf_attr *attr,
7976                           union bpf_attr __user *uattr)
7977 {
7978         struct btf *btf;
7979         int err;
7980
7981         if (!attr->func_info_cnt && !attr->line_info_cnt)
7982                 return 0;
7983
7984         btf = btf_get_by_fd(attr->prog_btf_fd);
7985         if (IS_ERR(btf))
7986                 return PTR_ERR(btf);
7987         env->prog->aux->btf = btf;
7988
7989         err = check_btf_func(env, attr, uattr);
7990         if (err)
7991                 return err;
7992
7993         err = check_btf_line(env, attr, uattr);
7994         if (err)
7995                 return err;
7996
7997         return 0;
7998 }
7999
8000 /* check %cur's range satisfies %old's */
8001 static bool range_within(struct bpf_reg_state *old,
8002                          struct bpf_reg_state *cur)
8003 {
8004         return old->umin_value <= cur->umin_value &&
8005                old->umax_value >= cur->umax_value &&
8006                old->smin_value <= cur->smin_value &&
8007                old->smax_value >= cur->smax_value;
8008 }
8009
8010 /* Maximum number of register states that can exist at once */
8011 #define ID_MAP_SIZE     (MAX_BPF_REG + MAX_BPF_STACK / BPF_REG_SIZE)
8012 struct idpair {
8013         u32 old;
8014         u32 cur;
8015 };
8016
8017 /* If in the old state two registers had the same id, then they need to have
8018  * the same id in the new state as well.  But that id could be different from
8019  * the old state, so we need to track the mapping from old to new ids.
8020  * Once we have seen that, say, a reg with old id 5 had new id 9, any subsequent
8021  * regs with old id 5 must also have new id 9 for the new state to be safe.  But
8022  * regs with a different old id could still have new id 9, we don't care about
8023  * that.
8024  * So we look through our idmap to see if this old id has been seen before.  If
8025  * so, we require the new id to match; otherwise, we add the id pair to the map.
8026  */
8027 static bool check_ids(u32 old_id, u32 cur_id, struct idpair *idmap)
8028 {
8029         unsigned int i;
8030
8031         for (i = 0; i < ID_MAP_SIZE; i++) {
8032                 if (!idmap[i].old) {
8033                         /* Reached an empty slot; haven't seen this id before */
8034                         idmap[i].old = old_id;
8035                         idmap[i].cur = cur_id;
8036                         return true;
8037                 }
8038                 if (idmap[i].old == old_id)
8039                         return idmap[i].cur == cur_id;
8040         }
8041         /* We ran out of idmap slots, which should be impossible */
8042         WARN_ON_ONCE(1);
8043         return false;
8044 }
8045
8046 static void clean_func_state(struct bpf_verifier_env *env,
8047                              struct bpf_func_state *st)
8048 {
8049         enum bpf_reg_liveness live;
8050         int i, j;
8051
8052         for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++) {
8053                 live = st->regs[i].live;
8054                 /* liveness must not touch this register anymore */
8055                 st->regs[i].live |= REG_LIVE_DONE;
8056                 if (!(live & REG_LIVE_READ))
8057                         /* since the register is unused, clear its state
8058                          * to make further comparison simpler
8059                          */
8060                         __mark_reg_not_init(env, &st->regs[i]);
8061         }
8062
8063         for (i = 0; i < st->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
8064                 live = st->stack[i].spilled_ptr.live;
8065                 /* liveness must not touch this stack slot anymore */
8066                 st->stack[i].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_DONE;
8067                 if (!(live & REG_LIVE_READ)) {
8068                         __mark_reg_not_init(env, &st->stack[i].spilled_ptr);
8069                         for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
8070                                 st->stack[i].slot_type[j] = STACK_INVALID;
8071                 }
8072         }
8073 }
8074
8075 static void clean_verifier_state(struct bpf_verifier_env *env,
8076                                  struct bpf_verifier_state *st)
8077 {
8078         int i;
8079
8080         if (st->frame[0]->regs[0].live & REG_LIVE_DONE)
8081                 /* all regs in this state in all frames were already marked */
8082                 return;
8083
8084         for (i = 0; i <= st->curframe; i++)
8085                 clean_func_state(env, st->frame[i]);
8086 }
8087
8088 /* the parentage chains form a tree.
8089  * the verifier states are added to state lists at given insn and
8090  * pushed into state stack for future exploration.
8091  * when the verifier reaches bpf_exit insn some of the verifer states
8092  * stored in the state lists have their final liveness state already,
8093  * but a lot of states will get revised from liveness point of view when
8094  * the verifier explores other branches.
8095  * Example:
8096  * 1: r0 = 1
8097  * 2: if r1 == 100 goto pc+1
8098  * 3: r0 = 2
8099  * 4: exit
8100  * when the verifier reaches exit insn the register r0 in the state list of
8101  * insn 2 will be seen as !REG_LIVE_READ. Then the verifier pops the other_branch
8102  * of insn 2 and goes exploring further. At the insn 4 it will walk the
8103  * parentage chain from insn 4 into insn 2 and will mark r0 as REG_LIVE_READ.
8104  *
8105  * Since the verifier pushes the branch states as it sees them while exploring
8106  * the program the condition of walking the branch instruction for the second
8107  * time means that all states below this branch were already explored and
8108  * their final liveness markes are already propagated.
8109  * Hence when the verifier completes the search of state list in is_state_visited()
8110  * we can call this clean_live_states() function to mark all liveness states
8111  * as REG_LIVE_DONE to indicate that 'parent' pointers of 'struct bpf_reg_state'
8112  * will not be used.
8113  * This function also clears the registers and stack for states that !READ
8114  * to simplify state merging.
8115  *
8116  * Important note here that walking the same branch instruction in the callee
8117  * doesn't meant that the states are DONE. The verifier has to compare
8118  * the callsites
8119  */
8120 static void clean_live_states(struct bpf_verifier_env *env, int insn,
8121                               struct bpf_verifier_state *cur)
8122 {
8123         struct bpf_verifier_state_list *sl;
8124         int i;
8125
8126         sl = *explored_state(env, insn);
8127         while (sl) {
8128                 if (sl->state.branches)
8129                         goto next;
8130                 if (sl->state.insn_idx != insn ||
8131                     sl->state.curframe != cur->curframe)
8132                         goto next;
8133                 for (i = 0; i <= cur->curframe; i++)
8134                         if (sl->state.frame[i]->callsite != cur->frame[i]->callsite)
8135                                 goto next;
8136                 clean_verifier_state(env, &sl->state);
8137 next:
8138                 sl = sl->next;
8139         }
8140 }
8141
8142 /* Returns true if (rold safe implies rcur safe) */
8143 static bool regsafe(struct bpf_reg_state *rold, struct bpf_reg_state *rcur,
8144                     struct idpair *idmap)
8145 {
8146         bool equal;
8147
8148         if (!(rold->live & REG_LIVE_READ))
8149                 /* explored state didn't use this */
8150                 return true;
8151
8152         equal = memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, parent)) == 0;
8153
8154         if (rold->type == PTR_TO_STACK)
8155                 /* two stack pointers are equal only if they're pointing to
8156                  * the same stack frame, since fp-8 in foo != fp-8 in bar
8157                  */
8158                 return equal && rold->frameno == rcur->frameno;
8159
8160         if (equal)
8161                 return true;
8162
8163         if (rold->type == NOT_INIT)
8164                 /* explored state can't have used this */
8165                 return true;
8166         if (rcur->type == NOT_INIT)
8167                 return false;
8168         switch (rold->type) {
8169         case SCALAR_VALUE:
8170                 if (rcur->type == SCALAR_VALUE) {
8171                         if (!rold->precise && !rcur->precise)
8172                                 return true;
8173                         /* new val must satisfy old val knowledge */
8174                         return range_within(rold, rcur) &&
8175                                tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off);
8176                 } else {
8177                         /* We're trying to use a pointer in place of a scalar.
8178                          * Even if the scalar was unbounded, this could lead to
8179                          * pointer leaks because scalars are allowed to leak
8180                          * while pointers are not. We could make this safe in
8181                          * special cases if root is calling us, but it's
8182                          * probably not worth the hassle.
8183                          */
8184                         return false;
8185                 }
8186         case PTR_TO_MAP_VALUE:
8187                 /* If the new min/max/var_off satisfy the old ones and
8188                  * everything else matches, we are OK.
8189                  * 'id' is not compared, since it's only used for maps with
8190                  * bpf_spin_lock inside map element and in such cases if
8191                  * the rest of the prog is valid for one map element then
8192                  * it's valid for all map elements regardless of the key
8193                  * used in bpf_map_lookup()
8194                  */
8195                 return memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, id)) == 0 &&
8196                        range_within(rold, rcur) &&
8197                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off);
8198         case PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL:
8199                 /* a PTR_TO_MAP_VALUE could be safe to use as a
8200                  * PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL into the same map.
8201                  * However, if the old PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL then got NULL-
8202                  * checked, doing so could have affected others with the same
8203                  * id, and we can't check for that because we lost the id when
8204                  * we converted to a PTR_TO_MAP_VALUE.
8205                  */
8206                 if (rcur->type != PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL)
8207                         return false;
8208                 if (memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, id)))
8209                         return false;
8210                 /* Check our ids match any regs they're supposed to */
8211                 return check_ids(rold->id, rcur->id, idmap);
8212         case PTR_TO_PACKET_META:
8213         case PTR_TO_PACKET:
8214                 if (rcur->type != rold->type)
8215                         return false;
8216                 /* We must have at least as much range as the old ptr
8217                  * did, so that any accesses which were safe before are
8218                  * still safe.  This is true even if old range < old off,
8219                  * since someone could have accessed through (ptr - k), or
8220                  * even done ptr -= k in a register, to get a safe access.
8221                  */
8222                 if (rold->range > rcur->range)
8223                         return false;
8224                 /* If the offsets don't match, we can't trust our alignment;
8225                  * nor can we be sure that we won't fall out of range.
8226                  */
8227                 if (rold->off != rcur->off)
8228                         return false;
8229                 /* id relations must be preserved */
8230                 if (rold->id && !check_ids(rold->id, rcur->id, idmap))
8231                         return false;
8232                 /* new val must satisfy old val knowledge */
8233                 return range_within(rold, rcur) &&
8234                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off);
8235         case PTR_TO_CTX:
8236         case CONST_PTR_TO_MAP:
8237         case PTR_TO_PACKET_END:
8238         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
8239         case PTR_TO_SOCKET:
8240         case PTR_TO_SOCKET_OR_NULL:
8241         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
8242         case PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL:
8243         case PTR_TO_TCP_SOCK:
8244         case PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL:
8245         case PTR_TO_XDP_SOCK:
8246                 /* Only valid matches are exact, which memcmp() above
8247                  * would have accepted
8248                  */
8249         default:
8250                 /* Don't know what's going on, just say it's not safe */
8251                 return false;
8252         }
8253
8254         /* Shouldn't get here; if we do, say it's not safe */
8255         WARN_ON_ONCE(1);
8256         return false;
8257 }
8258
8259 static bool stacksafe(struct bpf_func_state *old,
8260                       struct bpf_func_state *cur,
8261                       struct idpair *idmap)
8262 {
8263         int i, spi;
8264
8265         /* walk slots of the explored stack and ignore any additional
8266          * slots in the current stack, since explored(safe) state
8267          * didn't use them
8268          */
8269         for (i = 0; i < old->allocated_stack; i++) {
8270                 spi = i / BPF_REG_SIZE;
8271
8272                 if (!(old->stack[spi].spilled_ptr.live & REG_LIVE_READ)) {
8273                         i += BPF_REG_SIZE - 1;
8274                         /* explored state didn't use this */
8275                         continue;
8276                 }
8277
8278                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_INVALID)
8279                         continue;
8280
8281                 /* explored stack has more populated slots than current stack
8282                  * and these slots were used
8283                  */
8284                 if (i >= cur->allocated_stack)
8285                         return false;
8286
8287                 /* if old state was safe with misc data in the stack
8288                  * it will be safe with zero-initialized stack.
8289                  * The opposite is not true
8290                  */
8291                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_MISC &&
8292                     cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_ZERO)
8293                         continue;
8294                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] !=
8295                     cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE])
8296                         /* Ex: old explored (safe) state has STACK_SPILL in
8297                          * this stack slot, but current has STACK_MISC ->
8298                          * this verifier states are not equivalent,
8299                          * return false to continue verification of this path
8300                          */
8301                         return false;
8302                 if (i % BPF_REG_SIZE)
8303                         continue;
8304                 if (old->stack[spi].slot_type[0] != STACK_SPILL)
8305                         continue;
8306                 if (!regsafe(&old->stack[spi].spilled_ptr,
8307                              &cur->stack[spi].spilled_ptr,
8308                              idmap))
8309                         /* when explored and current stack slot are both storing
8310                          * spilled registers, check that stored pointers types
8311                          * are the same as well.
8312                          * Ex: explored safe path could have stored
8313                          * (bpf_reg_state) {.type = PTR_TO_STACK, .off = -8}
8314                          * but current path has stored:
8315                          * (bpf_reg_state) {.type = PTR_TO_STACK, .off = -16}
8316                          * such verifier states are not equivalent.
8317                          * return false to continue verification of this path
8318                          */
8319                         return false;
8320         }
8321         return true;
8322 }
8323
8324 static bool refsafe(struct bpf_func_state *old, struct bpf_func_state *cur)
8325 {
8326         if (old->acquired_refs != cur->acquired_refs)
8327                 return false;
8328         return !memcmp(old->refs, cur->refs,
8329                        sizeof(*old->refs) * old->acquired_refs);
8330 }
8331
8332 /* compare two verifier states
8333  *
8334  * all states stored in state_list are known to be valid, since
8335  * verifier reached 'bpf_exit' instruction through them
8336  *
8337  * this function is called when verifier exploring different branches of
8338  * execution popped from the state stack. If it sees an old state that has
8339  * more strict register state and more strict stack state then this execution
8340  * branch doesn't need to be explored further, since verifier already
8341  * concluded that more strict state leads to valid finish.
8342  *
8343  * Therefore two states are equivalent if register state is more conservative
8344  * and explored stack state is more conservative than the current one.
8345  * Example:
8346  *       explored                   current
8347  * (slot1=INV slot2=MISC) == (slot1=MISC slot2=MISC)
8348  * (slot1=MISC slot2=MISC) != (slot1=INV slot2=MISC)
8349  *
8350  * In other words if current stack state (one being explored) has more
8351  * valid slots than old one that already passed validation, it means
8352  * the verifier can stop exploring and conclude that current state is valid too
8353  *
8354  * Similarly with registers. If explored state has register type as invalid
8355  * whereas register type in current state is meaningful, it means that
8356  * the current state will reach 'bpf_exit' instruction safely
8357  */
8358 static bool func_states_equal(struct bpf_func_state *old,
8359                               struct bpf_func_state *cur)
8360 {
8361         struct idpair *idmap;
8362         bool ret = false;
8363         int i;
8364
8365         idmap = kcalloc(ID_MAP_SIZE, sizeof(struct idpair), GFP_KERNEL);
8366         /* If we failed to allocate the idmap, just say it's not safe */
8367         if (!idmap)
8368                 return false;
8369
8370         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
8371                 if (!regsafe(&old->regs[i], &cur->regs[i], idmap))
8372                         goto out_free;
8373         }
8374
8375         if (!stacksafe(old, cur, idmap))
8376                 goto out_free;
8377
8378         if (!refsafe(old, cur))
8379                 goto out_free;
8380         ret = true;
8381 out_free:
8382         kfree(idmap);
8383         return ret;
8384 }
8385
8386 static bool states_equal(struct bpf_verifier_env *env,
8387                          struct bpf_verifier_state *old,
8388                          struct bpf_verifier_state *cur)
8389 {
8390         int i;
8391
8392         if (old->curframe != cur->curframe)
8393                 return false;
8394
8395         /* Verification state from speculative execution simulation
8396          * must never prune a non-speculative execution one.
