bpf: Refactor NULL-ness check in check_reg_type().
[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/bpf-cgroup.h>
8 #include <linux/kernel.h>
9 #include <linux/types.h>
10 #include <linux/slab.h>
11 #include <linux/bpf.h>
12 #include <linux/btf.h>
13 #include <linux/bpf_verifier.h>
14 #include <linux/filter.h>
15 #include <net/netlink.h>
16 #include <linux/file.h>
17 #include <linux/vmalloc.h>
18 #include <linux/stringify.h>
19 #include <linux/bsearch.h>
20 #include <linux/sort.h>
21 #include <linux/perf_event.h>
22 #include <linux/ctype.h>
23 #include <linux/error-injection.h>
24 #include <linux/bpf_lsm.h>
25 #include <linux/btf_ids.h>
26 #include <linux/poison.h>
27 #include <linux/module.h>
28
29 #include "disasm.h"
30
31 static const struct bpf_verifier_ops * const bpf_verifier_ops[] = {
32 #define BPF_PROG_TYPE(_id, _name, prog_ctx_type, kern_ctx_type) \
33         [_id] = & _name ## _verifier_ops,
34 #define BPF_MAP_TYPE(_id, _ops)
35 #define BPF_LINK_TYPE(_id, _name)
36 #include <linux/bpf_types.h>
37 #undef BPF_PROG_TYPE
38 #undef BPF_MAP_TYPE
39 #undef BPF_LINK_TYPE
40 };
41
42 /* bpf_check() is a static code analyzer that walks eBPF program
43  * instruction by instruction and updates register/stack state.
44  * All paths of conditional branches are analyzed until 'bpf_exit' insn.
45  *
46  * The first pass is depth-first-search to check that the program is a DAG.
47  * It rejects the following programs:
48  * - larger than BPF_MAXINSNS insns
49  * - if loop is present (detected via back-edge)
50  * - unreachable insns exist (shouldn't be a forest. program = one function)
51  * - out of bounds or malformed jumps
52  * The second pass is all possible path descent from the 1st insn.
53  * Since it's analyzing all paths through the program, the length of the
54  * analysis is limited to 64k insn, which may be hit even if total number of
55  * insn is less then 4K, but there are too many branches that change stack/regs.
56  * Number of 'branches to be analyzed' is limited to 1k
57  *
58  * On entry to each instruction, each register has a type, and the instruction
59  * changes the types of the registers depending on instruction semantics.
60  * If instruction is BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, BPF_REG_5), then type of R5 is
61  * copied to R1.
62  *
63  * All registers are 64-bit.
64  * R0 - return register
65  * R1-R5 argument passing registers
66  * R6-R9 callee saved registers
67  * R10 - frame pointer read-only
68  *
69  * At the start of BPF program the register R1 contains a pointer to bpf_context
70  * and has type PTR_TO_CTX.
71  *
72  * Verifier tracks arithmetic operations on pointers in case:
73  *    BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, BPF_REG_10),
74  *    BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, BPF_REG_1, -20),
75  * 1st insn copies R10 (which has FRAME_PTR) type into R1
76  * and 2nd arithmetic instruction is pattern matched to recognize
77  * that it wants to construct a pointer to some element within stack.
78  * So after 2nd insn, the register R1 has type PTR_TO_STACK
79  * (and -20 constant is saved for further stack bounds checking).
80  * Meaning that this reg is a pointer to stack plus known immediate constant.
81  *
82  * Most of the time the registers have SCALAR_VALUE type, which
83  * means the register has some value, but it's not a valid pointer.
84  * (like pointer plus pointer becomes SCALAR_VALUE type)
85  *
86  * When verifier sees load or store instructions the type of base register
87  * can be: PTR_TO_MAP_VALUE, PTR_TO_CTX, PTR_TO_STACK, PTR_TO_SOCKET. These are
88  * four pointer types recognized by check_mem_access() function.
89  *
90  * PTR_TO_MAP_VALUE means that this register is pointing to 'map element value'
91  * and the range of [ptr, ptr + map's value_size) is accessible.
92  *
93  * registers used to pass values to function calls are checked against
94  * function argument constraints.
95  *
96  * ARG_PTR_TO_MAP_KEY is one of such argument constraints.
97  * It means that the register type passed to this function must be
98  * PTR_TO_STACK and it will be used inside the function as
99  * 'pointer to map element key'
100  *
101  * For example the argument constraints for bpf_map_lookup_elem():
102  *   .ret_type = RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL,
103  *   .arg1_type = ARG_CONST_MAP_PTR,
104  *   .arg2_type = ARG_PTR_TO_MAP_KEY,
105  *
106  * ret_type says that this function returns 'pointer to map elem value or null'
107  * function expects 1st argument to be a const pointer to 'struct bpf_map' and
108  * 2nd argument should be a pointer to stack, which will be used inside
109  * the helper function as a pointer to map element key.
110  *
111  * On the kernel side the helper function looks like:
112  * u64 bpf_map_lookup_elem(u64 r1, u64 r2, u64 r3, u64 r4, u64 r5)
113  * {
114  *    struct bpf_map *map = (struct bpf_map *) (unsigned long) r1;
115  *    void *key = (void *) (unsigned long) r2;
116  *    void *value;
117  *
118  *    here kernel can access 'key' and 'map' pointers safely, knowing that
119  *    [key, key + map->key_size) bytes are valid and were initialized on
120  *    the stack of eBPF program.
121  * }
122  *
123  * Corresponding eBPF program may look like:
124  *    BPF_MOV64_REG(BPF_REG_2, BPF_REG_10),  // after this insn R2 type is FRAME_PTR
125  *    BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, BPF_REG_2, -4), // after this insn R2 type is PTR_TO_STACK
126  *    BPF_LD_MAP_FD(BPF_REG_1, map_fd),      // after this insn R1 type is CONST_PTR_TO_MAP
127  *    BPF_RAW_INSN(BPF_JMP | BPF_CALL, 0, 0, 0, BPF_FUNC_map_lookup_elem),
128  * here verifier looks at prototype of map_lookup_elem() and sees:
129  * .arg1_type == ARG_CONST_MAP_PTR and R1->type == CONST_PTR_TO_MAP, which is ok,
130  * Now verifier knows that this map has key of R1->map_ptr->key_size bytes
131  *
132  * Then .arg2_type == ARG_PTR_TO_MAP_KEY and R2->type == PTR_TO_STACK, ok so far,
133  * Now verifier checks that [R2, R2 + map's key_size) are within stack limits
134  * and were initialized prior to this call.
135  * If it's ok, then verifier allows this BPF_CALL insn and looks at
136  * .ret_type which is RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL, so it sets
137  * R0->type = PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL which means bpf_map_lookup_elem() function
138  * returns either pointer to map value or NULL.
139  *
140  * When type PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL passes through 'if (reg != 0) goto +off'
141  * insn, the register holding that pointer in the true branch changes state to
142  * PTR_TO_MAP_VALUE and the same register changes state to CONST_IMM in the false
143  * branch. See check_cond_jmp_op().
144  *
145  * After the call R0 is set to return type of the function and registers R1-R5
146  * are set to NOT_INIT to indicate that they are no longer readable.
147  *
148  * The following reference types represent a potential reference to a kernel
149  * resource which, after first being allocated, must be checked and freed by
150  * the BPF program:
151  * - PTR_TO_SOCKET_OR_NULL, PTR_TO_SOCKET
152  *
153  * When the verifier sees a helper call return a reference type, it allocates a
154  * pointer id for the reference and stores it in the current function state.
155  * Similar to the way that PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL is converted into
156  * PTR_TO_MAP_VALUE, PTR_TO_SOCKET_OR_NULL becomes PTR_TO_SOCKET when the type
157  * passes through a NULL-check conditional. For the branch wherein the state is
158  * changed to CONST_IMM, the verifier releases the reference.
159  *
160  * For each helper function that allocates a reference, such as
161  * bpf_sk_lookup_tcp(), there is a corresponding release function, such as
162  * bpf_sk_release(). When a reference type passes into the release function,
163  * the verifier also releases the reference. If any unchecked or unreleased
164  * reference remains at the end of the program, the verifier rejects it.