8397          */
8398         if (old->speculative && !cur->speculative)
8399                 return false;
8400
8401         if (old->active_spin_lock != cur->active_spin_lock)
8402                 return false;
8403
8404         /* for states to be equal callsites have to be the same
8405          * and all frame states need to be equivalent
8406          */
8407         for (i = 0; i <= old->curframe; i++) {
8408                 if (old->frame[i]->callsite != cur->frame[i]->callsite)
8409                         return false;
8410                 if (!func_states_equal(old->frame[i], cur->frame[i]))
8411                         return false;
8412         }
8413         return true;
8414 }
8415
8416 /* Return 0 if no propagation happened. Return negative error code if error
8417  * happened. Otherwise, return the propagated bit.
8418  */
8419 static int propagate_liveness_reg(struct bpf_verifier_env *env,
8420                                   struct bpf_reg_state *reg,
8421                                   struct bpf_reg_state *parent_reg)
8422 {
8423         u8 parent_flag = parent_reg->live & REG_LIVE_READ;
8424         u8 flag = reg->live & REG_LIVE_READ;
8425         int err;
8426
8427         /* When comes here, read flags of PARENT_REG or REG could be any of
8428          * REG_LIVE_READ64, REG_LIVE_READ32, REG_LIVE_NONE. There is no need
8429          * of propagation if PARENT_REG has strongest REG_LIVE_READ64.
8430          */
8431         if (parent_flag == REG_LIVE_READ64 ||
8432             /* Or if there is no read flag from REG. */
8433             !flag ||
8434             /* Or if the read flag from REG is the same as PARENT_REG. */
8435             parent_flag == flag)
8436                 return 0;
8437
8438         err = mark_reg_read(env, reg, parent_reg, flag);
8439         if (err)
8440                 return err;
8441
8442         return flag;
8443 }
8444
8445 /* A write screens off any subsequent reads; but write marks come from the
8446  * straight-line code between a state and its parent.  When we arrive at an
8447  * equivalent state (jump target or such) we didn't arrive by the straight-line
8448  * code, so read marks in the state must propagate to the parent regardless
8449  * of the state's write marks. That's what 'parent == state->parent' comparison
8450  * in mark_reg_read() is for.
8451  */
8452 static int propagate_liveness(struct bpf_verifier_env *env,
8453                               const struct bpf_verifier_state *vstate,
8454                               struct bpf_verifier_state *vparent)
8455 {
8456         struct bpf_reg_state *state_reg, *parent_reg;
8457         struct bpf_func_state *state, *parent;
8458         int i, frame, err = 0;
8459
8460         if (vparent->curframe != vstate->curframe) {
8461                 WARN(1, "propagate_live: parent frame %d current frame %d\n",
8462                      vparent->curframe, vstate->curframe);
8463                 return -EFAULT;
8464         }
8465         /* Propagate read liveness of registers... */
8466         BUILD_BUG_ON(BPF_REG_FP + 1 != MAX_BPF_REG);
8467         for (frame = 0; frame <= vstate->curframe; frame++) {
8468                 parent = vparent->frame[frame];
8469                 state = vstate->frame[frame];
8470                 parent_reg = parent->regs;
8471                 state_reg = state->regs;
8472                 /* We don't need to worry about FP liveness, it's read-only */
8473                 for (i = frame < vstate->curframe ? BPF_REG_6 : 0; i < BPF_REG_FP; i++) {
8474                         err = propagate_liveness_reg(env, &state_reg[i],
8475                                                      &parent_reg[i]);
8476                         if (err < 0)
8477                                 return err;
8478                         if (err == REG_LIVE_READ64)
8479                                 mark_insn_zext(env, &parent_reg[i]);
8480                 }
8481
8482                 /* Propagate stack slots. */
8483                 for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE &&
8484                             i < parent->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
8485                         parent_reg = &parent->stack[i].spilled_ptr;
8486                         state_reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
8487                         err = propagate_liveness_reg(env, state_reg,
8488                                                      parent_reg);
8489                         if (err < 0)
8490                                 return err;
8491                 }
8492         }
8493         return 0;
8494 }
8495
8496 /* find precise scalars in the previous equivalent state and
8497  * propagate them into the current state
8498  */
8499 static int propagate_precision(struct bpf_verifier_env *env,
8500                                const struct bpf_verifier_state *old)
8501 {
8502         struct bpf_reg_state *state_reg;
8503         struct bpf_func_state *state;
8504         int i, err = 0;
8505
8506         state = old->frame[old->curframe];
8507         state_reg = state->regs;
8508         for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++, state_reg++) {
8509                 if (state_reg->type != SCALAR_VALUE ||
8510                     !state_reg->precise)
8511                         continue;
8512                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
8513                         verbose(env, "propagating r%d\n", i);
8514                 err = mark_chain_precision(env, i);
8515                 if (err < 0)
8516                         return err;
8517         }
8518
8519         for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
8520                 if (state->stack[i].slot_type[0] != STACK_SPILL)
8521                         continue;
8522                 state_reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
8523                 if (state_reg->type != SCALAR_VALUE ||
8524                     !state_reg->precise)
8525                         continue;
8526                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
8527                         verbose(env, "propagating fp%d\n",
8528                                 (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
8529                 err = mark_chain_precision_stack(env, i);
8530                 if (err < 0)
8531                         return err;
8532         }
8533         return 0;
8534 }
8535
8536 static bool states_maybe_looping(struct bpf_verifier_state *old,
8537                                  struct bpf_verifier_state *cur)
8538 {
8539         struct bpf_func_state *fold, *fcur;
8540         int i, fr = cur->curframe;
8541
8542         if (old->curframe != fr)
8543                 return false;
8544
8545         fold = old->frame[fr];
8546         fcur = cur->frame[fr];
8547         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
8548                 if (memcmp(&fold->regs[i], &fcur->regs[i],
8549                            offsetof(struct bpf_reg_state, parent)))
8550                         return false;
8551         return true;
8552 }
8553
8554
8555 static int is_state_visited(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
8556 {
8557         struct bpf_verifier_state_list *new_sl;
8558         struct bpf_verifier_state_list *sl, **pprev;
8559         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state, *new;
8560         int i, j, err, states_cnt = 0;
8561         bool add_new_state = env->test_state_freq ? true : false;
8562
8563         cur->last_insn_idx = env->prev_insn_idx;
8564         if (!env->insn_aux_data[insn_idx].prune_point)
8565                 /* this 'insn_idx' instruction wasn't marked, so we will not
8566                  * be doing state search here
8567                  */
8568                 return 0;
8569
8570         /* bpf progs typically have pruning point every 4 instructions
8571          * http://vger.kernel.org/bpfconf2019.html#session-1
8572          * Do not add new state for future pruning if the verifier hasn't seen
8573          * at least 2 jumps and at least 8 instructions.
8574          * This heuristics helps decrease 'total_states' and 'peak_states' metric.
8575          * In tests that amounts to up to 50% reduction into total verifier
8576          * memory consumption and 20% verifier time speedup.
8577          */
8578         if (env->jmps_processed - env->prev_jmps_processed >= 2 &&
8579             env->insn_processed - env->prev_insn_processed >= 8)
8580                 add_new_state = true;
8581
8582         pprev = explored_state(env, insn_idx);
8583         sl = *pprev;
8584
8585         clean_live_states(env, insn_idx, cur);
8586
8587         while (sl) {
8588                 states_cnt++;
8589                 if (sl->state.insn_idx != insn_idx)
8590                         goto next;
8591                 if (sl->state.branches) {
8592                         if (states_maybe_looping(&sl->state, cur) &&
8593                             states_equal(env, &sl->state, cur)) {
8594                                 verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
8595                                 verbose(env, "infinite loop detected at insn %d\n", insn_idx);
8596                                 return -EINVAL;
8597                         }
8598                         /* if the verifier is processing a loop, avoid adding new state
8599                          * too often, since different loop iterations have distinct
8600                          * states and may not help future pruning.
8601                          * This threshold shouldn't be too low to make sure that
8602                          * a loop with large bound will be rejected quickly.
8603                          * The most abusive loop will be:
8604                          * r1 += 1
8605                          * if r1 < 1000000 goto pc-2
8606                          * 1M insn_procssed limit / 100 == 10k peak states.
8607                          * This threshold shouldn't be too high either, since states
8608                          * at the end of the loop are likely to be useful in pruning.
8609                          */
8610                         if (env->jmps_processed - env->prev_jmps_processed < 20 &&
8611                             env->insn_processed - env->prev_insn_processed < 100)
8612                                 add_new_state = false;
8613                         goto miss;
8614                 }
8615                 if (states_equal(env, &sl->state, cur)) {
8616                         sl->hit_cnt++;
8617                         /* reached equivalent register/stack state,
8618                          * prune the search.
8619                          * Registers read by the continuation are read by us.
8620                          * If we have any write marks in env->cur_state, they
8621                          * will prevent corresponding reads in the continuation
8622                          * from reaching our parent (an explored_state).  Our
8623                          * own state will get the read marks recorded, but
8624                          * they'll be immediately forgotten as we're pruning
8625                          * this state and will pop a new one.
8626                          */
8627                         err = propagate_liveness(env, &sl->state, cur);
8628
8629                         /* if previous state reached the exit with precision and
8630                          * current state is equivalent to it (except precsion marks)
8631                          * the precision needs to be propagated back in
8632                          * the current state.
8633                          */
8634                         err = err ? : push_jmp_history(env, cur);
8635                         err = err ? : propagate_precision(env, &sl->state);
8636                         if (err)
8637                                 return err;
8638                         return 1;
8639                 }
8640 miss:
8641                 /* when new state is not going to be added do not increase miss count.
8642                  * Otherwise several loop iterations will remove the state
8643                  * recorded earlier. The goal of these heuristics is to have
8644                  * states from some iterations of the loop (some in the beginning
8645                  * and some at the end) to help pruning.
8646                  */
8647                 if (add_new_state)
8648                         sl->miss_cnt++;
8649                 /* heuristic to determine whether this state is beneficial
8650                  * to keep checking from state equivalence point of view.
8651                  * Higher numbers increase max_states_per_insn and verification time,
8652                  * but do not meaningfully decrease insn_processed.
8653                  */
8654                 if (sl->miss_cnt > sl->hit_cnt * 3 + 3) {
8655                         /* the state is unlikely to be useful. Remove it to
8656                          * speed up verification
8657                          */
8658                         *pprev = sl->next;
8659                         if (sl->state.frame[0]->regs[0].live & REG_LIVE_DONE) {
8660                                 u32 br = sl->state.branches;
8661
8662                                 WARN_ONCE(br,
8663                                           "BUG live_done but branches_to_explore %d\n",
8664                                           br);
8665                                 free_verifier_state(&sl->state, false);
8666                                 kfree(sl);
8667                                 env->peak_states--;
8668                         } else {
8669                                 /* cannot free this state, since parentage chain may
8670                                  * walk it later. Add it for free_list instead to
8671                                  * be freed at the end of verification
8672                                  */
8673                                 sl->next = env->free_list;
8674                                 env->free_list = sl;
8675                         }
8676                         sl = *pprev;
8677                         continue;
8678                 }
8679 next:
8680                 pprev = &sl->next;
8681                 sl = *pprev;
8682         }
8683
8684         if (env->max_states_per_insn < states_cnt)
8685                 env->max_states_per_insn = states_cnt;
8686
8687         if (!env->bpf_capable && states_cnt > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_STATES)
8688                 return push_jmp_history(env, cur);
8689
8690         if (!add_new_state)
8691                 return push_jmp_history(env, cur);
8692
8693         /* There were no equivalent states, remember the current one.
8694          * Technically the current state is not proven to be safe yet,
8695          * but it will either reach outer most bpf_exit (which means it's safe)
8696          * or it will be rejected. When there are no loops the verifier won't be
8697          * seeing this tuple (frame[0].callsite, frame[1].callsite, .. insn_idx)
8698          * again on the way to bpf_exit.
8699          * When looping the sl->state.branches will be > 0 and this state
8700          * will not be considered for equivalence until branches == 0.
8701          */
8702         new_sl = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_state_list), GFP_KERNEL);
8703         if (!new_sl)
8704                 return -ENOMEM;
8705         env->total_states++;
8706         env->peak_states++;
8707         env->prev_jmps_processed = env->jmps_processed;
8708         env->prev_insn_processed = env->insn_processed;
8709
8710         /* add new state to the head of linked list */
8711         new = &new_sl->state;
8712         err = copy_verifier_state(new, cur);
8713         if (err) {
8714                 free_verifier_state(new, false);
8715                 kfree(new_sl);
8716                 return err;
8717         }
8718         new->insn_idx = insn_idx;
8719         WARN_ONCE(new->branches != 1,
8720                   "BUG is_state_visited:branches_to_explore=%d insn %d\n", new->branches, insn_idx);
8721
8722         cur->parent = new;
8723         cur->first_insn_idx = insn_idx;
8724         clear_jmp_history(cur);
8725         new_sl->next = *explored_state(env, insn_idx);
8726         *explored_state(env, insn_idx) = new_sl;
8727         /* connect new state to parentage chain. Current frame needs all
8728          * registers connected. Only r6 - r9 of the callers are alive (pushed
8729          * to the stack implicitly by JITs) so in callers' frames connect just
8730          * r6 - r9 as an optimization. Callers will have r1 - r5 connected to
8731          * the state of the call instruction (with WRITTEN set), and r0 comes
8732          * from callee with its full parentage chain, anyway.
8733          */
8734         /* clear write marks in current state: the writes we did are not writes
8735          * our child did, so they don't screen off its reads from us.
8736          * (There are no read marks in current state, because reads always mark
8737          * their parent and current state never has children yet.  Only
8738          * explored_states can get read marks.)
8739          */
8740         for (j = 0; j <= cur->curframe; j++) {
8741                 for (i = j < cur->curframe ? BPF_REG_6 : 0; i < BPF_REG_FP; i++)
8742                         cur->frame[j]->regs[i].parent = &new->frame[j]->regs[i];
8743                 for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++)
8744                         cur->frame[j]->regs[i].live = REG_LIVE_NONE;
8745         }
8746
8747         /* all stack frames are accessible from callee, clear them all */
8748         for (j = 0; j <= cur->curframe; j++) {
8749                 struct bpf_func_state *frame = cur->frame[j];
8750                 struct bpf_func_state *newframe = new->frame[j];
8751
8752                 for (i = 0; i < frame->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
8753                         frame->stack[i].spilled_ptr.live = REG_LIVE_NONE;
8754                         frame->stack[i].spilled_ptr.parent =
8755                                                 &newframe->stack[i].spilled_ptr;
8756                 }
8757         }
8758         return 0;
8759 }
8760
8761 /* Return true if it's OK to have the same insn return a different type. */
8762 static bool reg_type_mismatch_ok(enum bpf_reg_type type)
8763 {
8764         switch (type) {
8765         case PTR_TO_CTX:
8766         case PTR_TO_SOCKET:
8767         case PTR_TO_SOCKET_OR_NULL:
8768         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
8769         case PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL:
8770         case PTR_TO_TCP_SOCK:
8771         case PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL:
8772         case PTR_TO_XDP_SOCK:
8773         case PTR_TO_BTF_ID:
8774         case PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL:
8775                 return false;
8776         default:
8777                 return true;
8778         }
8779 }
8780
8781 /* If an instruction was previously used with particular pointer types, then we
8782  * need to be careful to avoid cases such as the below, where it may be ok
8783  * for one branch accessing the pointer, but not ok for the other branch:
8784  *
8785  * R1 = sock_ptr
8786  * goto X;
8787  * ...