165  */
166
167 /* verifier_state + insn_idx are pushed to stack when branch is encountered */
168 struct bpf_verifier_stack_elem {
169         /* verifer state is 'st'
170          * before processing instruction 'insn_idx'
171          * and after processing instruction 'prev_insn_idx'
172          */
173         struct bpf_verifier_state st;
174         int insn_idx;
175         int prev_insn_idx;
176         struct bpf_verifier_stack_elem *next;
177         /* length of verifier log at the time this state was pushed on stack */
178         u32 log_pos;
179 };
180
181 #define BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ    8192
182 #define BPF_COMPLEXITY_LIMIT_STATES     64
183
184 #define BPF_MAP_KEY_POISON      (1ULL << 63)
185 #define BPF_MAP_KEY_SEEN        (1ULL << 62)
186
187 #define BPF_MAP_PTR_UNPRIV      1UL
188 #define BPF_MAP_PTR_POISON      ((void *)((0xeB9FUL << 1) +     \
189                                           POISON_POINTER_DELTA))
190 #define BPF_MAP_PTR(X)          ((struct bpf_map *)((X) & ~BPF_MAP_PTR_UNPRIV))
191
192 static int acquire_reference_state(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx);
193 static int release_reference(struct bpf_verifier_env *env, int ref_obj_id);
194 static void invalidate_non_owning_refs(struct bpf_verifier_env *env);
195 static bool in_rbtree_lock_required_cb(struct bpf_verifier_env *env);
196 static int ref_set_non_owning(struct bpf_verifier_env *env,
197                               struct bpf_reg_state *reg);
198
199 static bool bpf_map_ptr_poisoned(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
200 {
201         return BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state) == BPF_MAP_PTR_POISON;
202 }
203
204 static bool bpf_map_ptr_unpriv(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
205 {
206         return aux->map_ptr_state & BPF_MAP_PTR_UNPRIV;
207 }
208
209 static void bpf_map_ptr_store(struct bpf_insn_aux_data *aux,
210                               const struct bpf_map *map, bool unpriv)
211 {
212         BUILD_BUG_ON((unsigned long)BPF_MAP_PTR_POISON & BPF_MAP_PTR_UNPRIV);
213         unpriv |= bpf_map_ptr_unpriv(aux);
214         aux->map_ptr_state = (unsigned long)map |
215                              (unpriv ? BPF_MAP_PTR_UNPRIV : 0UL);
216 }
217
218 static bool bpf_map_key_poisoned(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
219 {
220         return aux->map_key_state & BPF_MAP_KEY_POISON;
221 }
222
223 static bool bpf_map_key_unseen(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
224 {
225         return !(aux->map_key_state & BPF_MAP_KEY_SEEN);
226 }
227
228 static u64 bpf_map_key_immediate(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
229 {
230         return aux->map_key_state & ~(BPF_MAP_KEY_SEEN | BPF_MAP_KEY_POISON);
231 }
232
233 static void bpf_map_key_store(struct bpf_insn_aux_data *aux, u64 state)
234 {
235         bool poisoned = bpf_map_key_poisoned(aux);
236
237         aux->map_key_state = state | BPF_MAP_KEY_SEEN |
238                              (poisoned ? BPF_MAP_KEY_POISON : 0ULL);
239 }
240
241 static bool bpf_pseudo_call(const struct bpf_insn *insn)
242 {
243         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
244                insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL;
245 }
246
247 static bool bpf_pseudo_kfunc_call(const struct bpf_insn *insn)
248 {
249         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
250                insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL;
251 }
252
253 struct bpf_call_arg_meta {
254         struct bpf_map *map_ptr;
255         bool raw_mode;
256         bool pkt_access;
257         u8 release_regno;
258         int regno;
259         int access_size;
260         int mem_size;
261         u64 msize_max_value;
262         int ref_obj_id;
263         int dynptr_id;
264         int map_uid;
265         int func_id;
266         struct btf *btf;
267         u32 btf_id;
268         struct btf *ret_btf;
269         u32 ret_btf_id;
270         u32 subprogno;
271         struct btf_field *kptr_field;
272 };
273
274 struct bpf_kfunc_call_arg_meta {
275         /* In parameters */
276         struct btf *btf;
277         u32 func_id;
278         u32 kfunc_flags;
279         const struct btf_type *func_proto;
280         const char *func_name;
281         /* Out parameters */
282         u32 ref_obj_id;
283         u8 release_regno;
284         bool r0_rdonly;
285         u32 ret_btf_id;
286         u64 r0_size;
287         u32 subprogno;
288         struct {
289                 u64 value;
290                 bool found;
291         } arg_constant;
292         struct {
293                 struct btf *btf;
294                 u32 btf_id;
295         } arg_obj_drop;
296         struct {
297                 struct btf_field *field;
298         } arg_list_head;
299         struct {
300                 struct btf_field *field;
301         } arg_rbtree_root;
302         struct {
303                 enum bpf_dynptr_type type;
304                 u32 id;
305         } initialized_dynptr;
306         struct {
307                 u8 spi;
308                 u8 frameno;
309         } iter;
310         u64 mem_size;
311 };
312
313 struct btf *btf_vmlinux;
314
315 static DEFINE_MUTEX(bpf_verifier_lock);
316
317 static const struct bpf_line_info *
318 find_linfo(const struct bpf_verifier_env *env, u32 insn_off)
319 {
320         const struct bpf_line_info *linfo;
321         const struct bpf_prog *prog;
322         u32 i, nr_linfo;
323
324         prog = env->prog;
325         nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
326
327         if (!nr_linfo || insn_off >= prog->len)
328                 return NULL;
329
330         linfo = prog->aux->linfo;
331         for (i = 1; i < nr_linfo; i++)
332                 if (insn_off < linfo[i].insn_off)
333                         break;
334
335         return &linfo[i - 1];
336 }
337
338 void bpf_verifier_vlog(struct bpf_verifier_log *log, const char *fmt,
339                        va_list args)
340 {
341         unsigned int n;
342
343         n = vscnprintf(log->kbuf, BPF_VERIFIER_TMP_LOG_SIZE, fmt, args);
344
345         WARN_ONCE(n >= BPF_VERIFIER_TMP_LOG_SIZE - 1,
346                   "verifier log line truncated - local buffer too short\n");
347
348         if (log->level == BPF_LOG_KERNEL) {
349                 bool newline = n > 0 && log->kbuf[n - 1] == '\n';
350
351                 pr_err("BPF: %s%s", log->kbuf, newline ? "" : "\n");
352                 return;
353         }
354
355         n = min(log->len_total - log->len_used - 1, n);
356         log->kbuf[n] = '\0';
357         if (!copy_to_user(log->ubuf + log->len_used, log->kbuf, n + 1))
358                 log->len_used += n;
359         else
360                 log->ubuf = NULL;
361 }
362
363 static void bpf_vlog_reset(struct bpf_verifier_log *log, u32 new_pos)
364 {
365         char zero = 0;
366
367         if (!bpf_verifier_log_needed(log))
368                 return;
369
370         log->len_used = new_pos;
371         if (put_user(zero, log->ubuf + new_pos))
372                 log->ubuf = NULL;
373 }
374
375 /* log_level controls verbosity level of eBPF verifier.
376  * bpf_verifier_log_write() is used to dump the verification trace to the log,
377  * so the user can figure out what's wrong with the program
378  */
379 __printf(2, 3) void bpf_verifier_log_write(struct bpf_verifier_env *env,
380                                            const char *fmt, ...)
381 {
382         va_list args;
383
384         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
385                 return;
386
387         va_start(args, fmt);
388         bpf_verifier_vlog(&env->log, fmt, args);
389         va_end(args);
390 }
391 EXPORT_SYMBOL_GPL(bpf_verifier_log_write);
392
393 __printf(2, 3) static void verbose(void *private_data, const char *fmt, ...)
394 {
395         struct bpf_verifier_env *env = private_data;
396         va_list args;
397
398         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
399                 return;
400
401         va_start(args, fmt);
402         bpf_verifier_vlog(&env->log, fmt, args);
403         va_end(args);
404 }
405
406 __printf(2, 3) void bpf_log(struct bpf_verifier_log *log,
407                             const char *fmt, ...)
408 {
409         va_list args;
410
411         if (!bpf_verifier_log_needed(log))
412                 return;
413
414         va_start(args, fmt);
415         bpf_verifier_vlog(log, fmt, args);
416         va_end(args);
417 }
418 EXPORT_SYMBOL_GPL(bpf_log);
419
420 static const char *ltrim(const char *s)
421 {
422         while (isspace(*s))
423                 s++;
424
425         return s;
426 }
427
428 __printf(3, 4) static void verbose_linfo(struct bpf_verifier_env *env,
429                                          u32 insn_off,
430                                          const char *prefix_fmt, ...)