8788  * R1 = some_other_valid_ptr;
8789  * goto X;
8790  * ...
8791  * R2 = *(u32 *)(R1 + 0);
8792  */
8793 static bool reg_type_mismatch(enum bpf_reg_type src, enum bpf_reg_type prev)
8794 {
8795         return src != prev && (!reg_type_mismatch_ok(src) ||
8796                                !reg_type_mismatch_ok(prev));
8797 }
8798
8799 static int do_check(struct bpf_verifier_env *env)
8800 {
8801         bool pop_log = !(env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2);
8802         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
8803         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
8804         struct bpf_reg_state *regs;
8805         int insn_cnt = env->prog->len;
8806         bool do_print_state = false;
8807         int prev_insn_idx = -1;
8808
8809         for (;;) {
8810                 struct bpf_insn *insn;
8811                 u8 class;
8812                 int err;
8813
8814                 env->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
8815                 if (env->insn_idx >= insn_cnt) {
8816                         verbose(env, "invalid insn idx %d insn_cnt %d\n",
8817                                 env->insn_idx, insn_cnt);
8818                         return -EFAULT;
8819                 }
8820
8821                 insn = &insns[env->insn_idx];
8822                 class = BPF_CLASS(insn->code);
8823
8824                 if (++env->insn_processed > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_INSNS) {
8825                         verbose(env,
8826                                 "BPF program is too large. Processed %d insn\n",
8827                                 env->insn_processed);
8828                         return -E2BIG;
8829                 }
8830
8831                 err = is_state_visited(env, env->insn_idx);
8832                 if (err < 0)
8833                         return err;
8834                 if (err == 1) {
8835                         /* found equivalent state, can prune the search */
8836                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
8837                                 if (do_print_state)
8838                                         verbose(env, "\nfrom %d to %d%s: safe\n",
8839                                                 env->prev_insn_idx, env->insn_idx,
8840                                                 env->cur_state->speculative ?
8841                                                 " (speculative execution)" : "");
8842                                 else
8843                                         verbose(env, "%d: safe\n", env->insn_idx);
8844                         }
8845                         goto process_bpf_exit;
8846                 }
8847
8848                 if (signal_pending(current))
8849                         return -EAGAIN;
8850
8851                 if (need_resched())
8852                         cond_resched();
8853
8854                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2 ||
8855                     (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL && do_print_state)) {
8856                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
8857                                 verbose(env, "%d:", env->insn_idx);
8858                         else
8859                                 verbose(env, "\nfrom %d to %d%s:",
8860                                         env->prev_insn_idx, env->insn_idx,
8861                                         env->cur_state->speculative ?
8862                                         " (speculative execution)" : "");
8863                         print_verifier_state(env, state->frame[state->curframe]);
8864                         do_print_state = false;
8865                 }
8866
8867                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
8868                         const struct bpf_insn_cbs cbs = {
8869                                 .cb_print       = verbose,
8870                                 .private_data   = env,
8871                         };
8872
8873                         verbose_linfo(env, env->insn_idx, "; ");
8874                         verbose(env, "%d: ", env->insn_idx);
8875                         print_bpf_insn(&cbs, insn, env->allow_ptr_leaks);
8876                 }
8877
8878                 if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
8879                         err = bpf_prog_offload_verify_insn(env, env->insn_idx,
8880                                                            env->prev_insn_idx);
8881                         if (err)
8882                                 return err;
8883                 }
8884
8885                 regs = cur_regs(env);
8886                 env->insn_aux_data[env->insn_idx].seen = env->pass_cnt;
8887                 prev_insn_idx = env->insn_idx;
8888
8889                 if (class == BPF_ALU || class == BPF_ALU64) {
8890                         err = check_alu_op(env, insn);
8891                         if (err)
8892                                 return err;
8893
8894                 } else if (class == BPF_LDX) {
8895                         enum bpf_reg_type *prev_src_type, src_reg_type;
8896
8897                         /* check for reserved fields is already done */
8898
8899                         /* check src operand */
8900                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
8901                         if (err)
8902                                 return err;
8903
8904                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
8905                         if (err)
8906                                 return err;
8907
8908                         src_reg_type = regs[insn->src_reg].type;
8909
8910                         /* check that memory (src_reg + off) is readable,
8911                          * the state of dst_reg will be updated by this func
8912                          */
8913                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->src_reg,
8914                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
8915                                                BPF_READ, insn->dst_reg, false);
8916                         if (err)
8917                                 return err;
8918
8919                         prev_src_type = &env->insn_aux_data[env->insn_idx].ptr_type;
8920
8921                         if (*prev_src_type == NOT_INIT) {
8922                                 /* saw a valid insn
8923                                  * dst_reg = *(u32 *)(src_reg + off)
8924                                  * save type to validate intersecting paths
8925                                  */
8926                                 *prev_src_type = src_reg_type;
8927
8928                         } else if (reg_type_mismatch(src_reg_type, *prev_src_type)) {
8929                                 /* ABuser program is trying to use the same insn
8930                                  * dst_reg = *(u32*) (src_reg + off)
8931                                  * with different pointer types:
8932                                  * src_reg == ctx in one branch and
8933                                  * src_reg == stack|map in some other branch.
8934                                  * Reject it.
8935                                  */
8936                                 verbose(env, "same insn cannot be used with different pointers\n");
8937                                 return -EINVAL;
8938                         }
8939
8940                 } else if (class == BPF_STX) {
8941                         enum bpf_reg_type *prev_dst_type, dst_reg_type;
8942
8943                         if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_XADD) {
8944                                 err = check_xadd(env, env->insn_idx, insn);
8945                                 if (err)
8946                                         return err;
8947                                 env->insn_idx++;
8948                                 continue;
8949                         }
8950
8951                         /* check src1 operand */
8952                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
8953                         if (err)
8954                                 return err;
8955                         /* check src2 operand */
8956                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
8957                         if (err)
8958                                 return err;
8959
8960                         dst_reg_type = regs[insn->dst_reg].type;
8961
8962                         /* check that memory (dst_reg + off) is writeable */
8963                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->dst_reg,
8964                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
8965                                                BPF_WRITE, insn->src_reg, false);
8966                         if (err)
8967                                 return err;
8968
8969                         prev_dst_type = &env->insn_aux_data[env->insn_idx].ptr_type;
8970
8971                         if (*prev_dst_type == NOT_INIT) {
8972                                 *prev_dst_type = dst_reg_type;
8973                         } else if (reg_type_mismatch(dst_reg_type, *prev_dst_type)) {
8974                                 verbose(env, "same insn cannot be used with different pointers\n");
8975                                 return -EINVAL;
8976                         }
8977
8978                 } else if (class == BPF_ST) {
8979                         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM ||
8980                             insn->src_reg != BPF_REG_0) {
8981                                 verbose(env, "BPF_ST uses reserved fields\n");
8982                                 return -EINVAL;
8983                         }
8984                         /* check src operand */
8985                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
8986                         if (err)
8987                                 return err;
8988
8989                         if (is_ctx_reg(env, insn->dst_reg)) {
8990                                 verbose(env, "BPF_ST stores into R%d %s is not allowed\n",
8991                                         insn->dst_reg,
8992                                         reg_type_str[reg_state(env, insn->dst_reg)->type]);
8993                                 return -EACCES;
8994                         }
8995
8996                         /* check that memory (dst_reg + off) is writeable */
8997                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->dst_reg,
8998                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
8999                                                BPF_WRITE, -1, false);
9000                         if (err)
9001                                 return err;
9002
9003                 } else if (class == BPF_JMP || class == BPF_JMP32) {
9004                         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
9005
9006                         env->jmps_processed++;
9007                         if (opcode == BPF_CALL) {
9008                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
9009                                     insn->off != 0 ||
9010                                     (insn->src_reg != BPF_REG_0 &&
9011                                      insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL) ||
9012                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
9013                                     class == BPF_JMP32) {
9014                                         verbose(env, "BPF_CALL uses reserved fields\n");
9015                                         return -EINVAL;
9016                                 }
9017
9018                                 if (env->cur_state->active_spin_lock &&
9019                                     (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL ||
9020                                      insn->imm != BPF_FUNC_spin_unlock)) {
9021                                         verbose(env, "function calls are not allowed while holding a lock\n");
9022                                         return -EINVAL;
9023                                 }
9024                                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
9025                                         err = check_func_call(env, insn, &env->insn_idx);
9026                                 else
9027                                         err = check_helper_call(env, insn->imm, env->insn_idx);
9028                                 if (err)
9029                                         return err;
9030
9031                         } else if (opcode == BPF_JA) {
9032                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
9033                                     insn->imm != 0 ||
9034                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
9035                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
9036                                     class == BPF_JMP32) {
9037                                         verbose(env, "BPF_JA uses reserved fields\n");
9038                                         return -EINVAL;
9039                                 }
9040
9041                                 env->insn_idx += insn->off + 1;
9042                                 continue;
9043
9044                         } else if (opcode == BPF_EXIT) {
9045                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
9046                                     insn->imm != 0 ||
9047                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
9048                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
9049                                     class == BPF_JMP32) {
9050                                         verbose(env, "BPF_EXIT uses reserved fields\n");
9051                                         return -EINVAL;
9052                                 }
9053
9054                                 if (env->cur_state->active_spin_lock) {
9055                                         verbose(env, "bpf_spin_unlock is missing\n");
9056                                         return -EINVAL;
9057                                 }
9058
9059                                 if (state->curframe) {
9060                                         /* exit from nested function */
9061                                         err = prepare_func_exit(env, &env->insn_idx);
9062                                         if (err)
9063                                                 return err;
9064                                         do_print_state = true;
9065                                         continue;
9066                                 }
9067
9068                                 err = check_reference_leak(env);
9069                                 if (err)
9070                                         return err;
9071
9072                                 err = check_return_code(env);
9073                                 if (err)
9074                                         return err;
9075 process_bpf_exit:
9076                                 update_branch_counts(env, env->cur_state);
9077                                 err = pop_stack(env, &prev_insn_idx,
9078                                                 &env->insn_idx, pop_log);
9079                                 if (err < 0) {
9080                                         if (err != -ENOENT)
9081                                                 return err;
9082                                         break;
9083                                 } else {
9084                                         do_print_state = true;
9085                                         continue;
9086                                 }
9087                         } else {
9088                                 err = check_cond_jmp_op(env, insn, &env->insn_idx);
9089                                 if (err)
9090                                         return err;
9091                         }
9092                 } else if (class == BPF_LD) {
9093                         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
9094
9095                         if (mode == BPF_ABS || mode == BPF_IND) {
9096                                 err = check_ld_abs(env, insn);
9097                                 if (err)
9098                                         return err;
9099
9100                         } else if (mode == BPF_IMM) {
9101                                 err = check_ld_imm(env, insn);
9102                                 if (err)
9103                                         return err;
9104
9105                                 env->insn_idx++;
9106                                 env->insn_aux_data[env->insn_idx].seen = env->pass_cnt;
9107                         } else {
9108                                 verbose(env, "invalid BPF_LD mode\n");
9109                                 return -EINVAL;
9110                         }
9111                 } else {
9112                         verbose(env, "unknown insn class %d\n", class);
9113                         return -EINVAL;
9114                 }
9115
9116                 env->insn_idx++;
9117         }
9118
9119         return 0;
9120 }
9121
9122 static int check_map_prealloc(struct bpf_map *map)
9123 {
9124         return (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_HASH &&
9125                 map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH &&
9126                 map->map_type != BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS) ||
9127                 !(map->map_flags & BPF_F_NO_PREALLOC);
9128 }
9129
9130 static bool is_tracing_prog_type(enum bpf_prog_type type)
9131 {
9132         switch (type) {
9133         case BPF_PROG_TYPE_KPROBE:
9134         case BPF_PROG_TYPE_TRACEPOINT:
9135         case BPF_PROG_TYPE_PERF_EVENT:
9136         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT:
9137                 return true;
9138         default:
9139                 return false;
9140         }
9141 }
9142
9143 static bool is_preallocated_map(struct bpf_map *map)
9144 {
9145         if (!check_map_prealloc(map))
9146                 return false;
9147         if (map->inner_map_meta && !check_map_prealloc(map->inner_map_meta))
9148                 return false;
9149         return true;
9150 }
9151
9152 static int check_map_prog_compatibility(struct bpf_verifier_env *env,
9153                                         struct bpf_map *map,
9154                                         struct bpf_prog *prog)
9155
9156 {
9157         /*
9158          * Validate that trace type programs use preallocated hash maps.
9159          *
9160          * For programs attached to PERF events this is mandatory as the
9161          * perf NMI can hit any arbitrary code sequence.
9162          *
9163          * All other trace types using preallocated hash maps are unsafe as
9164          * well because tracepoint or kprobes can be inside locked regions
9165          * of the memory allocator or at a place where a recursion into the
9166          * memory allocator would see inconsistent state.
9167          *
9168          * On RT enabled kernels run-time allocation of all trace type
9169          * programs is strictly prohibited due to lock type constraints. On
9170          * !RT kernels it is allowed for backwards compatibility reasons for
9171          * now, but warnings are emitted so developers are made aware of
9172          * the unsafety and can fix their programs before this is enforced.