431 {
432         const struct bpf_line_info *linfo;
433
434         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
435                 return;
436
437         linfo = find_linfo(env, insn_off);
438         if (!linfo || linfo == env->prev_linfo)
439                 return;
440
441         if (prefix_fmt) {
442                 va_list args;
443
444                 va_start(args, prefix_fmt);
445                 bpf_verifier_vlog(&env->log, prefix_fmt, args);
446                 va_end(args);
447         }
448
449         verbose(env, "%s\n",
450                 ltrim(btf_name_by_offset(env->prog->aux->btf,
451                                          linfo->line_off)));
452
453         env->prev_linfo = linfo;
454 }
455
456 static void verbose_invalid_scalar(struct bpf_verifier_env *env,
457                                    struct bpf_reg_state *reg,
458                                    struct tnum *range, const char *ctx,
459                                    const char *reg_name)
460 {
461         char tn_buf[48];
462
463         verbose(env, "At %s the register %s ", ctx, reg_name);
464         if (!tnum_is_unknown(reg->var_off)) {
465                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
466                 verbose(env, "has value %s", tn_buf);
467         } else {
468                 verbose(env, "has unknown scalar value");
469         }
470         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), *range);
471         verbose(env, " should have been in %s\n", tn_buf);
472 }
473
474 static bool type_is_pkt_pointer(enum bpf_reg_type type)
475 {
476         type = base_type(type);
477         return type == PTR_TO_PACKET ||
478                type == PTR_TO_PACKET_META;
479 }
480
481 static bool type_is_sk_pointer(enum bpf_reg_type type)
482 {
483         return type == PTR_TO_SOCKET ||
484                 type == PTR_TO_SOCK_COMMON ||
485                 type == PTR_TO_TCP_SOCK ||
486                 type == PTR_TO_XDP_SOCK;
487 }
488
489 static bool type_may_be_null(u32 type)
490 {
491         return type & PTR_MAYBE_NULL;
492 }
493
494 static bool reg_type_not_null(enum bpf_reg_type type)
495 {
496         if (type_may_be_null(type))
497                 return false;
498
499         type = base_type(type);
500         return type == PTR_TO_SOCKET ||
501                 type == PTR_TO_TCP_SOCK ||
502                 type == PTR_TO_MAP_VALUE ||
503                 type == PTR_TO_MAP_KEY ||
504                 type == PTR_TO_SOCK_COMMON ||
505                 type == PTR_TO_MEM;
506 }
507
508 static bool type_is_ptr_alloc_obj(u32 type)
509 {
510         return base_type(type) == PTR_TO_BTF_ID && type_flag(type) & MEM_ALLOC;
511 }
512
513 static bool type_is_non_owning_ref(u32 type)
514 {
515         return type_is_ptr_alloc_obj(type) && type_flag(type) & NON_OWN_REF;
516 }
517
518 static struct btf_record *reg_btf_record(const struct bpf_reg_state *reg)
519 {
520         struct btf_record *rec = NULL;
521         struct btf_struct_meta *meta;
522
523         if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE) {
524                 rec = reg->map_ptr->record;
525         } else if (type_is_ptr_alloc_obj(reg->type)) {
526                 meta = btf_find_struct_meta(reg->btf, reg->btf_id);
527                 if (meta)
528                         rec = meta->record;
529         }
530         return rec;
531 }
532
533 static bool reg_may_point_to_spin_lock(const struct bpf_reg_state *reg)
534 {
535         return btf_record_has_field(reg_btf_record(reg), BPF_SPIN_LOCK);
536 }
537
538 static bool type_is_rdonly_mem(u32 type)
539 {
540         return type & MEM_RDONLY;
541 }
542
543 static bool is_acquire_function(enum bpf_func_id func_id,
544                                 const struct bpf_map *map)
545 {
546         enum bpf_map_type map_type = map ? map->map_type : BPF_MAP_TYPE_UNSPEC;
547
548         if (func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_tcp ||
549             func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_udp ||
550             func_id == BPF_FUNC_skc_lookup_tcp ||
551             func_id == BPF_FUNC_ringbuf_reserve ||
552             func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg)
553                 return true;
554
555         if (func_id == BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
556             (map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP ||
557              map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH))
558                 return true;
559
560         return false;
561 }
562
563 static bool is_ptr_cast_function(enum bpf_func_id func_id)
564 {
565         return func_id == BPF_FUNC_tcp_sock ||
566                 func_id == BPF_FUNC_sk_fullsock ||
567                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_sock ||
568                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp6_sock ||
569                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_udp6_sock ||
570                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_mptcp_sock ||
571                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_timewait_sock ||
572                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_request_sock;
573 }
574
575 static bool is_dynptr_ref_function(enum bpf_func_id func_id)
576 {
577         return func_id == BPF_FUNC_dynptr_data;
578 }
579
580 static bool is_callback_calling_function(enum bpf_func_id func_id)
581 {
582         return func_id == BPF_FUNC_for_each_map_elem ||
583                func_id == BPF_FUNC_timer_set_callback ||
584                func_id == BPF_FUNC_find_vma ||
585                func_id == BPF_FUNC_loop ||
586                func_id == BPF_FUNC_user_ringbuf_drain;
587 }
588
589 static bool is_storage_get_function(enum bpf_func_id func_id)
590 {
591         return func_id == BPF_FUNC_sk_storage_get ||
592                func_id == BPF_FUNC_inode_storage_get ||
593                func_id == BPF_FUNC_task_storage_get ||
594                func_id == BPF_FUNC_cgrp_storage_get;
595 }
596
597 static bool helper_multiple_ref_obj_use(enum bpf_func_id func_id,
598                                         const struct bpf_map *map)
599 {
600         int ref_obj_uses = 0;
601
602         if (is_ptr_cast_function(func_id))
603                 ref_obj_uses++;
604         if (is_acquire_function(func_id, map))
605                 ref_obj_uses++;
606         if (is_dynptr_ref_function(func_id))
607                 ref_obj_uses++;
608
609         return ref_obj_uses > 1;
610 }
611
612 static bool is_cmpxchg_insn(const struct bpf_insn *insn)
613 {
614         return BPF_CLASS(insn->code) == BPF_STX &&
615                BPF_MODE(insn->code) == BPF_ATOMIC &&
616                insn->imm == BPF_CMPXCHG;
617 }
618
619 /* string representation of 'enum bpf_reg_type'
620  *
621  * Note that reg_type_str() can not appear more than once in a single verbose()
622  * statement.
623  */
624 static const char *reg_type_str(struct bpf_verifier_env *env,
625                                 enum bpf_reg_type type)
626 {
627         char postfix[16] = {0}, prefix[64] = {0};
628         static const char * const str[] = {
629                 [NOT_INIT]              = "?",
630                 [SCALAR_VALUE]          = "scalar",
631                 [PTR_TO_CTX]            = "ctx",
632                 [CONST_PTR_TO_MAP]      = "map_ptr",
633                 [PTR_TO_MAP_VALUE]      = "map_value",
634                 [PTR_TO_STACK]          = "fp",
635                 [PTR_TO_PACKET]         = "pkt",
636                 [PTR_TO_PACKET_META]    = "pkt_meta",
637                 [PTR_TO_PACKET_END]     = "pkt_end",
638                 [PTR_TO_FLOW_KEYS]      = "flow_keys",
639                 [PTR_TO_SOCKET]         = "sock",
640                 [PTR_TO_SOCK_COMMON]    = "sock_common",
641                 [PTR_TO_TCP_SOCK]       = "tcp_sock",
642                 [PTR_TO_TP_BUFFER]      = "tp_buffer",
643                 [PTR_TO_XDP_SOCK]       = "xdp_sock",
644                 [PTR_TO_BTF_ID]         = "ptr_",
645                 [PTR_TO_MEM]            = "mem",
646                 [PTR_TO_BUF]            = "buf",
647                 [PTR_TO_FUNC]           = "func",
648                 [PTR_TO_MAP_KEY]        = "map_key",
649                 [CONST_PTR_TO_DYNPTR]   = "dynptr_ptr",
650         };
651
652         if (type & PTR_MAYBE_NULL) {
653                 if (base_type(type) == PTR_TO_BTF_ID)
654                         strncpy(postfix, "or_null_", 16);
655                 else
656                         strncpy(postfix, "_or_null", 16);
657         }
658
659         snprintf(prefix, sizeof(prefix), "%s%s%s%s%s%s%s",
660                  type & MEM_RDONLY ? "rdonly_" : "",
661                  type & MEM_RINGBUF ? "ringbuf_" : "",
662                  type & MEM_USER ? "user_" : "",
663                  type & MEM_PERCPU ? "percpu_" : "",
664                  type & MEM_RCU ? "rcu_" : "",
665                  type & PTR_UNTRUSTED ? "untrusted_" : "",
666                  type & PTR_TRUSTED ? "trusted_" : ""
667         );
668
669         snprintf(env->type_str_buf, TYPE_STR_BUF_LEN, "%s%s%s",
670                  prefix, str[base_type(type)], postfix);
671         return env->type_str_buf;
672 }
673
674 static char slot_type_char[] = {
675         [STACK_INVALID] = '?',
676         [STACK_SPILL]   = 'r',
677         [STACK_MISC]    = 'm',
678         [STACK_ZERO]    = '0',
679         [STACK_DYNPTR]  = 'd',
680         [STACK_ITER]    = 'i',
681 };
682
683 static void print_liveness(struct bpf_verifier_env *env,
684                            enum bpf_reg_liveness live)
685 {
686         if (live & (REG_LIVE_READ | REG_LIVE_WRITTEN | REG_LIVE_DONE))
687             verbose(env, "_");
688         if (live & REG_LIVE_READ)
689                 verbose(env, "r");
690         if (live & REG_LIVE_WRITTEN)
691                 verbose(env, "w");
692         if (live & REG_LIVE_DONE)
693                 verbose(env, "D");
694 }
695
696 static int __get_spi(s32 off)
697 {
698         return (-off - 1) / BPF_REG_SIZE;
699 }
700
701 static struct bpf_func_state *func(struct bpf_verifier_env *env,
702                                    const struct bpf_reg_state *reg)
703 {
704         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
705
706         return cur->frame[reg->frameno];
707 }
708
709 static bool is_spi_bounds_valid(struct bpf_func_state *state, int spi, int nr_slots)
710 {
711        int allocated_slots = state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE;
712
713        /* We need to check that slots between [spi - nr_slots + 1, spi] are
714         * within [0, allocated_stack).
715         *
716         * Please note that the spi grows downwards. For example, a dynptr
717         * takes the size of two stack slots; the first slot will be at
718         * spi and the second slot will be at spi - 1.
719         */
720        return spi - nr_slots + 1 >= 0 && spi < allocated_slots;
721 }
722
723 static int stack_slot_obj_get_spi(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
724                                   const char *obj_kind, int nr_slots)
725 {
726         int off, spi;
727
728         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
729                 verbose(env, "%s has to be at a constant offset\n", obj_kind);
730                 return -EINVAL;
731         }
732
733         off = reg->off + reg->var_off.value;
734         if (off % BPF_REG_SIZE) {
735                 verbose(env, "cannot pass in %s at an offset=%d\n", obj_kind, off);
736                 return -EINVAL;
737         }
738
739         spi = __get_spi(off);
740         if (spi + 1 < nr_slots) {
741                 verbose(env, "cannot pass in %s at an offset=%d\n", obj_kind, off);
742                 return -EINVAL;
743         }
744
745         if (!is_spi_bounds_valid(func(env, reg), spi, nr_slots))
746                 return -ERANGE;
747         return spi;
748 }
749
750 static int dynptr_get_spi(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
751 {
752         return stack_slot_obj_get_spi(env, reg, "dynptr", BPF_DYNPTR_NR_SLOTS);
753 }
754
755 static int iter_get_spi(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg, int nr_slots)
756 {
757         return stack_slot_obj_get_spi(env, reg, "iter", nr_slots);
758 }
759
760 static const char *btf_type_name(const struct btf *btf, u32 id)
761 {
762         return btf_name_by_offset(btf, btf_type_by_id(btf, id)->name_off);
763 }
764
765 static const char *dynptr_type_str(enum bpf_dynptr_type type)
766 {
767         switch (type) {
768         case BPF_DYNPTR_TYPE_LOCAL:
769                 return "local";
770         case BPF_DYNPTR_TYPE_RINGBUF:
771                 return "ringbuf";
772         case BPF_DYNPTR_TYPE_SKB:
773                 return "skb";
774         case BPF_DYNPTR_TYPE_XDP:
775                 return "xdp";
776         case BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID:
777                 return "<invalid>";
778         default:
779                 WARN_ONCE(1, "unknown dynptr type %d\n", type);
780                 return "<unknown>";
781         }
782 }
783
784 static const char *iter_type_str(const struct btf *btf, u32 btf_id)
785 {
786         if (!btf || btf_id == 0)
787                 return "<invalid>";
788
789         /* we already validated that type is valid and has conforming name */
790         return btf_type_name(btf, btf_id) + sizeof(ITER_PREFIX) - 1;
791 }
792
793 static const char *iter_state_str(enum bpf_iter_state state)
794 {
795         switch (state) {
796         case BPF_ITER_STATE_ACTIVE:
797                 return "active";
798         case BPF_ITER_STATE_DRAINED:
799                 return "drained";
800         case BPF_ITER_STATE_INVALID:
801                 return "<invalid>";
802         default:
803                 WARN_ONCE(1, "unknown iter state %d\n", state);
804                 return "<unknown>";
805         }
806 }
807
808 static void mark_reg_scratched(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno)
809 {
810         env->scratched_regs |= 1U << regno;
811 }
812
813 static void mark_stack_slot_scratched(struct bpf_verifier_env *env, u32 spi)
814 {
815         env->scratched_stack_slots |= 1ULL << spi;
816 }
817
818 static bool reg_scratched(const struct bpf_verifier_env *env, u32 regno)
819 {
820         return (env->scratched_regs >> regno) & 1;
821 }
822
823 static bool stack_slot_scratched(const struct bpf_verifier_env *env, u64 regno)
824 {
825         return (env->scratched_stack_slots >> regno) & 1;
826 }
827
828 static bool verifier_state_scratched(const struct bpf_verifier_env *env)
829 {
830         return env->scratched_regs || env->scratched_stack_slots;
831 }
832
833 static void mark_verifier_state_clean(struct bpf_verifier_env *env)
834 {
835         env->scratched_regs = 0U;
836         env->scratched_stack_slots = 0ULL;
837 }
838
839 /* Used for printing the entire verifier state. */
840 static void mark_verifier_state_scratched(struct bpf_verifier_env *env)
841 {
842         env->scratched_regs = ~0U;
843         env->scratched_stack_slots = ~0ULL;
844 }
845
846 static enum bpf_dynptr_type arg_to_dynptr_type(enum bpf_arg_type arg_type)
847 {
848         switch (arg_type & DYNPTR_TYPE_FLAG_MASK) {
849         case DYNPTR_TYPE_LOCAL:
850                 return BPF_DYNPTR_TYPE_LOCAL;
851         case DYNPTR_TYPE_RINGBUF:
852                 return BPF_DYNPTR_TYPE_RINGBUF;
853         case DYNPTR_TYPE_SKB:
854                 return BPF_DYNPTR_TYPE_SKB;
855         case DYNPTR_TYPE_XDP:
856                 return BPF_DYNPTR_TYPE_XDP;
857         default:
858                 return BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID;
859         }
860 }
861
862 static enum bpf_type_flag get_dynptr_type_flag(enum bpf_dynptr_type type)
863 {
864         switch (type) {
865         case BPF_DYNPTR_TYPE_LOCAL:
866                 return DYNPTR_TYPE_LOCAL;
867         case BPF_DYNPTR_TYPE_RINGBUF:
868                 return DYNPTR_TYPE_RINGBUF;
869         case BPF_DYNPTR_TYPE_SKB:
870                 return DYNPTR_TYPE_SKB;
871         case BPF_DYNPTR_TYPE_XDP:
872                 return DYNPTR_TYPE_XDP;
873         default:
874                 return 0;
875         }
876 }
877
878 static bool dynptr_type_refcounted(enum bpf_dynptr_type type)
879 {
880         return type == BPF_DYNPTR_TYPE_RINGBUF;
881 }
882
883 static void __mark_dynptr_reg(struct bpf_reg_state *reg,
884                               enum bpf_dynptr_type type,
885                               bool first_slot, int dynptr_id);
886
887 static void __mark_reg_not_init(const struct bpf_verifier_env *env,
888                                 struct bpf_reg_state *reg);
889
890 static void mark_dynptr_stack_regs(struct bpf_verifier_env *env,
891                                    struct bpf_reg_state *sreg1,
892                                    struct bpf_reg_state *sreg2,
893                                    enum bpf_dynptr_type type)
894 {
895         int id = ++env->id_gen;
896
897         __mark_dynptr_reg(sreg1, type, true, id);
898         __mark_dynptr_reg(sreg2, type, false, id);
899 }
900
901 static void mark_dynptr_cb_reg(struct bpf_verifier_env *env,
902                                struct bpf_reg_state *reg,
903                                enum bpf_dynptr_type type)
904 {
905         __mark_dynptr_reg(reg, type, true, ++env->id_gen);
906 }
907
908 static int destroy_if_dynptr_stack_slot(struct bpf_verifier_env *env,
909                                         struct bpf_func_state *state, int spi);
910
911 static int mark_stack_slots_dynptr(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
912                                    enum bpf_arg_type arg_type, int insn_idx)
913 {
914         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
915         enum bpf_dynptr_type type;
916         int spi, i, id, err;
917
918         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
919         if (spi < 0)
920                 return spi;
921
922         /* We cannot assume both spi and spi - 1 belong to the same dynptr,
923          * hence we need to call destroy_if_dynptr_stack_slot twice for both,
924          * to ensure that for the following example:
925          *      [d1][d1][d2][d2]
926          * spi    3   2   1   0
927          * So marking spi = 2 should lead to destruction of both d1 and d2. In
928          * case they do belong to same dynptr, second call won't see slot_type
929          * as STACK_DYNPTR and will simply skip destruction.