9173          */
9174         if (is_tracing_prog_type(prog->type) && !is_preallocated_map(map)) {
9175                 if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_PERF_EVENT) {
9176                         verbose(env, "perf_event programs can only use preallocated hash map\n");
9177                         return -EINVAL;
9178                 }
9179                 if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RT)) {
9180                         verbose(env, "trace type programs can only use preallocated hash map\n");
9181                         return -EINVAL;
9182                 }
9183                 WARN_ONCE(1, "trace type BPF program uses run-time allocation\n");
9184                 verbose(env, "trace type programs with run-time allocated hash maps are unsafe. Switch to preallocated hash maps.\n");
9185         }
9186
9187         if ((is_tracing_prog_type(prog->type) ||
9188              prog->type == BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER) &&
9189             map_value_has_spin_lock(map)) {
9190                 verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
9191                 return -EINVAL;
9192         }
9193
9194         if ((bpf_prog_is_dev_bound(prog->aux) || bpf_map_is_dev_bound(map)) &&
9195             !bpf_offload_prog_map_match(prog, map)) {
9196                 verbose(env, "offload device mismatch between prog and map\n");
9197                 return -EINVAL;
9198         }
9199
9200         if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_STRUCT_OPS) {
9201                 verbose(env, "bpf_struct_ops map cannot be used in prog\n");
9202                 return -EINVAL;
9203         }
9204
9205         return 0;
9206 }
9207
9208 static bool bpf_map_is_cgroup_storage(struct bpf_map *map)
9209 {
9210         return (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE ||
9211                 map->map_type == BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE);
9212 }
9213
9214 /* look for pseudo eBPF instructions that access map FDs and
9215  * replace them with actual map pointers
9216  */
9217 static int replace_map_fd_with_map_ptr(struct bpf_verifier_env *env)
9218 {
9219         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
9220         int insn_cnt = env->prog->len;
9221         int i, j, err;
9222
9223         err = bpf_prog_calc_tag(env->prog);
9224         if (err)
9225                 return err;
9226
9227         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
9228                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LDX &&
9229                     (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM || insn->imm != 0)) {
9230                         verbose(env, "BPF_LDX uses reserved fields\n");
9231                         return -EINVAL;
9232                 }
9233
9234                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_STX &&
9235                     ((BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM &&
9236                       BPF_MODE(insn->code) != BPF_XADD) || insn->imm != 0)) {
9237                         verbose(env, "BPF_STX uses reserved fields\n");
9238                         return -EINVAL;
9239                 }
9240
9241                 if (insn[0].code == (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW)) {
9242                         struct bpf_insn_aux_data *aux;
9243                         struct bpf_map *map;
9244                         struct fd f;
9245                         u64 addr;
9246
9247                         if (i == insn_cnt - 1 || insn[1].code != 0 ||
9248                             insn[1].dst_reg != 0 || insn[1].src_reg != 0 ||
9249                             insn[1].off != 0) {
9250                                 verbose(env, "invalid bpf_ld_imm64 insn\n");
9251                                 return -EINVAL;
9252                         }
9253
9254                         if (insn[0].src_reg == 0)
9255                                 /* valid generic load 64-bit imm */
9256                                 goto next_insn;
9257
9258                         /* In final convert_pseudo_ld_imm64() step, this is
9259                          * converted into regular 64-bit imm load insn.
9260                          */
9261                         if ((insn[0].src_reg != BPF_PSEUDO_MAP_FD &&
9262                              insn[0].src_reg != BPF_PSEUDO_MAP_VALUE) ||
9263                             (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD &&
9264                              insn[1].imm != 0)) {
9265                                 verbose(env,
9266                                         "unrecognized bpf_ld_imm64 insn\n");
9267                                 return -EINVAL;
9268                         }
9269
9270                         f = fdget(insn[0].imm);
9271                         map = __bpf_map_get(f);
9272                         if (IS_ERR(map)) {
9273                                 verbose(env, "fd %d is not pointing to valid bpf_map\n",
9274                                         insn[0].imm);
9275                                 return PTR_ERR(map);
9276                         }
9277
9278                         err = check_map_prog_compatibility(env, map, env->prog);
9279                         if (err) {
9280                                 fdput(f);
9281                                 return err;
9282                         }
9283
9284                         aux = &env->insn_aux_data[i];
9285                         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD) {
9286                                 addr = (unsigned long)map;
9287                         } else {
9288                                 u32 off = insn[1].imm;
9289
9290                                 if (off >= BPF_MAX_VAR_OFF) {
9291                                         verbose(env, "direct value offset of %u is not allowed\n", off);
9292                                         fdput(f);
9293                                         return -EINVAL;
9294                                 }
9295
9296                                 if (!map->ops->map_direct_value_addr) {
9297                                         verbose(env, "no direct value access support for this map type\n");
9298                                         fdput(f);
9299                                         return -EINVAL;
9300                                 }
9301
9302                                 err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &addr, off);
9303                                 if (err) {
9304                                         verbose(env, "invalid access to map value pointer, value_size=%u off=%u\n",
9305                                                 map->value_size, off);
9306                                         fdput(f);
9307                                         return err;
9308                                 }
9309
9310                                 aux->map_off = off;
9311                                 addr += off;
9312                         }
9313
9314                         insn[0].imm = (u32)addr;
9315                         insn[1].imm = addr >> 32;
9316
9317                         /* check whether we recorded this map already */
9318                         for (j = 0; j < env->used_map_cnt; j++) {
9319                                 if (env->used_maps[j] == map) {
9320                                         aux->map_index = j;
9321                                         fdput(f);
9322                                         goto next_insn;
9323                                 }
9324                         }
9325
9326                         if (env->used_map_cnt >= MAX_USED_MAPS) {
9327                                 fdput(f);
9328                                 return -E2BIG;
9329                         }
9330
9331                         /* hold the map. If the program is rejected by verifier,
9332                          * the map will be released by release_maps() or it
9333                          * will be used by the valid program until it's unloaded
9334                          * and all maps are released in free_used_maps()
9335                          */
9336                         bpf_map_inc(map);
9337
9338                         aux->map_index = env->used_map_cnt;
9339                         env->used_maps[env->used_map_cnt++] = map;
9340
9341                         if (bpf_map_is_cgroup_storage(map) &&
9342                             bpf_cgroup_storage_assign(env->prog->aux, map)) {
9343                                 verbose(env, "only one cgroup storage of each type is allowed\n");
9344                                 fdput(f);
9345                                 return -EBUSY;
9346                         }
9347
9348                         fdput(f);
9349 next_insn:
9350                         insn++;
9351                         i++;
9352                         continue;
9353                 }
9354
9355                 /* Basic sanity check before we invest more work here. */
9356                 if (!bpf_opcode_in_insntable(insn->code)) {
9357                         verbose(env, "unknown opcode %02x\n", insn->code);
9358                         return -EINVAL;
9359                 }
9360         }
9361
9362         /* now all pseudo BPF_LD_IMM64 instructions load valid
9363          * 'struct bpf_map *' into a register instead of user map_fd.
9364          * These pointers will be used later by verifier to validate map access.
9365          */
9366         return 0;
9367 }
9368
9369 /* drop refcnt of maps used by the rejected program */
9370 static void release_maps(struct bpf_verifier_env *env)
9371 {
9372         __bpf_free_used_maps(env->prog->aux, env->used_maps,
9373                              env->used_map_cnt);
9374 }
9375
9376 /* convert pseudo BPF_LD_IMM64 into generic BPF_LD_IMM64 */
9377 static void convert_pseudo_ld_imm64(struct bpf_verifier_env *env)
9378 {
9379         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
9380         int insn_cnt = env->prog->len;
9381         int i;
9382
9383         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++)
9384                 if (insn->code == (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW))
9385                         insn->src_reg = 0;
9386 }
9387
9388 /* single env->prog->insni[off] instruction was replaced with the range
9389  * insni[off, off + cnt).  Adjust corresponding insn_aux_data by copying
9390  * [0, off) and [off, end) to new locations, so the patched range stays zero
9391  */
9392 static int adjust_insn_aux_data(struct bpf_verifier_env *env,
9393                                 struct bpf_prog *new_prog, u32 off, u32 cnt)
9394 {
9395         struct bpf_insn_aux_data *new_data, *old_data = env->insn_aux_data;
9396         struct bpf_insn *insn = new_prog->insnsi;
9397         u32 prog_len;
9398         int i;
9399
9400         /* aux info at OFF always needs adjustment, no matter fast path
9401          * (cnt == 1) is taken or not. There is no guarantee INSN at OFF is the
9402          * original insn at old prog.
9403          */
9404         old_data[off].zext_dst = insn_has_def32(env, insn + off + cnt - 1);
9405
9406         if (cnt == 1)
9407                 return 0;
9408         prog_len = new_prog->len;
9409         new_data = vzalloc(array_size(prog_len,
9410                                       sizeof(struct bpf_insn_aux_data)));
9411         if (!new_data)
9412                 return -ENOMEM;
9413         memcpy(new_data, old_data, sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * off);
9414         memcpy(new_data + off + cnt - 1, old_data + off,
9415                sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * (prog_len - off - cnt + 1));
9416         for (i = off; i < off + cnt - 1; i++) {
9417                 new_data[i].seen = env->pass_cnt;
9418                 new_data[i].zext_dst = insn_has_def32(env, insn + i);
9419         }
9420         env->insn_aux_data = new_data;
9421         vfree(old_data);
9422         return 0;
9423 }
9424
9425 static void adjust_subprog_starts(struct bpf_verifier_env *env, u32 off, u32 len)
9426 {
9427         int i;
9428
9429         if (len == 1)
9430                 return;
9431         /* NOTE: fake 'exit' subprog should be updated as well. */
9432         for (i = 0; i <= env->subprog_cnt; i++) {
9433                 if (env->subprog_info[i].start <= off)
9434                         continue;
9435                 env->subprog_info[i].start += len - 1;
9436         }
9437 }
9438
9439 static struct bpf_prog *bpf_patch_insn_data(struct bpf_verifier_env *env, u32 off,
9440                                             const struct bpf_insn *patch, u32 len)
9441 {
9442         struct bpf_prog *new_prog;
9443
9444         new_prog = bpf_patch_insn_single(env->prog, off, patch, len);
9445         if (IS_ERR(new_prog)) {
9446                 if (PTR_ERR(new_prog) == -ERANGE)
9447                         verbose(env,
9448                                 "insn %d cannot be patched due to 16-bit range\n",
9449                                 env->insn_aux_data[off].orig_idx);
9450                 return NULL;
9451         }
9452         if (adjust_insn_aux_data(env, new_prog, off, len))
9453                 return NULL;
9454         adjust_subprog_starts(env, off, len);
9455         return new_prog;
9456 }
9457
9458 static int adjust_subprog_starts_after_remove(struct bpf_verifier_env *env,
9459                                               u32 off, u32 cnt)
9460 {
9461         int i, j;
9462
9463         /* find first prog starting at or after off (first to remove) */
9464         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
9465                 if (env->subprog_info[i].start >= off)
9466                         break;
9467         /* find first prog starting at or after off + cnt (first to stay) */
9468         for (j = i; j < env->subprog_cnt; j++)
9469                 if (env->subprog_info[j].start >= off + cnt)
9470                         break;
9471         /* if j doesn't start exactly at off + cnt, we are just removing
9472          * the front of previous prog
9473          */
9474         if (env->subprog_info[j].start != off + cnt)
9475                 j--;
9476
9477         if (j > i) {
9478                 struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
9479                 int move;
9480
9481                 /* move fake 'exit' subprog as well */
9482                 move = env->subprog_cnt + 1 - j;
9483
9484                 memmove(env->subprog_info + i,
9485                         env->subprog_info + j,
9486                         sizeof(*env->subprog_info) * move);
9487                 env->subprog_cnt -= j - i;
9488
9489                 /* remove func_info */
9490                 if (aux->func_info) {
9491                         move = aux->func_info_cnt - j;
9492
9493                         memmove(aux->func_info + i,
9494                                 aux->func_info + j,
9495                                 sizeof(*aux->func_info) * move);
9496                         aux->func_info_cnt -= j - i;
9497                         /* func_info->insn_off is set after all code rewrites,
9498                          * in adjust_btf_func() - no need to adjust
9499                          */
9500                 }
9501         } else {
9502                 /* convert i from "first prog to remove" to "first to adjust" */
9503                 if (env->subprog_info[i].start == off)
9504                         i++;
9505         }
9506
9507         /* update fake 'exit' subprog as well */
9508         for (; i <= env->subprog_cnt; i++)
9509                 env->subprog_info[i].start -= cnt;
9510
9511         return 0;
9512 }
9513
9514 static int bpf_adj_linfo_after_remove(struct bpf_verifier_env *env, u32 off,
9515                                       u32 cnt)
9516 {
9517         struct bpf_prog *prog = env->prog;
9518         u32 i, l_off, l_cnt, nr_linfo;
9519         struct bpf_line_info *linfo;
9520
9521         nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
9522         if (!nr_linfo)
9523                 return 0;
9524
9525         linfo = prog->aux->linfo;
9526
9527         /* find first line info to remove, count lines to be removed */
9528         for (i = 0; i < nr_linfo; i++)
9529                 if (linfo[i].insn_off >= off)
9530                         break;
9531
9532         l_off = i;
9533         l_cnt = 0;
9534         for (; i < nr_linfo; i++)
9535                 if (linfo[i].insn_off < off + cnt)
9536                         l_cnt++;
9537                 else
9538                         break;
9539
9540         /* First live insn doesn't match first live linfo, it needs to "inherit"
9541          * last removed linfo.  prog is already modified, so prog->len == off
9542          * means no live instructions after (tail of the program was removed).
9543          */
9544         if (prog->len != off && l_cnt &&
9545             (i == nr_linfo || linfo[i].insn_off != off + cnt)) {
9546                 l_cnt--;
9547                 linfo[--i].insn_off = off + cnt;
9548         }
9549
9550         /* remove the line info which refer to the removed instructions */
9551         if (l_cnt) {
9552                 memmove(linfo + l_off, linfo + i,
9553                         sizeof(*linfo) * (nr_linfo - i));
9554
9555                 prog->aux->nr_linfo -= l_cnt;
9556                 nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
9557         }
9558
9559         /* pull all linfo[i].insn_off >= off + cnt in by cnt */
9560         for (i = l_off; i < nr_linfo; i++)
9561                 linfo[i].insn_off -= cnt;
9562
9563         /* fix up all subprogs (incl. 'exit') which start >= off */
9564         for (i = 0; i <= env->subprog_cnt; i++)
9565                 if (env->subprog_info[i].linfo_idx > l_off) {
9566                         /* program may have started in the removed region but
9567                          * may not be fully removed
9568                          */
9569                         if (env->subprog_info[i].linfo_idx >= l_off + l_cnt)
9570                                 env->subprog_info[i].linfo_idx -= l_cnt;
9571                         else
9572                                 env->subprog_info[i].linfo_idx = l_off;
9573                 }
9574
9575         return 0;
9576 }
9577
9578 static int verifier_remove_insns(struct bpf_verifier_env *env, u32 off, u32 cnt)
9579 {
9580         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
9581         unsigned int orig_prog_len = env->prog->len;
9582         int err;
9583
9584         if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux))
9585                 bpf_prog_offload_remove_insns(env, off, cnt);
9586
9587         err = bpf_remove_insns(env->prog, off, cnt);
9588         if (err)
9589                 return err;
9590
9591         err = adjust_subprog_starts_after_remove(env, off, cnt);
9592         if (err)
9593                 return err;
9594
9595         err = bpf_adj_linfo_after_remove(env, off, cnt);
9596         if (err)
9597                 return err;
9598
9599         memmove(aux_data + off, aux_data + off + cnt,
9600                 sizeof(*aux_data) * (orig_prog_len - off - cnt));
9601
9602         return 0;
9603 }
9604
9605 /* The verifier does more data flow analysis than llvm and will not
9606  * explore branches that are dead at run time. Malicious programs can
9607  * have dead code too. Therefore replace all dead at-run-time code
9608  * with 'ja -1'.
9609  *
9610  * Just nops are not optimal, e.g. if they would sit at the end of the
9611  * program and through another bug we would manage to jump there, then
9612  * we'd execute beyond program memory otherwise. Returning exception
9613  * code also wouldn't work since we can have subprogs where the dead
9614  * code could be located.