930          */
931         err = destroy_if_dynptr_stack_slot(env, state, spi);
932         if (err)
933                 return err;
934         err = destroy_if_dynptr_stack_slot(env, state, spi - 1);
935         if (err)
936                 return err;
937
938         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
939                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_DYNPTR;
940                 state->stack[spi - 1].slot_type[i] = STACK_DYNPTR;
941         }
942
943         type = arg_to_dynptr_type(arg_type);
944         if (type == BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID)
945                 return -EINVAL;
946
947         mark_dynptr_stack_regs(env, &state->stack[spi].spilled_ptr,
948                                &state->stack[spi - 1].spilled_ptr, type);
949
950         if (dynptr_type_refcounted(type)) {
951                 /* The id is used to track proper releasing */
952                 id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
953                 if (id < 0)
954                         return id;
955
956                 state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id = id;
957                 state->stack[spi - 1].spilled_ptr.ref_obj_id = id;
958         }
959
960         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
961         state->stack[spi - 1].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
962
963         return 0;
964 }
965
966 static int unmark_stack_slots_dynptr(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
967 {
968         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
969         int spi, i;
970
971         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
972         if (spi < 0)
973                 return spi;
974
975         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
976                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_INVALID;
977                 state->stack[spi - 1].slot_type[i] = STACK_INVALID;
978         }
979
980         /* Invalidate any slices associated with this dynptr */
981         if (dynptr_type_refcounted(state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type))
982                 WARN_ON_ONCE(release_reference(env, state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id));
983
984         __mark_reg_not_init(env, &state->stack[spi].spilled_ptr);
985         __mark_reg_not_init(env, &state->stack[spi - 1].spilled_ptr);
986
987         /* Why do we need to set REG_LIVE_WRITTEN for STACK_INVALID slot?
988          *
989          * While we don't allow reading STACK_INVALID, it is still possible to
990          * do <8 byte writes marking some but not all slots as STACK_MISC. Then,
991          * helpers or insns can do partial read of that part without failing,
992          * but check_stack_range_initialized, check_stack_read_var_off, and
993          * check_stack_read_fixed_off will do mark_reg_read for all 8-bytes of
994          * the slot conservatively. Hence we need to prevent those liveness
995          * marking walks.
996          *
997          * This was not a problem before because STACK_INVALID is only set by
998          * default (where the default reg state has its reg->parent as NULL), or
999          * in clean_live_states after REG_LIVE_DONE (at which point
1000          * mark_reg_read won't walk reg->parent chain), but not randomly during
1001          * verifier state exploration (like we did above). Hence, for our case
1002          * parentage chain will still be live (i.e. reg->parent may be
1003          * non-NULL), while earlier reg->parent was NULL, so we need
1004          * REG_LIVE_WRITTEN to screen off read marker propagation when it is
1005          * done later on reads or by mark_dynptr_read as well to unnecessary
1006          * mark registers in verifier state.
1007          */
1008         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
1009         state->stack[spi - 1].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
1010
1011         return 0;
1012 }
1013
1014 static void __mark_reg_unknown(const struct bpf_verifier_env *env,
1015                                struct bpf_reg_state *reg);
1016
1017 static void mark_reg_invalid(const struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
1018 {
1019         if (!env->allow_ptr_leaks)
1020                 __mark_reg_not_init(env, reg);
1021         else
1022                 __mark_reg_unknown(env, reg);
1023 }
1024
1025 static int destroy_if_dynptr_stack_slot(struct bpf_verifier_env *env,
1026                                         struct bpf_func_state *state, int spi)
1027 {
1028         struct bpf_func_state *fstate;
1029         struct bpf_reg_state *dreg;
1030         int i, dynptr_id;
1031
1032         /* We always ensure that STACK_DYNPTR is never set partially,
1033          * hence just checking for slot_type[0] is enough. This is
1034          * different for STACK_SPILL, where it may be only set for
1035          * 1 byte, so code has to use is_spilled_reg.
1036          */
1037         if (state->stack[spi].slot_type[0] != STACK_DYNPTR)
1038                 return 0;
1039
1040         /* Reposition spi to first slot */
1041         if (!state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.first_slot)
1042                 spi = spi + 1;
1043
1044         if (dynptr_type_refcounted(state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type)) {
1045                 verbose(env, "cannot overwrite referenced dynptr\n");
1046                 return -EINVAL;
1047         }
1048
1049         mark_stack_slot_scratched(env, spi);
1050         mark_stack_slot_scratched(env, spi - 1);
1051
1052         /* Writing partially to one dynptr stack slot destroys both. */
1053         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
1054                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_INVALID;
1055                 state->stack[spi - 1].slot_type[i] = STACK_INVALID;
1056         }
1057
1058         dynptr_id = state->stack[spi].spilled_ptr.id;
1059         /* Invalidate any slices associated with this dynptr */
1060         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, fstate, dreg, ({
1061                 /* Dynptr slices are only PTR_TO_MEM_OR_NULL and PTR_TO_MEM */
1062                 if (dreg->type != (PTR_TO_MEM | PTR_MAYBE_NULL) && dreg->type != PTR_TO_MEM)
1063                         continue;
1064                 if (dreg->dynptr_id == dynptr_id)
1065                         mark_reg_invalid(env, dreg);
1066         }));
1067
1068         /* Do not release reference state, we are destroying dynptr on stack,
1069          * not using some helper to release it. Just reset register.
1070          */
1071         __mark_reg_not_init(env, &state->stack[spi].spilled_ptr);
1072         __mark_reg_not_init(env, &state->stack[spi - 1].spilled_ptr);
1073
1074         /* Same reason as unmark_stack_slots_dynptr above */
1075         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
1076         state->stack[spi - 1].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
1077
1078         return 0;
1079 }
1080
1081 static bool is_dynptr_reg_valid_uninit(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
1082 {
1083         int spi;
1084
1085         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
1086                 return false;
1087
1088         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
1089
1090         /* -ERANGE (i.e. spi not falling into allocated stack slots) isn't an
1091          * error because this just means the stack state hasn't been updated yet.
1092          * We will do check_mem_access to check and update stack bounds later.
1093          */
1094         if (spi < 0 && spi != -ERANGE)
1095                 return false;
1096
1097         /* We don't need to check if the stack slots are marked by previous
1098          * dynptr initializations because we allow overwriting existing unreferenced
1099          * STACK_DYNPTR slots, see mark_stack_slots_dynptr which calls
1100          * destroy_if_dynptr_stack_slot to ensure dynptr objects at the slots we are
1101          * touching are completely destructed before we reinitialize them for a new
1102          * one. For referenced ones, destroy_if_dynptr_stack_slot returns an error early
1103          * instead of delaying it until the end where the user will get "Unreleased
1104          * reference" error.
1105          */
1106         return true;
1107 }
1108
1109 static bool is_dynptr_reg_valid_init(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
1110 {
1111         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1112         int i, spi;
1113
1114         /* This already represents first slot of initialized bpf_dynptr.
1115          *
1116          * CONST_PTR_TO_DYNPTR already has fixed and var_off as 0 due to
1117          * check_func_arg_reg_off's logic, so we don't need to check its
1118          * offset and alignment.
1119          */
1120         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
1121                 return true;
1122
1123         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
1124         if (spi < 0)
1125                 return false;
1126         if (!state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.first_slot)
1127                 return false;
1128
1129         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
1130                 if (state->stack[spi].slot_type[i] != STACK_DYNPTR ||
1131                     state->stack[spi - 1].slot_type[i] != STACK_DYNPTR)
1132                         return false;
1133         }
1134
1135         return true;
1136 }
1137
1138 static bool is_dynptr_type_expected(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
1139                                     enum bpf_arg_type arg_type)
1140 {
1141         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1142         enum bpf_dynptr_type dynptr_type;
1143         int spi;
1144
1145         /* ARG_PTR_TO_DYNPTR takes any type of dynptr */
1146         if (arg_type == ARG_PTR_TO_DYNPTR)
1147                 return true;
1148
1149         dynptr_type = arg_to_dynptr_type(arg_type);
1150         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR) {
1151                 return reg->dynptr.type == dynptr_type;
1152         } else {
1153                 spi = dynptr_get_spi(env, reg);
1154                 if (spi < 0)
1155                         return false;
1156                 return state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type == dynptr_type;
1157         }
1158 }
1159
1160 static void __mark_reg_known_zero(struct bpf_reg_state *reg);
1161
1162 static int mark_stack_slots_iter(struct bpf_verifier_env *env,
1163                                  struct bpf_reg_state *reg, int insn_idx,
1164                                  struct btf *btf, u32 btf_id, int nr_slots)
1165 {
1166         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1167         int spi, i, j, id;
1168
1169         spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
1170         if (spi < 0)
1171                 return spi;
1172
1173         id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
1174         if (id < 0)
1175                 return id;
1176
1177         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
1178                 struct bpf_stack_state *slot = &state->stack[spi - i];
1179                 struct bpf_reg_state *st = &slot->spilled_ptr;
1180
1181                 __mark_reg_known_zero(st);
1182                 st->type = PTR_TO_STACK; /* we don't have dedicated reg type */
1183                 st->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
1184                 st->ref_obj_id = i == 0 ? id : 0;
1185                 st->iter.btf = btf;
1186                 st->iter.btf_id = btf_id;
1187                 st->iter.state = BPF_ITER_STATE_ACTIVE;
1188                 st->iter.depth = 0;
1189
1190                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
1191                         slot->slot_type[j] = STACK_ITER;
1192
1193                 mark_stack_slot_scratched(env, spi - i);
1194         }
1195
1196         return 0;
1197 }
1198
1199 static int unmark_stack_slots_iter(struct bpf_verifier_env *env,
1200                                    struct bpf_reg_state *reg, int nr_slots)
1201 {
1202         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1203         int spi, i, j;
1204
1205         spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
1206         if (spi < 0)
1207                 return spi;
1208
1209         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
1210                 struct bpf_stack_state *slot = &state->stack[spi - i];
1211                 struct bpf_reg_state *st = &slot->spilled_ptr;
1212
1213                 if (i == 0)
1214                         WARN_ON_ONCE(release_reference(env, st->ref_obj_id));
1215
1216                 __mark_reg_not_init(env, st);
1217
1218                 /* see unmark_stack_slots_dynptr() for why we need to set REG_LIVE_WRITTEN */
1219                 st->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
1220
1221                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
1222                         slot->slot_type[j] = STACK_INVALID;
1223
1224                 mark_stack_slot_scratched(env, spi - i);
1225         }
1226
1227         return 0;
1228 }
1229
1230 static bool is_iter_reg_valid_uninit(struct bpf_verifier_env *env,
1231                                      struct bpf_reg_state *reg, int nr_slots)
1232 {
1233         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1234         int spi, i, j;
1235
1236         /* For -ERANGE (i.e. spi not falling into allocated stack slots), we
1237          * will do check_mem_access to check and update stack bounds later, so
1238          * return true for that case.
1239          */
1240         spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
1241         if (spi == -ERANGE)
1242                 return true;
1243         if (spi < 0)
1244                 return false;
1245
1246         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
1247                 struct bpf_stack_state *slot = &state->stack[spi - i];
1248
1249                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
1250                         if (slot->slot_type[j] == STACK_ITER)
1251                                 return false;
1252         }
1253
1254         return true;
1255 }
1256
1257 static bool is_iter_reg_valid_init(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
1258                                    struct btf *btf, u32 btf_id, int nr_slots)
1259 {
1260         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1261         int spi, i, j;
1262
1263         spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
1264         if (spi < 0)
1265                 return false;
1266
1267         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
1268                 struct bpf_stack_state *slot = &state->stack[spi - i];
1269                 struct bpf_reg_state *st = &slot->spilled_ptr;
1270
1271                 /* only main (first) slot has ref_obj_id set */
1272                 if (i == 0 && !st->ref_obj_id)
1273                         return false;
1274                 if (i != 0 && st->ref_obj_id)
1275                         return false;
1276                 if (st->iter.btf != btf || st->iter.btf_id != btf_id)
1277                         return false;
1278
1279                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
1280                         if (slot->slot_type[j] != STACK_ITER)
1281                                 return false;
1282         }
1283
1284         return true;
1285 }
1286
1287 /* Check if given stack slot is "special":
1288  *   - spilled register state (STACK_SPILL);
1289  *   - dynptr state (STACK_DYNPTR);
1290  *   - iter state (STACK_ITER).
1291  */
1292 static bool is_stack_slot_special(const struct bpf_stack_state *stack)
1293 {
1294         enum bpf_stack_slot_type type = stack->slot_type[BPF_REG_SIZE - 1];
1295
1296         switch (type) {
1297         case STACK_SPILL:
1298         case STACK_DYNPTR:
1299         case STACK_ITER:
1300                 return true;
1301         case STACK_INVALID:
1302         case STACK_MISC:
1303         case STACK_ZERO:
1304                 return false;
1305         default:
1306                 WARN_ONCE(1, "unknown stack slot type %d\n", type);
1307                 return true;
1308         }
1309 }
1310
1311 /* The reg state of a pointer or a bounded scalar was saved when
1312  * it was spilled to the stack.
1313  */
1314 static bool is_spilled_reg(const struct bpf_stack_state *stack)
1315 {
1316         return stack->slot_type[BPF_REG_SIZE - 1] == STACK_SPILL;
1317 }
1318
1319 static void scrub_spilled_slot(u8 *stype)
1320 {
1321         if (*stype != STACK_INVALID)
1322                 *stype = STACK_MISC;
1323 }
1324
1325 static void print_verifier_state(struct bpf_verifier_env *env,
1326                                  const struct bpf_func_state *state,
1327                                  bool print_all)
1328 {
1329         const struct bpf_reg_state *reg;
1330         enum bpf_reg_type t;
1331         int i;
1332
1333         if (state->frameno)
1334                 verbose(env, " frame%d:", state->frameno);
1335         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
1336                 reg = &state->regs[i];
1337                 t = reg->type;
1338                 if (t == NOT_INIT)
1339                         continue;
1340                 if (!print_all && !reg_scratched(env, i))
1341                         continue;
1342                 verbose(env, " R%d", i);
1343                 print_liveness(env, reg->live);
1344                 verbose(env, "=");
1345                 if (t == SCALAR_VALUE && reg->precise)
1346                         verbose(env, "P");
1347                 if ((t == SCALAR_VALUE || t == PTR_TO_STACK) &&
1348                     tnum_is_const(reg->var_off)) {
1349                         /* reg->off should be 0 for SCALAR_VALUE */
1350                         verbose(env, "%s", t == SCALAR_VALUE ? "" : reg_type_str(env, t));
1351                         verbose(env, "%lld", reg->var_off.value + reg->off);
1352                 } else {
1353                         const char *sep = "";
1354
1355                         verbose(env, "%s", reg_type_str(env, t));
1356                         if (base_type(t) == PTR_TO_BTF_ID)
1357                                 verbose(env, "%s", btf_type_name(reg->btf, reg->btf_id));
1358                         verbose(env, "(");
1359 /*
1360  * _a stands for append, was shortened to avoid multiline statements below.
1361  * This macro is used to output a comma separated list of attributes.