9615  */
9616 static void sanitize_dead_code(struct bpf_verifier_env *env)
9617 {
9618         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
9619         struct bpf_insn trap = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, -1);
9620         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
9621         const int insn_cnt = env->prog->len;
9622         int i;
9623
9624         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
9625                 if (aux_data[i].seen)
9626                         continue;
9627                 memcpy(insn + i, &trap, sizeof(trap));
9628         }
9629 }
9630
9631 static bool insn_is_cond_jump(u8 code)
9632 {
9633         u8 op;
9634
9635         if (BPF_CLASS(code) == BPF_JMP32)
9636                 return true;
9637
9638         if (BPF_CLASS(code) != BPF_JMP)
9639                 return false;
9640
9641         op = BPF_OP(code);
9642         return op != BPF_JA && op != BPF_EXIT && op != BPF_CALL;
9643 }
9644
9645 static void opt_hard_wire_dead_code_branches(struct bpf_verifier_env *env)
9646 {
9647         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
9648         struct bpf_insn ja = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 0);
9649         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
9650         const int insn_cnt = env->prog->len;
9651         int i;
9652
9653         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
9654                 if (!insn_is_cond_jump(insn->code))
9655                         continue;
9656
9657                 if (!aux_data[i + 1].seen)
9658                         ja.off = insn->off;
9659                 else if (!aux_data[i + 1 + insn->off].seen)
9660                         ja.off = 0;
9661                 else
9662                         continue;
9663
9664                 if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux))
9665                         bpf_prog_offload_replace_insn(env, i, &ja);
9666
9667                 memcpy(insn, &ja, sizeof(ja));
9668         }
9669 }
9670
9671 static int opt_remove_dead_code(struct bpf_verifier_env *env)
9672 {
9673         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
9674         int insn_cnt = env->prog->len;
9675         int i, err;
9676
9677         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
9678                 int j;
9679
9680                 j = 0;
9681                 while (i + j < insn_cnt && !aux_data[i + j].seen)
9682                         j++;
9683                 if (!j)
9684                         continue;
9685
9686                 err = verifier_remove_insns(env, i, j);
9687                 if (err)
9688                         return err;
9689                 insn_cnt = env->prog->len;
9690         }
9691
9692         return 0;
9693 }
9694
9695 static int opt_remove_nops(struct bpf_verifier_env *env)
9696 {
9697         const struct bpf_insn ja = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 0);
9698         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
9699         int insn_cnt = env->prog->len;
9700         int i, err;
9701
9702         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
9703                 if (memcmp(&insn[i], &ja, sizeof(ja)))
9704                         continue;
9705
9706                 err = verifier_remove_insns(env, i, 1);
9707                 if (err)
9708                         return err;
9709                 insn_cnt--;
9710                 i--;
9711         }
9712
9713         return 0;
9714 }
9715
9716 static int opt_subreg_zext_lo32_rnd_hi32(struct bpf_verifier_env *env,
9717                                          const union bpf_attr *attr)
9718 {
9719         struct bpf_insn *patch, zext_patch[2], rnd_hi32_patch[4];
9720         struct bpf_insn_aux_data *aux = env->insn_aux_data;
9721         int i, patch_len, delta = 0, len = env->prog->len;
9722         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
9723         struct bpf_prog *new_prog;
9724         bool rnd_hi32;
9725
9726         rnd_hi32 = attr->prog_flags & BPF_F_TEST_RND_HI32;
9727         zext_patch[1] = BPF_ZEXT_REG(0);
9728         rnd_hi32_patch[1] = BPF_ALU64_IMM(BPF_MOV, BPF_REG_AX, 0);
9729         rnd_hi32_patch[2] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_AX, 32);
9730         rnd_hi32_patch[3] = BPF_ALU64_REG(BPF_OR, 0, BPF_REG_AX);
9731         for (i = 0; i < len; i++) {
9732                 int adj_idx = i + delta;
9733                 struct bpf_insn insn;
9734
9735                 insn = insns[adj_idx];
9736                 if (!aux[adj_idx].zext_dst) {
9737                         u8 code, class;
9738                         u32 imm_rnd;
9739
9740                         if (!rnd_hi32)
9741                                 continue;
9742
9743                         code = insn.code;
9744                         class = BPF_CLASS(code);
9745                         if (insn_no_def(&insn))
9746                                 continue;
9747
9748                         /* NOTE: arg "reg" (the fourth one) is only used for
9749                          *       BPF_STX which has been ruled out in above
9750                          *       check, it is safe to pass NULL here.
9751                          */
9752                         if (is_reg64(env, &insn, insn.dst_reg, NULL, DST_OP)) {
9753                                 if (class == BPF_LD &&
9754                                     BPF_MODE(code) == BPF_IMM)
9755                                         i++;
9756                                 continue;
9757                         }
9758
9759                         /* ctx load could be transformed into wider load. */
9760                         if (class == BPF_LDX &&
9761                             aux[adj_idx].ptr_type == PTR_TO_CTX)
9762                                 continue;
9763
9764                         imm_rnd = get_random_int();
9765                         rnd_hi32_patch[0] = insn;
9766                         rnd_hi32_patch[1].imm = imm_rnd;
9767                         rnd_hi32_patch[3].dst_reg = insn.dst_reg;
9768                         patch = rnd_hi32_patch;
9769                         patch_len = 4;
9770                         goto apply_patch_buffer;
9771                 }
9772
9773                 if (!bpf_jit_needs_zext())
9774                         continue;
9775
9776                 zext_patch[0] = insn;
9777                 zext_patch[1].dst_reg = insn.dst_reg;
9778                 zext_patch[1].src_reg = insn.dst_reg;
9779                 patch = zext_patch;
9780                 patch_len = 2;
9781 apply_patch_buffer:
9782                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, adj_idx, patch, patch_len);
9783                 if (!new_prog)
9784                         return -ENOMEM;
9785                 env->prog = new_prog;
9786                 insns = new_prog->insnsi;
9787                 aux = env->insn_aux_data;
9788                 delta += patch_len - 1;
9789         }
9790
9791         return 0;
9792 }
9793
9794 /* convert load instructions that access fields of a context type into a
9795  * sequence of instructions that access fields of the underlying structure:
9796  *     struct __sk_buff    -> struct sk_buff
9797  *     struct bpf_sock_ops -> struct sock
9798  */
9799 static int convert_ctx_accesses(struct bpf_verifier_env *env)
9800 {
9801         const struct bpf_verifier_ops *ops = env->ops;
9802         int i, cnt, size, ctx_field_size, delta = 0;
9803         const int insn_cnt = env->prog->len;
9804         struct bpf_insn insn_buf[16], *insn;
9805         u32 target_size, size_default, off;
9806         struct bpf_prog *new_prog;
9807         enum bpf_access_type type;
9808         bool is_narrower_load;
9809
9810         if (ops->gen_prologue || env->seen_direct_write) {
9811                 if (!ops->gen_prologue) {
9812                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
9813                         return -EINVAL;
9814                 }
9815                 cnt = ops->gen_prologue(insn_buf, env->seen_direct_write,
9816                                         env->prog);
9817                 if (cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
9818                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
9819                         return -EINVAL;
9820                 } else if (cnt) {
9821                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, 0, insn_buf, cnt);
9822                         if (!new_prog)
9823                                 return -ENOMEM;
9824
9825                         env->prog = new_prog;
9826                         delta += cnt - 1;
9827                 }
9828         }
9829
9830         if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux))
9831                 return 0;
9832
9833         insn = env->prog->insnsi + delta;
9834
9835         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
9836                 bpf_convert_ctx_access_t convert_ctx_access;
9837
9838                 if (insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_B) ||
9839                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_H) ||
9840                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_W) ||
9841                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_DW))
9842                         type = BPF_READ;
9843                 else if (insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_B) ||
9844                          insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_H) ||
9845                          insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_W) ||
9846                          insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_DW))
9847                         type = BPF_WRITE;
9848                 else
9849                         continue;
9850
9851                 if (type == BPF_WRITE &&
9852                     env->insn_aux_data[i + delta].sanitize_stack_off) {
9853                         struct bpf_insn patch[] = {
9854                                 /* Sanitize suspicious stack slot with zero.
9855                                  * There are no memory dependencies for this store,
9856                                  * since it's only using frame pointer and immediate
9857                                  * constant of zero
9858                                  */
9859                                 BPF_ST_MEM(BPF_DW, BPF_REG_FP,
9860                                            env->insn_aux_data[i + delta].sanitize_stack_off,
9861                                            0),
9862                                 /* the original STX instruction will immediately
9863                                  * overwrite the same stack slot with appropriate value
9864                                  */
9865                                 *insn,
9866                         };
9867
9868                         cnt = ARRAY_SIZE(patch);
9869                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, patch, cnt);
9870                         if (!new_prog)
9871                                 return -ENOMEM;
9872
9873                         delta    += cnt - 1;
9874                         env->prog = new_prog;
9875                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
9876                         continue;
9877                 }
9878
9879                 switch (env->insn_aux_data[i + delta].ptr_type) {
9880                 case PTR_TO_CTX:
9881                         if (!ops->convert_ctx_access)
9882                                 continue;
9883                         convert_ctx_access = ops->convert_ctx_access;
9884                         break;
9885                 case PTR_TO_SOCKET:
9886                 case PTR_TO_SOCK_COMMON:
9887                         convert_ctx_access = bpf_sock_convert_ctx_access;
9888                         break;
9889                 case PTR_TO_TCP_SOCK:
9890                         convert_ctx_access = bpf_tcp_sock_convert_ctx_access;
9891                         break;
9892                 case PTR_TO_XDP_SOCK:
9893                         convert_ctx_access = bpf_xdp_sock_convert_ctx_access;
9894                         break;
9895                 case PTR_TO_BTF_ID:
9896                         if (type == BPF_READ) {
9897                                 insn->code = BPF_LDX | BPF_PROBE_MEM |
9898                                         BPF_SIZE((insn)->code);
9899                                 env->prog->aux->num_exentries++;
9900                         } else if (env->prog->type != BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS) {
9901                                 verbose(env, "Writes through BTF pointers are not allowed\n");
9902                                 return -EINVAL;
9903                         }
9904                         continue;
9905                 default:
9906                         continue;
9907                 }
9908
9909                 ctx_field_size = env->insn_aux_data[i + delta].ctx_field_size;
9910                 size = BPF_LDST_BYTES(insn);
9911
9912                 /* If the read access is a narrower load of the field,
9913                  * convert to a 4/8-byte load, to minimum program type specific
9914                  * convert_ctx_access changes. If conversion is successful,
9915                  * we will apply proper mask to the result.
9916                  */
9917                 is_narrower_load = size < ctx_field_size;
9918                 size_default = bpf_ctx_off_adjust_machine(ctx_field_size);
9919                 off = insn->off;
9920                 if (is_narrower_load) {
9921                         u8 size_code;
9922
9923                         if (type == BPF_WRITE) {
9924                                 verbose(env, "bpf verifier narrow ctx access misconfigured\n");
9925                                 return -EINVAL;
9926                         }
9927
9928                         size_code = BPF_H;
9929                         if (ctx_field_size == 4)
9930                                 size_code = BPF_W;
9931                         else if (ctx_field_size == 8)
9932                                 size_code = BPF_DW;
9933
9934                         insn->off = off & ~(size_default - 1);
9935                         insn->code = BPF_LDX | BPF_MEM | size_code;
9936                 }
9937
9938                 target_size = 0;
9939                 cnt = convert_ctx_access(type, insn, insn_buf, env->prog,
9940                                          &target_size);
9941                 if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf) ||
9942                     (ctx_field_size && !target_size)) {
9943                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
9944                         return -EINVAL;
9945                 }
9946
9947                 if (is_narrower_load && size < target_size) {
9948                         u8 shift = bpf_ctx_narrow_access_offset(
9949                                 off, size, size_default) * 8;
9950                         if (ctx_field_size <= 4) {
9951                                 if (shift)
9952                                         insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_RSH,
9953                                                                         insn->dst_reg,
9954                                                                         shift);
9955                                 insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, insn->dst_reg,
9956                                                                 (1 << size * 8) - 1);
9957                         } else {
9958                                 if (shift)
9959                                         insn_buf[cnt++] = BPF_ALU64_IMM(BPF_RSH,
9960                                                                         insn->dst_reg,
9961                                                                         shift);
9962                                 insn_buf[cnt++] = BPF_ALU64_IMM(BPF_AND, insn->dst_reg,
9963                                                                 (1ULL << size * 8) - 1);
9964                         }
9965                 }
9966
9967                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
9968                 if (!new_prog)
9969                         return -ENOMEM;
9970
9971                 delta += cnt - 1;
9972
9973                 /* keep walking new program and skip insns we just inserted */
9974                 env->prog = new_prog;
9975                 insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
9976         }
9977
9978         return 0;
9979 }
9980
9981 static int jit_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
9982 {
9983         struct bpf_prog *prog = env->prog, **func, *tmp;
9984         int i, j, subprog_start, subprog_end = 0, len, subprog;
9985         struct bpf_insn *insn;
9986         void *old_bpf_func;
9987         int err, num_exentries;
9988
9989         if (env->subprog_cnt <= 1)
9990                 return 0;
9991
9992         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
9993                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL) ||
9994                     insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
9995                         continue;
9996                 /* Upon error here we cannot fall back to interpreter but
9997                  * need a hard reject of the program. Thus -EFAULT is
9998                  * propagated in any case.
9999                  */
10000                 subprog = find_subprog(env, i + insn->imm + 1);
10001                 if (subprog < 0) {
10002                         WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
10003                                   i + insn->imm + 1);
10004                         return -EFAULT;
10005                 }
10006                 /* temporarily remember subprog id inside insn instead of
10007                  * aux_data, since next loop will split up all insns into funcs
10008                  */
10009                 insn->off = subprog;
10010                 /* remember original imm in case JIT fails and fallback
10011                  * to interpreter will be needed
10012                  */
10013                 env->insn_aux_data[i].call_imm = insn->imm;
10014                 /* point imm to __bpf_call_base+1 from JITs point of view */
10015                 insn->imm = 1;
10016         }
10017
10018         err = bpf_prog_alloc_jited_linfo(prog);
10019         if (err)
10020                 goto out_undo_insn;
10021
10022         err = -ENOMEM;
10023         func = kcalloc(env->subprog_cnt, sizeof(prog), GFP_KERNEL);
10024         if (!func)
10025                 goto out_undo_insn;
10026
10027         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
10028                 subprog_start = subprog_end;
10029                 subprog_end = env->subprog_info[i + 1].start;
10030
10031                 len = subprog_end - subprog_start;
10032                 /* BPF_PROG_RUN doesn't call subprogs directly,
10033                  * hence main prog stats include the runtime of subprogs.
10034                  * subprogs don't have IDs and not reachable via prog_get_next_id
10035                  * func[i]->aux->stats will never be accessed and stays NULL
10036                  */
10037                 func[i] = bpf_prog_alloc_no_stats(bpf_prog_size(len), GFP_USER);
10038                 if (!func[i])
10039                         goto out_free;
10040                 memcpy(func[i]->insnsi, &prog->insnsi[subprog_start],
10041                        len * sizeof(struct bpf_insn));
10042                 func[i]->type = prog->type;
10043                 func[i]->len = len;
10044                 if (bpf_prog_calc_tag(func[i]))
10045                         goto out_free;
10046                 func[i]->is_func = 1;
10047                 func[i]->aux->func_idx = i;
10048                 /* the btf and func_info will be freed only at prog->aux */
10049                 func[i]->aux->btf = prog->aux->btf;
10050                 func[i]->aux->func_info = prog->aux->func_info;
10051
10052                 /* Use bpf_prog_F_tag to indicate functions in stack traces.