1362  */
1363 #define verbose_a(fmt, ...) ({ verbose(env, "%s" fmt, sep, __VA_ARGS__); sep = ","; })
1364
1365                         if (reg->id)
1366                                 verbose_a("id=%d", reg->id);
1367                         if (reg->ref_obj_id)
1368                                 verbose_a("ref_obj_id=%d", reg->ref_obj_id);
1369                         if (type_is_non_owning_ref(reg->type))
1370                                 verbose_a("%s", "non_own_ref");
1371                         if (t != SCALAR_VALUE)
1372                                 verbose_a("off=%d", reg->off);
1373                         if (type_is_pkt_pointer(t))
1374                                 verbose_a("r=%d", reg->range);
1375                         else if (base_type(t) == CONST_PTR_TO_MAP ||
1376                                  base_type(t) == PTR_TO_MAP_KEY ||
1377                                  base_type(t) == PTR_TO_MAP_VALUE)
1378                                 verbose_a("ks=%d,vs=%d",
1379                                           reg->map_ptr->key_size,
1380                                           reg->map_ptr->value_size);
1381                         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
1382                                 /* Typically an immediate SCALAR_VALUE, but
1383                                  * could be a pointer whose offset is too big
1384                                  * for reg->off
1385                                  */
1386                                 verbose_a("imm=%llx", reg->var_off.value);
1387                         } else {
1388                                 if (reg->smin_value != reg->umin_value &&
1389                                     reg->smin_value != S64_MIN)
1390                                         verbose_a("smin=%lld", (long long)reg->smin_value);
1391                                 if (reg->smax_value != reg->umax_value &&
1392                                     reg->smax_value != S64_MAX)
1393                                         verbose_a("smax=%lld", (long long)reg->smax_value);
1394                                 if (reg->umin_value != 0)
1395                                         verbose_a("umin=%llu", (unsigned long long)reg->umin_value);
1396                                 if (reg->umax_value != U64_MAX)
1397                                         verbose_a("umax=%llu", (unsigned long long)reg->umax_value);
1398                                 if (!tnum_is_unknown(reg->var_off)) {
1399                                         char tn_buf[48];
1400
1401                                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
1402                                         verbose_a("var_off=%s", tn_buf);
1403                                 }
1404                                 if (reg->s32_min_value != reg->smin_value &&
1405                                     reg->s32_min_value != S32_MIN)
1406                                         verbose_a("s32_min=%d", (int)(reg->s32_min_value));
1407                                 if (reg->s32_max_value != reg->smax_value &&
1408                                     reg->s32_max_value != S32_MAX)
1409                                         verbose_a("s32_max=%d", (int)(reg->s32_max_value));
1410                                 if (reg->u32_min_value != reg->umin_value &&
1411                                     reg->u32_min_value != U32_MIN)
1412                                         verbose_a("u32_min=%d", (int)(reg->u32_min_value));
1413                                 if (reg->u32_max_value != reg->umax_value &&
1414                                     reg->u32_max_value != U32_MAX)
1415                                         verbose_a("u32_max=%d", (int)(reg->u32_max_value));
1416                         }
1417 #undef verbose_a
1418
1419                         verbose(env, ")");
1420                 }
1421         }
1422         for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
1423                 char types_buf[BPF_REG_SIZE + 1];
1424                 bool valid = false;
1425                 int j;
1426
1427                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++) {
1428                         if (state->stack[i].slot_type[j] != STACK_INVALID)
1429                                 valid = true;
1430                         types_buf[j] = slot_type_char[state->stack[i].slot_type[j]];
1431                 }
1432                 types_buf[BPF_REG_SIZE] = 0;
1433                 if (!valid)
1434                         continue;
1435                 if (!print_all && !stack_slot_scratched(env, i))
1436                         continue;
1437                 switch (state->stack[i].slot_type[BPF_REG_SIZE - 1]) {
1438                 case STACK_SPILL:
1439                         reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
1440                         t = reg->type;
1441
1442                         verbose(env, " fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
1443                         print_liveness(env, reg->live);
1444                         verbose(env, "=%s", t == SCALAR_VALUE ? "" : reg_type_str(env, t));
1445                         if (t == SCALAR_VALUE && reg->precise)
1446                                 verbose(env, "P");
1447                         if (t == SCALAR_VALUE && tnum_is_const(reg->var_off))
1448                                 verbose(env, "%lld", reg->var_off.value + reg->off);
1449                         break;
1450                 case STACK_DYNPTR:
1451                         i += BPF_DYNPTR_NR_SLOTS - 1;
1452                         reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
1453
1454                         verbose(env, " fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
1455                         print_liveness(env, reg->live);
1456                         verbose(env, "=dynptr_%s", dynptr_type_str(reg->dynptr.type));
1457                         if (reg->ref_obj_id)
1458                                 verbose(env, "(ref_id=%d)", reg->ref_obj_id);
1459                         break;
1460                 case STACK_ITER:
1461                         /* only main slot has ref_obj_id set; skip others */
1462                         reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
1463                         if (!reg->ref_obj_id)
1464                                 continue;
1465
1466                         verbose(env, " fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
1467                         print_liveness(env, reg->live);
1468                         verbose(env, "=iter_%s(ref_id=%d,state=%s,depth=%u)",
1469                                 iter_type_str(reg->iter.btf, reg->iter.btf_id),
1470                                 reg->ref_obj_id, iter_state_str(reg->iter.state),
1471                                 reg->iter.depth);
1472                         break;
1473                 case STACK_MISC:
1474                 case STACK_ZERO:
1475                 default:
1476                         reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
1477
1478                         for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
1479                                 types_buf[j] = slot_type_char[state->stack[i].slot_type[j]];
1480                         types_buf[BPF_REG_SIZE] = 0;
1481
1482                         verbose(env, " fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
1483                         print_liveness(env, reg->live);
1484                         verbose(env, "=%s", types_buf);
1485                         break;
1486                 }
1487         }
1488         if (state->acquired_refs && state->refs[0].id) {
1489                 verbose(env, " refs=%d", state->refs[0].id);
1490                 for (i = 1; i < state->acquired_refs; i++)
1491                         if (state->refs[i].id)
1492                                 verbose(env, ",%d", state->refs[i].id);
1493         }
1494         if (state->in_callback_fn)
1495                 verbose(env, " cb");
1496         if (state->in_async_callback_fn)
1497                 verbose(env, " async_cb");
1498         verbose(env, "\n");
1499         mark_verifier_state_clean(env);
1500 }
1501
1502 static inline u32 vlog_alignment(u32 pos)
1503 {
1504         return round_up(max(pos + BPF_LOG_MIN_ALIGNMENT / 2, BPF_LOG_ALIGNMENT),
1505                         BPF_LOG_MIN_ALIGNMENT) - pos - 1;
1506 }
1507
1508 static void print_insn_state(struct bpf_verifier_env *env,
1509                              const struct bpf_func_state *state)
1510 {
1511         if (env->prev_log_len && env->prev_log_len == env->log.len_used) {
1512                 /* remove new line character */
1513                 bpf_vlog_reset(&env->log, env->prev_log_len - 1);
1514                 verbose(env, "%*c;", vlog_alignment(env->prev_insn_print_len), ' ');
1515         } else {
1516                 verbose(env, "%d:", env->insn_idx);
1517         }
1518         print_verifier_state(env, state, false);
1519 }
1520
1521 /* copy array src of length n * size bytes to dst. dst is reallocated if it's too
1522  * small to hold src. This is different from krealloc since we don't want to preserve
1523  * the contents of dst.
1524  *
1525  * Leaves dst untouched if src is NULL or length is zero. Returns NULL if memory could
1526  * not be allocated.
1527  */
1528 static void *copy_array(void *dst, const void *src, size_t n, size_t size, gfp_t flags)
1529 {
1530         size_t alloc_bytes;
1531         void *orig = dst;
1532         size_t bytes;
1533
1534         if (ZERO_OR_NULL_PTR(src))
1535                 goto out;
1536
1537         if (unlikely(check_mul_overflow(n, size, &bytes)))
1538                 return NULL;
1539
1540         alloc_bytes = max(ksize(orig), kmalloc_size_roundup(bytes));
1541         dst = krealloc(orig, alloc_bytes, flags);
1542         if (!dst) {
1543                 kfree(orig);
1544                 return NULL;
1545         }
1546
1547         memcpy(dst, src, bytes);
1548 out:
1549         return dst ? dst : ZERO_SIZE_PTR;
1550 }
1551
1552 /* resize an array from old_n items to new_n items. the array is reallocated if it's too
1553  * small to hold new_n items. new items are zeroed out if the array grows.
1554  *
1555  * Contrary to krealloc_array, does not free arr if new_n is zero.
1556  */
1557 static void *realloc_array(void *arr, size_t old_n, size_t new_n, size_t size)
1558 {
1559         size_t alloc_size;
1560         void *new_arr;
1561
1562         if (!new_n || old_n == new_n)
1563                 goto out;
1564
1565         alloc_size = kmalloc_size_roundup(size_mul(new_n, size));
1566         new_arr = krealloc(arr, alloc_size, GFP_KERNEL);
1567         if (!new_arr) {
1568                 kfree(arr);
1569                 return NULL;
1570         }
1571         arr = new_arr;
1572
1573         if (new_n > old_n)
1574                 memset(arr + old_n * size, 0, (new_n - old_n) * size);
1575
1576 out:
1577         return arr ? arr : ZERO_SIZE_PTR;
1578 }
1579
1580 static int copy_reference_state(struct bpf_func_state *dst, const struct bpf_func_state *src)
1581 {
1582         dst->refs = copy_array(dst->refs, src->refs, src->acquired_refs,
1583                                sizeof(struct bpf_reference_state), GFP_KERNEL);
1584         if (!dst->refs)
1585                 return -ENOMEM;
1586
1587         dst->acquired_refs = src->acquired_refs;
1588         return 0;
1589 }
1590
1591 static int copy_stack_state(struct bpf_func_state *dst, const struct bpf_func_state *src)
1592 {
1593         size_t n = src->allocated_stack / BPF_REG_SIZE;
1594
1595         dst->stack = copy_array(dst->stack, src->stack, n, sizeof(struct bpf_stack_state),
1596                                 GFP_KERNEL);
1597         if (!dst->stack)
1598                 return -ENOMEM;
1599
1600         dst->allocated_stack = src->allocated_stack;
1601         return 0;
1602 }
1603
1604 static int resize_reference_state(struct bpf_func_state *state, size_t n)
1605 {
1606         state->refs = realloc_array(state->refs, state->acquired_refs, n,
1607                                     sizeof(struct bpf_reference_state));
1608         if (!state->refs)
1609                 return -ENOMEM;
1610
1611         state->acquired_refs = n;
1612         return 0;
1613 }
1614
1615 static int grow_stack_state(struct bpf_func_state *state, int size)
1616 {
1617         size_t old_n = state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE, n = size / BPF_REG_SIZE;
1618
1619         if (old_n >= n)
1620                 return 0;
1621
1622         state->stack = realloc_array(state->stack, old_n, n, sizeof(struct bpf_stack_state));
1623         if (!state->stack)
1624                 return -ENOMEM;
1625
1626         state->allocated_stack = size;
1627         return 0;
1628 }
1629
1630 /* Acquire a pointer id from the env and update the state->refs to include
1631  * this new pointer reference.