10053                  * Long term would need debug info to populate names
10054                  */
10055                 func[i]->aux->name[0] = 'F';
10056                 func[i]->aux->stack_depth = env->subprog_info[i].stack_depth;
10057                 func[i]->jit_requested = 1;
10058                 func[i]->aux->linfo = prog->aux->linfo;
10059                 func[i]->aux->nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
10060                 func[i]->aux->jited_linfo = prog->aux->jited_linfo;
10061                 func[i]->aux->linfo_idx = env->subprog_info[i].linfo_idx;
10062                 num_exentries = 0;
10063                 insn = func[i]->insnsi;
10064                 for (j = 0; j < func[i]->len; j++, insn++) {
10065                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LDX &&
10066                             BPF_MODE(insn->code) == BPF_PROBE_MEM)
10067                                 num_exentries++;
10068                 }
10069                 func[i]->aux->num_exentries = num_exentries;
10070                 func[i] = bpf_int_jit_compile(func[i]);
10071                 if (!func[i]->jited) {
10072                         err = -ENOTSUPP;
10073                         goto out_free;
10074                 }
10075                 cond_resched();
10076         }
10077         /* at this point all bpf functions were successfully JITed
10078          * now populate all bpf_calls with correct addresses and
10079          * run last pass of JIT
10080          */
10081         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
10082                 insn = func[i]->insnsi;
10083                 for (j = 0; j < func[i]->len; j++, insn++) {
10084                         if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL) ||
10085                             insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
10086                                 continue;
10087                         subprog = insn->off;
10088                         insn->imm = BPF_CAST_CALL(func[subprog]->bpf_func) -
10089                                     __bpf_call_base;
10090                 }
10091
10092                 /* we use the aux data to keep a list of the start addresses
10093                  * of the JITed images for each function in the program
10094                  *
10095                  * for some architectures, such as powerpc64, the imm field
10096                  * might not be large enough to hold the offset of the start
10097                  * address of the callee's JITed image from __bpf_call_base
10098                  *
10099                  * in such cases, we can lookup the start address of a callee
10100                  * by using its subprog id, available from the off field of
10101                  * the call instruction, as an index for this list
10102                  */
10103                 func[i]->aux->func = func;
10104                 func[i]->aux->func_cnt = env->subprog_cnt;
10105         }
10106         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
10107                 old_bpf_func = func[i]->bpf_func;
10108                 tmp = bpf_int_jit_compile(func[i]);
10109                 if (tmp != func[i] || func[i]->bpf_func != old_bpf_func) {
10110                         verbose(env, "JIT doesn't support bpf-to-bpf calls\n");
10111                         err = -ENOTSUPP;
10112                         goto out_free;
10113                 }
10114                 cond_resched();
10115         }
10116
10117         /* finally lock prog and jit images for all functions and
10118          * populate kallsysm
10119          */
10120         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
10121                 bpf_prog_lock_ro(func[i]);
10122                 bpf_prog_kallsyms_add(func[i]);
10123         }
10124
10125         /* Last step: make now unused interpreter insns from main
10126          * prog consistent for later dump requests, so they can
10127          * later look the same as if they were interpreted only.
10128          */
10129         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
10130                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL) ||
10131                     insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
10132                         continue;
10133                 insn->off = env->insn_aux_data[i].call_imm;
10134                 subprog = find_subprog(env, i + insn->off + 1);
10135                 insn->imm = subprog;
10136         }
10137
10138         prog->jited = 1;
10139         prog->bpf_func = func[0]->bpf_func;
10140         prog->aux->func = func;
10141         prog->aux->func_cnt = env->subprog_cnt;
10142         bpf_prog_free_unused_jited_linfo(prog);
10143         return 0;
10144 out_free:
10145         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
10146                 if (func[i])
10147                         bpf_jit_free(func[i]);
10148         kfree(func);
10149 out_undo_insn:
10150         /* cleanup main prog to be interpreted */
10151         prog->jit_requested = 0;
10152         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
10153                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL) ||
10154                     insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
10155                         continue;
10156                 insn->off = 0;
10157                 insn->imm = env->insn_aux_data[i].call_imm;
10158         }
10159         bpf_prog_free_jited_linfo(prog);
10160         return err;
10161 }
10162
10163 static int fixup_call_args(struct bpf_verifier_env *env)
10164 {
10165 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
10166         struct bpf_prog *prog = env->prog;
10167         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
10168         int i, depth;
10169 #endif
10170         int err = 0;
10171
10172         if (env->prog->jit_requested &&
10173             !bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
10174                 err = jit_subprogs(env);
10175                 if (err == 0)
10176                         return 0;
10177                 if (err == -EFAULT)
10178                         return err;
10179         }
10180 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
10181         for (i = 0; i < prog->len; i++, insn++) {
10182                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL) ||
10183                     insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
10184                         continue;
10185                 depth = get_callee_stack_depth(env, insn, i);
10186                 if (depth < 0)
10187                         return depth;
10188                 bpf_patch_call_args(insn, depth);
10189         }
10190         err = 0;
10191 #endif
10192         return err;
10193 }
10194
10195 /* fixup insn->imm field of bpf_call instructions
10196  * and inline eligible helpers as explicit sequence of BPF instructions
10197  *
10198  * this function is called after eBPF program passed verification
10199  */
10200 static int fixup_bpf_calls(struct bpf_verifier_env *env)
10201 {
10202         struct bpf_prog *prog = env->prog;
10203         bool expect_blinding = bpf_jit_blinding_enabled(prog);
10204         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
10205         const struct bpf_func_proto *fn;
10206         const int insn_cnt = prog->len;
10207         const struct bpf_map_ops *ops;
10208         struct bpf_insn_aux_data *aux;
10209         struct bpf_insn insn_buf[16];
10210         struct bpf_prog *new_prog;
10211         struct bpf_map *map_ptr;
10212         int i, ret, cnt, delta = 0;
10213
10214         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
10215                 if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_MOD | BPF_X) ||
10216                     insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_X) ||
10217                     insn->code == (BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_X) ||
10218                     insn->code == (BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_X)) {
10219                         bool is64 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64;
10220                         struct bpf_insn mask_and_div[] = {
10221                                 BPF_MOV32_REG(insn->src_reg, insn->src_reg),
10222                                 /* Rx div 0 -> 0 */
10223                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JNE, insn->src_reg, 0, 2),
10224                                 BPF_ALU32_REG(BPF_XOR, insn->dst_reg, insn->dst_reg),
10225                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1),
10226                                 *insn,
10227                         };
10228                         struct bpf_insn mask_and_mod[] = {
10229                                 BPF_MOV32_REG(insn->src_reg, insn->src_reg),
10230                                 /* Rx mod 0 -> Rx */
10231                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JEQ, insn->src_reg, 0, 1),
10232                                 *insn,
10233                         };
10234                         struct bpf_insn *patchlet;
10235
10236                         if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_X) ||
10237                             insn->code == (BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_X)) {
10238                                 patchlet = mask_and_div + (is64 ? 1 : 0);
10239                                 cnt = ARRAY_SIZE(mask_and_div) - (is64 ? 1 : 0);
10240                         } else {
10241                                 patchlet = mask_and_mod + (is64 ? 1 : 0);
10242                                 cnt = ARRAY_SIZE(mask_and_mod) - (is64 ? 1 : 0);
10243                         }
10244
10245                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, patchlet, cnt);
10246                         if (!new_prog)
10247                                 return -ENOMEM;
10248
10249                         delta    += cnt - 1;
10250                         env->prog = prog = new_prog;
10251                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
10252                         continue;
10253                 }
10254
10255                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LD &&
10256                     (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ABS ||
10257                      BPF_MODE(insn->code) == BPF_IND)) {
10258                         cnt = env->ops->gen_ld_abs(insn, insn_buf);
10259                         if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
10260                                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
10261                                 return -EINVAL;
10262                         }
10263
10264                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
10265                         if (!new_prog)
10266                                 return -ENOMEM;
10267
10268                         delta    += cnt - 1;
10269                         env->prog = prog = new_prog;
10270                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
10271                         continue;
10272                 }
10273
10274                 if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X) ||
10275                     insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X)) {
10276                         const u8 code_add = BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X;
10277                         const u8 code_sub = BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X;
10278                         struct bpf_insn insn_buf[16];
10279                         struct bpf_insn *patch = &insn_buf[0];
10280                         bool issrc, isneg;
10281                         u32 off_reg;
10282
10283                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
10284                         if (!aux->alu_state ||
10285                             aux->alu_state == BPF_ALU_NON_POINTER)
10286                                 continue;
10287
10288                         isneg = aux->alu_state & BPF_ALU_NEG_VALUE;
10289                         issrc = (aux->alu_state & BPF_ALU_SANITIZE) ==
10290                                 BPF_ALU_SANITIZE_SRC;
10291
10292                         off_reg = issrc ? insn->src_reg : insn->dst_reg;
10293                         if (isneg)
10294                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MUL, off_reg, -1);
10295                         *patch++ = BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_AX, aux->alu_limit - 1);
10296                         *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_SUB, BPF_REG_AX, off_reg);
10297                         *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_OR, BPF_REG_AX, off_reg);
10298                         *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_NEG, BPF_REG_AX, 0);
10299                         *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_ARSH, BPF_REG_AX, 63);
10300                         if (issrc) {
10301                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_AND, BPF_REG_AX,
10302                                                          off_reg);
10303                                 insn->src_reg = BPF_REG_AX;
10304                         } else {
10305                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_AND, off_reg,
10306                                                          BPF_REG_AX);
10307                         }
10308                         if (isneg)
10309                                 insn->code = insn->code == code_add ?
10310                                              code_sub : code_add;
10311                         *patch++ = *insn;
10312                         if (issrc && isneg)
10313                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MUL, off_reg, -1);
10314                         cnt = patch - insn_buf;
10315
10316                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
10317                         if (!new_prog)
10318                                 return -ENOMEM;
10319
10320                         delta    += cnt - 1;
10321                         env->prog = prog = new_prog;
10322                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
10323                         continue;
10324                 }
10325
10326                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL))
10327                         continue;
10328                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
10329                         continue;
10330
10331                 if (insn->imm == BPF_FUNC_get_route_realm)
10332                         prog->dst_needed = 1;
10333                 if (insn->imm == BPF_FUNC_get_prandom_u32)
10334                         bpf_user_rnd_init_once();
10335                 if (insn->imm == BPF_FUNC_override_return)
10336                         prog->kprobe_override = 1;
10337                 if (insn->imm == BPF_FUNC_tail_call) {
10338                         /* If we tail call into other programs, we
10339                          * cannot make any assumptions since they can
10340                          * be replaced dynamically during runtime in
10341                          * the program array.
10342                          */
10343                         prog->cb_access = 1;
10344                         env->prog->aux->stack_depth = MAX_BPF_STACK;
10345                         env->prog->aux->max_pkt_offset = MAX_PACKET_OFF;
10346
10347                         /* mark bpf_tail_call as different opcode to avoid
10348                          * conditional branch in the interpeter for every normal
10349                          * call and to prevent accidental JITing by JIT compiler
10350                          * that doesn't support bpf_tail_call yet
10351                          */
10352                         insn->imm = 0;
10353                         insn->code = BPF_JMP | BPF_TAIL_CALL;
10354
10355                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
10356                         if (env->bpf_capable && !expect_blinding &&
10357                             prog->jit_requested &&
10358                             !bpf_map_key_poisoned(aux) &&
10359                             !bpf_map_ptr_poisoned(aux) &&
10360                             !bpf_map_ptr_unpriv(aux)) {
10361                                 struct bpf_jit_poke_descriptor desc = {
10362                                         .reason = BPF_POKE_REASON_TAIL_CALL,
10363                                         .tail_call.map = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state),
10364                                         .tail_call.key = bpf_map_key_immediate(aux),
10365                                 };
10366
10367                                 ret = bpf_jit_add_poke_descriptor(prog, &desc);
10368                                 if (ret < 0) {
10369                                         verbose(env, "adding tail call poke descriptor failed\n");
10370                                         return ret;
10371                                 }
10372
10373                                 insn->imm = ret + 1;
10374                                 continue;
10375                         }
10376
10377                         if (!bpf_map_ptr_unpriv(aux))
10378                                 continue;
10379
10380                         /* instead of changing every JIT dealing with tail_call
10381                          * emit two extra insns:
10382                          * if (index >= max_entries) goto out;
10383                          * index &= array->index_mask;
10384                          * to avoid out-of-bounds cpu speculation
10385                          */
10386                         if (bpf_map_ptr_poisoned(aux)) {
10387                                 verbose(env, "tail_call abusing map_ptr\n");
10388                                 return -EINVAL;
10389                         }
10390
10391                         map_ptr = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state);
10392                         insn_buf[0] = BPF_JMP_IMM(BPF_JGE, BPF_REG_3,
10393                                                   map_ptr->max_entries, 2);
10394                         insn_buf[1] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, BPF_REG_3,
10395                                                     container_of(map_ptr,
10396                                                                  struct bpf_array,
10397                                                                  map)->index_mask);
10398                         insn_buf[2] = *insn;
10399                         cnt = 3;
10400                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
10401                         if (!new_prog)
10402                                 return -ENOMEM;
10403
10404                         delta    += cnt - 1;
10405                         env->prog = prog = new_prog;
10406                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
10407                         continue;
10408                 }
10409
10410                 /* BPF_EMIT_CALL() assumptions in some of the map_gen_lookup
10411                  * and other inlining handlers are currently limited to 64 bit
10412                  * only.
10413                  */
10414                 if (prog->jit_requested && BITS_PER_LONG == 64 &&
10415                     (insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_elem ||
10416                      insn->imm == BPF_FUNC_map_update_elem ||
10417                      insn->imm == BPF_FUNC_map_delete_elem ||
10418                      insn->imm == BPF_FUNC_map_push_elem   ||
10419                      insn->imm == BPF_FUNC_map_pop_elem    ||
10420                      insn->imm == BPF_FUNC_map_peek_elem)) {
10421                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
10422                         if (bpf_map_ptr_poisoned(aux))
10423                                 goto patch_call_imm;
10424
10425                         map_ptr = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state);
10426                         ops = map_ptr->ops;
10427                         if (insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
10428                             ops->map_gen_lookup) {
10429                                 cnt = ops->map_gen_lookup(map_ptr, insn_buf);
10430                                 if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
10431                                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
10432                                         return -EINVAL;
10433                                 }
10434
10435                                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta,
10436                                                                insn_buf, cnt);
10437                                 if (!new_prog)
10438                                         return -ENOMEM;
10439
10440                                 delta    += cnt - 1;
10441                                 env->prog = prog = new_prog;
10442                                 insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
10443                                 continue;
10444                         }
10445
10446                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_lookup_elem,
10447                                      (void *(*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
10448                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_delete_elem,
10449                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
10450                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_update_elem,
10451                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
10452                                               u64 flags))NULL));
10453                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_push_elem,
10454                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *value,
10455                                               u64 flags))NULL));
10456                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_pop_elem,
10457                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *value))NULL));
10458                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_peek_elem,
10459                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *value))NULL));
10460
10461                         switch (insn->imm) {
10462                         case BPF_FUNC_map_lookup_elem:
10463                                 insn->imm = BPF_CAST_CALL(ops->map_lookup_elem) -
10464                                             __bpf_call_base;
10465                                 continue;
10466                         case BPF_FUNC_map_update_elem:
10467                                 insn->imm = BPF_CAST_CALL(ops->map_update_elem) -
10468                                             __bpf_call_base;
10469                                 continue;
10470                         case BPF_FUNC_map_delete_elem:
10471                                 insn->imm = BPF_CAST_CALL(ops->map_delete_elem) -
10472                                             __bpf_call_base;
10473                                 continue;
10474                         case BPF_FUNC_map_push_elem:
10475                                 insn->imm = BPF_CAST_CALL(ops->map_push_elem) -
10476                                             __bpf_call_base;
10477                                 continue;
10478                         case BPF_FUNC_map_pop_elem:
10479                                 insn->imm = BPF_CAST_CALL(ops->map_pop_elem) -
10480                                             __bpf_call_base;
10481                                 continue;
10482                         case BPF_FUNC_map_peek_elem:
10483                                 insn->imm = BPF_CAST_CALL(ops->map_peek_elem) -
10484                                             __bpf_call_base;
10485                                 continue;
10486                         }
10487
10488                         goto patch_call_imm;
10489                 }
10490
10491                 if (prog->jit_requested && BITS_PER_LONG == 64 &&
10492                     insn->imm == BPF_FUNC_jiffies64) {
10493                         struct bpf_insn ld_jiffies_addr[2] = {
10494                                 BPF_LD_IMM64(BPF_REG_0,
10495                                              (unsigned long)&jiffies),
10496                         };
10497
10498                         insn_buf[0] = ld_jiffies_addr[0];
10499                         insn_buf[1] = ld_jiffies_addr[1];
10500                         insn_buf[2] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0,
10501                                                   BPF_REG_0, 0);
10502                         cnt = 3;
10503
10504                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf,
10505                                                        cnt);
10506                         if (!new_prog)
10507                                 return -ENOMEM;
10508
10509                         delta    += cnt - 1;
10510                         env->prog = prog = new_prog;
10511                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
10512                         continue;
10513                 }
10514
10515 patch_call_imm:
10516                 fn = env->ops->get_func_proto(insn->imm, env->prog);
10517                 /* all functions that have prototype and verifier allowed
10518                  * programs to call them, must be real in-kernel functions
10519                  */
10520                 if (!fn->func) {
10521                         verbose(env,
10522                                 "kernel subsystem misconfigured func %s#%d\n",
10523                                 func_id_name(insn->imm), insn->imm);
10524                         return -EFAULT;
10525                 }
10526                 insn->imm = fn->func - __bpf_call_base;
10527         }
10528
10529         /* Since poke tab is now finalized, publish aux to tracker. */
10530         for (i = 0; i < prog->aux->size_poke_tab; i++) {
10531                 map_ptr = prog->aux->poke_tab[i].tail_call.map;
10532                 if (!map_ptr->ops->map_poke_track ||
10533                     !map_ptr->ops->map_poke_untrack ||
10534                     !map_ptr->ops->map_poke_run) {
10535                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
10536                         return -EINVAL;
10537                 }
10538
10539                 ret = map_ptr->ops->map_poke_track(map_ptr, prog->aux);
10540                 if (ret < 0) {
10541                         verbose(env, "tracking tail call prog failed\n");
10542                         return ret;
10543                 }
10544         }
10545
10546         return 0;
10547 }
10548
10549 static void free_states(struct bpf_verifier_env *env)
10550 {
10551         struct bpf_verifier_state_list *sl, *sln;
10552         int i;
10553
10554         sl = env->free_list;
10555         while (sl) {
10556                 sln = sl->next;
10557                 free_verifier_state(&sl->state, false);
10558                 kfree(sl);
10559                 sl = sln;
10560         }
10561         env->free_list = NULL;
10562
10563         if (!env->explored_states)
10564                 return;
10565
10566         for (i = 0; i < state_htab_size(env); i++) {
10567                 sl = env->explored_states[i];
10568
10569                 while (sl) {
10570                         sln = sl->next;
10571                         free_verifier_state(&sl->state, false);
10572                         kfree(sl);
10573                         sl = sln;
10574                 }
10575                 env->explored_states[i] = NULL;
10576         }
10577 }
10578
10579 /* The verifier is using insn_aux_data[] to store temporary data during
10580  * verification and to store information for passes that run after the
10581  * verification like dead code sanitization. do_check_common() for subprogram N
10582  * may analyze many other subprograms. sanitize_insn_aux_data() clears all
10583  * temporary data after do_check_common() finds that subprogram N cannot be
10584  * verified independently. pass_cnt counts the number of times
10585  * do_check_common() was run and insn->aux->seen tells the pass number
10586  * insn_aux_data was touched. These variables are compared to clear temporary
10587  * data from failed pass. For testing and experiments do_check_common() can be
10588  * run multiple times even when prior attempt to verify is unsuccessful.
10589  */
10590 static void sanitize_insn_aux_data(struct bpf_verifier_env *env)
10591 {
10592         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
10593         struct bpf_insn_aux_data *aux;
10594         int i, class;
10595
10596         for (i = 0; i < env->prog->len; i++) {
10597                 class = BPF_CLASS(insn[i].code);
10598                 if (class != BPF_LDX && class != BPF_STX)
10599                         continue;
10600                 aux = &env->insn_aux_data[i];
10601                 if (aux->seen != env->pass_cnt)
10602                         continue;
10603                 memset(aux, 0, offsetof(typeof(*aux), orig_idx));
10604         }
10605 }
10606
10607 static int do_check_common(struct bpf_verifier_env *env, int subprog)
10608 {
10609         bool pop_log = !(env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2);
10610         struct bpf_verifier_state *state;
10611         struct bpf_reg_state *regs;
10612         int ret, i;
10613
10614         env->prev_linfo = NULL;
10615         env->pass_cnt++;
10616
10617         state = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_state), GFP_KERNEL);
10618         if (!state)
10619                 return -ENOMEM;
10620         state->curframe = 0;
10621         state->speculative = false;
10622         state->branches = 1;
10623         state->frame[0] = kzalloc(sizeof(struct bpf_func_state), GFP_KERNEL);
10624         if (!state->frame[0]) {
10625                 kfree(state);
10626                 return -ENOMEM;
10627         }
10628         env->cur_state = state;
10629         init_func_state(env, state->frame[0],
10630                         BPF_MAIN_FUNC /* callsite */,
10631                         0 /* frameno */,
10632                         subprog);
10633
10634         regs = state->frame[state->curframe]->regs;
10635         if (subprog || env->prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT) {
10636                 ret = btf_prepare_func_args(env, subprog, regs);
10637                 if (ret)
10638                         goto out;
10639                 for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++) {
10640                         if (regs[i].type == PTR_TO_CTX)
10641                                 mark_reg_known_zero(env, regs, i);
10642                         else if (regs[i].type == SCALAR_VALUE)
10643                                 mark_reg_unknown(env, regs, i);
10644                 }
10645         } else {
10646                 /* 1st arg to a function */
10647                 regs[BPF_REG_1].type = PTR_TO_CTX;
10648                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_1);
10649                 ret = btf_check_func_arg_match(env, subprog, regs);
10650                 if (ret == -EFAULT)
10651                         /* unlikely verifier bug. abort.
10652                          * ret == 0 and ret < 0 are sadly acceptable for
10653                          * main() function due to backward compatibility.
10654                          * Like socket filter program may be written as:
10655                          * int bpf_prog(struct pt_regs *ctx)
10656                          * and never dereference that ctx in the program.
10657                          * 'struct pt_regs' is a type mismatch for socket
10658                          * filter that should be using 'struct __sk_buff'.
10659                          */
10660                         goto out;
10661         }
10662
10663         ret = do_check(env);
10664 out:
10665         /* check for NULL is necessary, since cur_state can be freed inside
10666          * do_check() under memory pressure.
10667          */
10668         if (env->cur_state) {
10669                 free_verifier_state(env->cur_state, true);
10670                 env->cur_state = NULL;
10671         }
10672         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
10673         if (!ret && pop_log)
10674                 bpf_vlog_reset(&env->log, 0);
10675         free_states(env);
10676         if (ret)
10677                 /* clean aux data in case subprog was rejected */
10678                 sanitize_insn_aux_data(env);
10679         return ret;
10680 }
10681
10682 /* Verify all global functions in a BPF program one by one based on their BTF.
10683  * All global functions must pass verification. Otherwise the whole program is rejected.
10684  * Consider:
10685  * int bar(int);
10686  * int foo(int f)
10687  * {
10688  *    return bar(f);
10689  * }
10690  * int bar(int b)
10691  * {
10692  *    ...
10693  * }
10694  * foo() will be verified first for R1=any_scalar_value. During verification it
10695  * will be assumed that bar() already verified successfully and call to bar()
10696  * from foo() will be checked for type match only. Later bar() will be verified
10697  * independently to check that it's safe for R1=any_scalar_value.
10698  */
10699 static int do_check_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
10700 {
10701         struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
10702         int i, ret;
10703
10704         if (!aux->func_info)
10705                 return 0;
10706
10707         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
10708                 if (aux->func_info_aux[i].linkage != BTF_FUNC_GLOBAL)
10709                         continue;
10710                 env->insn_idx = env->subprog_info[i].start;
10711                 WARN_ON_ONCE(env->insn_idx == 0);
10712                 ret = do_check_common(env, i);
10713                 if (ret) {
10714                         return ret;
10715                 } else if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
10716                         verbose(env,
10717                                 "Func#%d is safe for any args that match its prototype\n",
10718                                 i);
10719                 }
10720         }
10721         return 0;
10722 }
10723
10724 static int do_check_main(struct bpf_verifier_env *env)
10725 {
10726         int ret;
10727
10728         env->insn_idx = 0;
10729         ret = do_check_common(env, 0);
10730         if (!ret)
10731                 env->prog->aux->stack_depth = env->subprog_info[0].stack_depth;
10732         return ret;
10733 }
10734
10735
10736 static void print_verification_stats(struct bpf_verifier_env *env)
10737 {
10738         int i;
10739
10740         if (env->log.level & BPF_LOG_STATS) {
10741                 verbose(env, "verification time %lld usec\n",
10742                         div_u64(env->verification_time, 1000));
10743                 verbose(env, "stack depth ");
10744                 for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
10745                         u32 depth = env->subprog_info[i].stack_depth;
10746
10747                         verbose(env, "%d", depth);
10748                         if (i + 1 < env->subprog_cnt)
10749                                 verbose(env, "+");
10750                 }
10751                 verbose(env, "\n");
10752         }
10753         verbose(env, "processed %d insns (limit %d) max_states_per_insn %d "
10754                 "total_states %d peak_states %d mark_read %d\n",
10755                 env->insn_processed, BPF_COMPLEXITY_LIMIT_INSNS,
10756                 env->max_states_per_insn, env->total_states,
10757                 env->peak_states, env->longest_mark_read_walk);
10758 }
10759
10760 static int check_struct_ops_btf_id(struct bpf_verifier_env *env)
10761 {
10762         const struct btf_type *t, *func_proto;
10763         const struct bpf_struct_ops *st_ops;
10764         const struct btf_member *member;
10765         struct bpf_prog *prog = env->prog;
10766         u32 btf_id, member_idx;
10767         const char *mname;
10768
10769         btf_id = prog->aux->attach_btf_id;
10770         st_ops = bpf_struct_ops_find(btf_id);
10771         if (!st_ops) {
10772                 verbose(env, "attach_btf_id %u is not a supported struct\n",
10773                         btf_id);
10774                 return -ENOTSUPP;
10775         }
10776
10777         t = st_ops->type;
10778         member_idx = prog->expected_attach_type;
10779         if (member_idx >= btf_type_vlen(t)) {
10780                 verbose(env, "attach to invalid member idx %u of struct %s\n",
10781                         member_idx, st_ops->name);
10782                 return -EINVAL;
10783         }
10784
10785         member = &btf_type_member(t)[member_idx];
10786         mname = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, member->name_off);
10787         func_proto = btf_type_resolve_func_ptr(btf_vmlinux, member->type,
10788                                                NULL);
10789         if (!func_proto) {
10790                 verbose(env, "attach to invalid member %s(@idx %u) of struct %s\n",
10791                         mname, member_idx, st_ops->name);
10792                 return -EINVAL;
10793         }
10794
10795         if (st_ops->check_member) {
10796                 int err = st_ops->check_member(t, member);
10797
10798                 if (err) {
10799                         verbose(env, "attach to unsupported member %s of struct %s\n",
10800                                 mname, st_ops->name);
10801                         return err;
10802                 }
10803         }
10804
10805         prog->aux->attach_func_proto = func_proto;
10806         prog->aux->attach_func_name = mname;
10807         env->ops = st_ops->verifier_ops;
10808
10809         return 0;
10810 }
10811 #define SECURITY_PREFIX "security_"
10812
10813 static int check_attach_modify_return(struct bpf_prog *prog, unsigned long addr)
10814 {
10815         if (within_error_injection_list(addr) ||
10816             !strncmp(SECURITY_PREFIX, prog->aux->attach_func_name,
10817                      sizeof(SECURITY_PREFIX) - 1))
10818                 return 0;
10819
10820         return -EINVAL;
10821 }
10822
10823 static int check_attach_btf_id(struct bpf_verifier_env *env)
10824 {
10825         struct bpf_prog *prog = env->prog;
10826         bool prog_extension = prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT;
10827         struct bpf_prog *tgt_prog = prog->aux->linked_prog;
10828         u32 btf_id = prog->aux->attach_btf_id;
10829         const char prefix[] = "btf_trace_";
10830         struct btf_func_model fmodel;
10831         int ret = 0, subprog = -1, i;
10832         struct bpf_trampoline *tr;
10833         const struct btf_type *t;
10834         bool conservative = true;
10835         const char *tname;
10836         struct btf *btf;
10837         long addr;
10838         u64 key;
10839
10840         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS)
10841                 return check_struct_ops_btf_id(env);
10842
10843         if (prog->type != BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
10844             prog->type != BPF_PROG_TYPE_LSM &&
10845             !prog_extension)
10846                 return 0;
10847
10848         if (!btf_id) {
10849                 verbose(env, "Tracing programs must provide btf_id\n");
10850                 return -EINVAL;
10851         }
10852         btf = bpf_prog_get_target_btf(prog);
10853         if (!btf) {
10854                 verbose(env,
10855                         "FENTRY/FEXIT program can only be attached to another program annotated with BTF\n");
10856                 return -EINVAL;
10857         }
10858         t = btf_type_by_id(btf, btf_id);
10859         if (!t) {
10860                 verbose(env, "attach_btf_id %u is invalid\n", btf_id);
10861                 return -EINVAL;
10862         }
10863         tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
10864         if (!tname) {
10865                 verbose(env, "attach_btf_id %u doesn't have a name\n", btf_id);
10866                 return -EINVAL;
10867         }
10868         if (tgt_prog) {
10869                 struct bpf_prog_aux *aux = tgt_prog->aux;
10870
10871                 for (i = 0; i < aux->func_info_cnt; i++)
10872                         if (aux->func_info[i].type_id == btf_id) {
10873                                 subprog = i;
10874                                 break;
10875                         }
10876                 if (subprog == -1) {
10877                         verbose(env, "Subprog %s doesn't exist\n", tname);
10878                         return -EINVAL;
10879                 }
10880                 conservative = aux->func_info_aux[subprog].unreliable;
10881                 if (prog_extension) {
10882                         if (conservative) {
10883                                 verbose(env,
10884                                         "Cannot replace static functions\n");
10885                                 return -EINVAL;
10886                         }
10887                         if (!prog->jit_requested) {
10888                                 verbose(env,
10889                                         "Extension programs should be JITed\n");
10890                                 return -EINVAL;
10891                         }
10892                         env->ops = bpf_verifier_ops[tgt_prog->type];
10893                         prog->expected_attach_type = tgt_prog->expected_attach_type;
10894                 }
10895                 if (!tgt_prog->jited) {
10896                         verbose(env, "Can attach to only JITed progs\n");
10897                         return -EINVAL;
10898                 }
10899                 if (tgt_prog->type == prog->type) {
10900                         /* Cannot fentry/fexit another fentry/fexit program.
10901                          * Cannot attach program extension to another extension.
10902                          * It's ok to attach fentry/fexit to extension program.
10903                          */
10904                         verbose(env, "Cannot recursively attach\n");
10905                         return -EINVAL;
10906                 }
10907                 if (tgt_prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
10908                     prog_extension &&
10909                     (tgt_prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_FENTRY ||
10910                      tgt_prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_FEXIT)) {
10911                         /* Program extensions can extend all program types
10912                          * except fentry/fexit. The reason is the following.
10913                          * The fentry/fexit programs are used for performance
10914                          * analysis, stats and can be attached to any program
10915                          * type except themselves. When extension program is
10916                          * replacing XDP function it is necessary to allow
10917                          * performance analysis of all functions. Both original
10918                          * XDP program and its program extension. Hence
10919                          * attaching fentry/fexit to BPF_PROG_TYPE_EXT is
10920                          * allowed. If extending of fentry/fexit was allowed it
10921                          * would be possible to create long call chain
10922                          * fentry->extension->fentry->extension beyond
10923                          * reasonable stack size. Hence extending fentry is not
10924                          * allowed.
10925                          */
10926                         verbose(env, "Cannot extend fentry/fexit\n");
10927                         return -EINVAL;
10928                 }
10929                 key = ((u64)aux->id) << 32 | btf_id;
10930         } else {
10931                 if (prog_extension) {
10932                         verbose(env, "Cannot replace kernel functions\n");
10933                         return -EINVAL;
10934                 }
10935                 key = btf_id;
10936         }
10937
10938         switch (prog->expected_attach_type) {
10939         case BPF_TRACE_RAW_TP:
10940                 if (tgt_prog) {
10941                         verbose(env,
10942                                 "Only FENTRY/FEXIT progs are attachable to another BPF prog\n");
10943                         return -EINVAL;
10944                 }
10945                 if (!btf_type_is_typedef(t)) {
10946                         verbose(env, "attach_btf_id %u is not a typedef\n",
10947                                 btf_id);
10948                         return -EINVAL;
10949                 }
10950                 if (strncmp(prefix, tname, sizeof(prefix) - 1)) {
10951                         verbose(env, "attach_btf_id %u points to wrong type name %s\n",
10952                                 btf_id, tname);
10953                         return -EINVAL;
10954                 }
10955                 tname += sizeof(prefix) - 1;
10956                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
10957                 if (!btf_type_is_ptr(t))
10958                         /* should never happen in valid vmlinux build */
10959                         return -EINVAL;
10960                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
10961                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
10962                         /* should never happen in valid vmlinux build */
10963                         return -EINVAL;
10964
10965                 /* remember two read only pointers that are valid for
10966                  * the life time of the kernel
10967                  */
10968                 prog->aux->attach_func_name = tname;
10969                 prog->aux->attach_func_proto = t;
10970                 prog->aux->attach_btf_trace = true;
10971                 return 0;
10972         case BPF_TRACE_ITER:
10973                 if (!btf_type_is_func(t)) {
10974                         verbose(env, "attach_btf_id %u is not a function\n",
10975                                 btf_id);
10976                         return -EINVAL;
10977                 }
10978                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
10979                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
10980                         return -EINVAL;
10981                 prog->aux->attach_func_name = tname;
10982                 prog->aux->attach_func_proto = t;
10983                 if (!bpf_iter_prog_supported(prog))
10984                         return -EINVAL;
10985                 ret = btf_distill_func_proto(&env->log, btf, t,
10986                                              tname, &fmodel);
10987                 return ret;
10988         default:
10989                 if (!prog_extension)
10990                         return -EINVAL;
10991                 fallthrough;
10992         case BPF_MODIFY_RETURN:
10993         case BPF_LSM_MAC:
10994         case BPF_TRACE_FENTRY:
10995         case BPF_TRACE_FEXIT:
10996                 prog->aux->attach_func_name = tname;
10997                 if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_LSM) {
10998                         ret = bpf_lsm_verify_prog(&env->log, prog);
10999                         if (ret < 0)
11000                                 return ret;
11001                 }
11002
11003                 if (!btf_type_is_func(t)) {
11004                         verbose(env, "attach_btf_id %u is not a function\n",
11005                                 btf_id);
11006                         return -EINVAL;
11007                 }
11008                 if (prog_extension &&
11009                     btf_check_type_match(env, prog, btf, t))
11010                         return -EINVAL;
11011                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
11012                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
11013                         return -EINVAL;
11014                 tr = bpf_trampoline_lookup(key);
11015                 if (!tr)
11016                         return -ENOMEM;
11017                 /* t is either vmlinux type or another program's type */
11018                 prog->aux->attach_func_proto = t;
11019                 mutex_lock(&tr->mutex);
11020                 if (tr->func.addr) {
11021                         prog->aux->trampoline = tr;
11022                         goto out;
11023                 }
11024                 if (tgt_prog && conservative) {
11025                         prog->aux->attach_func_proto = NULL;
11026                         t = NULL;
11027                 }
11028                 ret = btf_distill_func_proto(&env->log, btf, t,
11029                                              tname, &tr->func.model);
11030                 if (ret < 0)
11031                         goto out;
11032                 if (tgt_prog) {
11033                         if (subprog == 0)
11034                                 addr = (long) tgt_prog->bpf_func;
11035                         else
11036                                 addr = (long) tgt_prog->aux->func[subprog]->bpf_func;
11037                 } else {
11038                         addr = kallsyms_lookup_name(tname);
11039                         if (!addr) {
11040                                 verbose(env,
11041                                         "The address of function %s cannot be found\n",
11042                                         tname);
11043                                 ret = -ENOENT;
11044                                 goto out;
11045                         }
11046                 }
11047
11048                 if (prog->expected_attach_type == BPF_MODIFY_RETURN) {
11049                         ret = check_attach_modify_return(prog, addr);
11050                         if (ret)
11051                                 verbose(env, "%s() is not modifiable\n",
11052                                         prog->aux->attach_func_name);
11053                 }
11054
11055                 if (ret)
11056                         goto out;
11057                 tr->func.addr = (void *)addr;
11058                 prog->aux->trampoline = tr;
11059 out:
11060                 mutex_unlock(&tr->mutex);
11061                 if (ret)
11062                         bpf_trampoline_put(tr);
11063                 return ret;
11064         }
11065 }
11066
11067 int bpf_check(struct bpf_prog **prog, union bpf_attr *attr,
11068               union bpf_attr __user *uattr)
11069 {
11070         u64 start_time = ktime_get_ns();
11071         struct bpf_verifier_env *env;
11072         struct bpf_verifier_log *log;
11073         int i, len, ret = -EINVAL;
11074         bool is_priv;
11075
11076         /* no program is valid */
11077         if (ARRAY_SIZE(bpf_verifier_ops) == 0)
11078                 return -EINVAL;
11079
11080         /* 'struct bpf_verifier_env' can be global, but since it's not small,
11081          * allocate/free it every time bpf_check() is called
11082          */
11083         env = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_env), GFP_KERNEL);
11084         if (!env)
11085                 return -ENOMEM;
11086         log = &env->log;
11087
11088         len = (*prog)->len;
11089         env->insn_aux_data =
11090                 vzalloc(array_size(sizeof(struct bpf_insn_aux_data), len));
11091         ret = -ENOMEM;
11092         if (!env->insn_aux_data)
11093                 goto err_free_env;
11094         for (i = 0; i < len; i++)
11095                 env->insn_aux_data[i].orig_idx = i;
11096         env->prog = *prog;
11097         env->ops = bpf_verifier_ops[env->prog->type];
11098         is_priv = bpf_capable();
11099
11100         if (!btf_vmlinux && IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_INFO_BTF)) {
11101                 mutex_lock(&bpf_verifier_lock);
11102                 if (!btf_vmlinux)
11103                         btf_vmlinux = btf_parse_vmlinux();
11104                 mutex_unlock(&bpf_verifier_lock);
11105         }
11106
11107         /* grab the mutex to protect few globals used by verifier */
11108         if (!is_priv)
11109                 mutex_lock(&bpf_verifier_lock);
11110
11111         if (attr->log_level || attr->log_buf || attr->log_size) {
11112                 /* user requested verbose verifier output
11113                  * and supplied buffer to store the verification trace
11114                  */
11115                 log->level = attr->log_level;
11116                 log->ubuf = (char __user *) (unsigned long) attr->log_buf;
11117                 log->len_total = attr->log_size;
11118
11119                 ret = -EINVAL;
11120                 /* log attributes have to be sane */
11121                 if (log->len_total < 128 || log->len_total > UINT_MAX >> 2 ||
11122                     !log->level || !log->ubuf || log->level & ~BPF_LOG_MASK)
11123                         goto err_unlock;
11124         }
11125
11126         if (IS_ERR(btf_vmlinux)) {
11127                 /* Either gcc or pahole or kernel are broken. */
11128                 verbose(env, "in-kernel BTF is malformed\n");
11129                 ret = PTR_ERR(btf_vmlinux);
11130                 goto skip_full_check;
11131         }
11132
11133         env->strict_alignment = !!(attr->prog_flags & BPF_F_STRICT_ALIGNMENT);
11134         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS))
11135                 env->strict_alignment = true;
11136         if (attr->prog_flags & BPF_F_ANY_ALIGNMENT)
11137                 env->strict_alignment = false;
11138
11139         env->allow_ptr_leaks = bpf_allow_ptr_leaks();
11140         env->allow_ptr_to_map_access = bpf_allow_ptr_to_map_access();
11141         env->bypass_spec_v1 = bpf_bypass_spec_v1();
11142         env->bypass_spec_v4 = bpf_bypass_spec_v4();
11143         env->bpf_capable = bpf_capable();
11144
11145         if (is_priv)
11146                 env->test_state_freq = attr->prog_flags & BPF_F_TEST_STATE_FREQ;
11147
11148         ret = replace_map_fd_with_map_ptr(env);
11149         if (ret < 0)
11150                 goto skip_full_check;
11151
11152         if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
11153                 ret = bpf_prog_offload_verifier_prep(env->prog);
11154                 if (ret)
11155                         goto skip_full_check;
11156         }
11157
11158         env->explored_states = kvcalloc(state_htab_size(env),
11159                                        sizeof(struct bpf_verifier_state_list *),
11160                                        GFP_USER);
11161         ret = -ENOMEM;
11162         if (!env->explored_states)
11163                 goto skip_full_check;
11164
11165         ret = check_subprogs(env);
11166         if (ret < 0)
11167                 goto skip_full_check;
11168
11169         ret = check_btf_info(env, attr, uattr);
11170         if (ret < 0)
11171                 goto skip_full_check;
11172
11173         ret = check_attach_btf_id(env);
11174         if (ret)
11175                 goto skip_full_check;
11176
11177         ret = check_cfg(env);
11178         if (ret < 0)
11179                 goto skip_full_check;
11180
11181         ret = do_check_subprogs(env);
11182         ret = ret ?: do_check_main(env);
11183
11184         if (ret == 0 && bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux))
11185                 ret = bpf_prog_offload_finalize(env);
11186
11187 skip_full_check:
11188         kvfree(env->explored_states);
11189
11190         if (ret == 0)
11191                 ret = check_max_stack_depth(env);
11192
11193         /* instruction rewrites happen after this point */
11194         if (is_priv) {
11195                 if (ret == 0)
11196                         opt_hard_wire_dead_code_branches(env);
11197                 if (ret == 0)
11198                         ret = opt_remove_dead_code(env);
11199                 if (ret == 0)
11200                         ret = opt_remove_nops(env);
11201         } else {
11202                 if (ret == 0)
11203                         sanitize_dead_code(env);
11204         }
11205
11206         if (ret == 0)
11207                 /* program is valid, convert *(u32*)(ctx + off) accesses */
11208                 ret = convert_ctx_accesses(env);
11209
11210         if (ret == 0)
11211                 ret = fixup_bpf_calls(env);
11212
11213         /* do 32-bit optimization after insn patching has done so those patched
11214          * insns could be handled correctly.
11215          */
11216         if (ret == 0 && !bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
11217                 ret = opt_subreg_zext_lo32_rnd_hi32(env, attr);
11218                 env->prog->aux->verifier_zext = bpf_jit_needs_zext() ? !ret
11219                                                                      : false;
11220         }
11221
11222         if (ret == 0)
11223                 ret = fixup_call_args(env);
11224
11225         env->verification_time = ktime_get_ns() - start_time;
11226         print_verification_stats(env);
11227
11228         if (log->level && bpf_verifier_log_full(log))
11229                 ret = -ENOSPC;
11230         if (log->level && !log->ubuf) {
11231                 ret = -EFAULT;
11232                 goto err_release_maps;
11233         }
11234
11235         if (ret == 0 && env->used_map_cnt) {
11236                 /* if program passed verifier, update used_maps in bpf_prog_info */
11237                 env->prog->aux->used_maps = kmalloc_array(env->used_map_cnt,
11238                                                           sizeof(env->used_maps[0]),
11239                                                           GFP_KERNEL);
11240
11241                 if (!env->prog->aux->used_maps) {
11242                         ret = -ENOMEM;
11243                         goto err_release_maps;
11244                 }
11245
11246                 memcpy(env->prog->aux->used_maps, env->used_maps,
11247                        sizeof(env->used_maps[0]) * env->used_map_cnt);
11248                 env->prog->aux->used_map_cnt = env->used_map_cnt;
11249
11250                 /* program is valid. Convert pseudo bpf_ld_imm64 into generic
11251                  * bpf_ld_imm64 instructions
11252                  */
11253                 convert_pseudo_ld_imm64(env);
11254         }
11255
11256         if (ret == 0)
11257                 adjust_btf_func(env);
11258
11259 err_release_maps:
11260         if (!env->prog->aux->used_maps)
11261                 /* if we didn't copy map pointers into bpf_prog_info, release
11262                  * them now. Otherwise free_used_maps() will release them.
11263                  */
11264                 release_maps(env);
11265
11266         /* extension progs temporarily inherit the attach_type of their targets
11267            for verification purposes, so set it back to zero before returning
11268          */
11269         if (env->prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT)
11270                 env->prog->expected_attach_type = 0;
11271
11272         *prog = env->prog;
11273 err_unlock:
11274         if (!is_priv)
11275                 mutex_unlock(&bpf_verifier_lock);
11276         vfree(env->insn_aux_data);
11277 err_free_env:
11278         kfree(env);
11279         return ret;
11280 }