1632  * On success, returns a valid pointer id to associate with the register
1633  * On failure, returns a negative errno.
1634  */
1635 static int acquire_reference_state(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
1636 {
1637         struct bpf_func_state *state = cur_func(env);
1638         int new_ofs = state->acquired_refs;
1639         int id, err;
1640
1641         err = resize_reference_state(state, state->acquired_refs + 1);
1642         if (err)
1643                 return err;
1644         id = ++env->id_gen;
1645         state->refs[new_ofs].id = id;
1646         state->refs[new_ofs].insn_idx = insn_idx;
1647         state->refs[new_ofs].callback_ref = state->in_callback_fn ? state->frameno : 0;
1648
1649         return id;
1650 }
1651
1652 /* release function corresponding to acquire_reference_state(). Idempotent. */
1653 static int release_reference_state(struct bpf_func_state *state, int ptr_id)
1654 {
1655         int i, last_idx;
1656
1657         last_idx = state->acquired_refs - 1;
1658         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
1659                 if (state->refs[i].id == ptr_id) {
1660                         /* Cannot release caller references in callbacks */
1661                         if (state->in_callback_fn && state->refs[i].callback_ref != state->frameno)
1662                                 return -EINVAL;
1663                         if (last_idx && i != last_idx)
1664                                 memcpy(&state->refs[i], &state->refs[last_idx],
1665                                        sizeof(*state->refs));
1666                         memset(&state->refs[last_idx], 0, sizeof(*state->refs));
1667                         state->acquired_refs--;
1668                         return 0;
1669                 }
1670         }
1671         return -EINVAL;
1672 }
1673
1674 static void free_func_state(struct bpf_func_state *state)
1675 {
1676         if (!state)
1677                 return;
1678         kfree(state->refs);
1679         kfree(state->stack);
1680         kfree(state);
1681 }
1682
1683 static void clear_jmp_history(struct bpf_verifier_state *state)
1684 {
1685         kfree(state->jmp_history);
1686         state->jmp_history = NULL;
1687         state->jmp_history_cnt = 0;
1688 }
1689
1690 static void free_verifier_state(struct bpf_verifier_state *state,
1691                                 bool free_self)
1692 {
1693         int i;
1694
1695         for (i = 0; i <= state->curframe; i++) {
1696                 free_func_state(state->frame[i]);
1697                 state->frame[i] = NULL;
1698         }
1699         clear_jmp_history(state);
1700         if (free_self)
1701                 kfree(state);
1702 }
1703
1704 /* copy verifier state from src to dst growing dst stack space
1705  * when necessary to accommodate larger src stack
1706  */
1707 static int copy_func_state(struct bpf_func_state *dst,
1708                            const struct bpf_func_state *src)
1709 {
1710         int err;
1711
1712         memcpy(dst, src, offsetof(struct bpf_func_state, acquired_refs));
1713         err = copy_reference_state(dst, src);
1714         if (err)
1715                 return err;
1716         return copy_stack_state(dst, src);
1717 }
1718
1719 static int copy_verifier_state(struct bpf_verifier_state *dst_state,
1720                                const struct bpf_verifier_state *src)
1721 {
1722         struct bpf_func_state *dst;
1723         int i, err;
1724
1725         dst_state->jmp_history = copy_array(dst_state->jmp_history, src->jmp_history,
1726                                             src->jmp_history_cnt, sizeof(struct bpf_idx_pair),
1727                                             GFP_USER);
1728         if (!dst_state->jmp_history)
1729                 return -ENOMEM;
1730         dst_state->jmp_history_cnt = src->jmp_history_cnt;
1731
1732         /* if dst has more stack frames then src frame, free them */
1733         for (i = src->curframe + 1; i <= dst_state->curframe; i++) {
1734                 free_func_state(dst_state->frame[i]);
1735                 dst_state->frame[i] = NULL;
1736         }
1737         dst_state->speculative = src->speculative;
1738         dst_state->active_rcu_lock = src->active_rcu_lock;
1739         dst_state->curframe = src->curframe;
1740         dst_state->active_lock.ptr = src->active_lock.ptr;
1741         dst_state->active_lock.id = src->active_lock.id;
1742         dst_state->branches = src->branches;
1743         dst_state->parent = src->parent;
1744         dst_state->first_insn_idx = src->first_insn_idx;
1745         dst_state->last_insn_idx = src->last_insn_idx;
1746         for (i = 0; i <= src->curframe; i++) {
1747                 dst = dst_state->frame[i];
1748                 if (!dst) {
1749                         dst = kzalloc(sizeof(*dst), GFP_KERNEL);
1750                         if (!dst)
1751                                 return -ENOMEM;
1752                         dst_state->frame[i] = dst;
1753                 }
1754                 err = copy_func_state(dst, src->frame[i]);
1755                 if (err)
1756                         return err;
1757         }
1758         return 0;
1759 }
1760
1761 static void update_branch_counts(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_verifier_state *st)
1762 {
1763         while (st) {
1764                 u32 br = --st->branches;
1765
1766                 /* WARN_ON(br > 1) technically makes sense here,
1767                  * but see comment in push_stack(), hence:
1768                  */
1769                 WARN_ONCE((int)br < 0,
1770                           "BUG update_branch_counts:branches_to_explore=%d\n",
1771                           br);
1772                 if (br)
1773                         break;
1774                 st = st->parent;
1775         }
1776 }
1777
1778 static int pop_stack(struct bpf_verifier_env *env, int *prev_insn_idx,
1779                      int *insn_idx, bool pop_log)
1780 {
1781         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
1782         struct bpf_verifier_stack_elem *elem, *head = env->head;
1783         int err;
1784
1785         if (env->head == NULL)
1786                 return -ENOENT;
1787
1788         if (cur) {
1789                 err = copy_verifier_state(cur, &head->st);
1790                 if (err)
1791                         return err;
1792         }
1793         if (pop_log)
1794                 bpf_vlog_reset(&env->log, head->log_pos);
1795         if (insn_idx)
1796                 *insn_idx = head->insn_idx;
1797         if (prev_insn_idx)
1798                 *prev_insn_idx = head->prev_insn_idx;
1799         elem = head->next;
1800         free_verifier_state(&head->st, false);
1801         kfree(head);
1802         env->head = elem;
1803         env->stack_size--;
1804         return 0;
1805 }
1806
1807 static struct bpf_verifier_state *push_stack(struct bpf_verifier_env *env,
1808                                              int insn_idx, int prev_insn_idx,
1809                                              bool speculative)
1810 {
1811         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
1812         struct bpf_verifier_stack_elem *elem;
1813         int err;
1814
1815         elem = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_stack_elem), GFP_KERNEL);
1816         if (!elem)
1817                 goto err;
1818
1819         elem->insn_idx = insn_idx;
1820         elem->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
1821         elem->next = env->head;
1822         elem->log_pos = env->log.len_used;
1823         env->head = elem;
1824         env->stack_size++;
1825         err = copy_verifier_state(&elem->st, cur);
1826         if (err)
1827                 goto err;
1828         elem->st.speculative |= speculative;
1829         if (env->stack_size > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ) {
1830                 verbose(env, "The sequence of %d jumps is too complex.\n",
1831                         env->stack_size);
1832                 goto err;
1833         }
1834         if (elem->st.parent) {
1835                 ++elem->st.parent->branches;
1836                 /* WARN_ON(branches > 2) technically makes sense here,
1837                  * but
1838                  * 1. speculative states will bump 'branches' for non-branch
1839                  * instructions
1840                  * 2. is_state_visited() heuristics may decide not to create
1841                  * a new state for a sequence of branches and all such current
1842                  * and cloned states will be pointing to a single parent state
1843                  * which might have large 'branches' count.
1844                  */
1845         }
1846         return &elem->st;
1847 err:
1848         free_verifier_state(env->cur_state, true);
1849         env->cur_state = NULL;
1850         /* pop all elements and return */
1851         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
1852         return NULL;
1853 }
1854
1855 #define CALLER_SAVED_REGS 6
1856 static const int caller_saved[CALLER_SAVED_REGS] = {
1857         BPF_REG_0, BPF_REG_1, BPF_REG_2, BPF_REG_3, BPF_REG_4, BPF_REG_5
1858 };
1859
1860 /* This helper doesn't clear reg->id */
1861 static void ___mark_reg_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1862 {
1863         reg->var_off = tnum_const(imm);
1864         reg->smin_value = (s64)imm;
1865         reg->smax_value = (s64)imm;
1866         reg->umin_value = imm;
1867         reg->umax_value = imm;
1868
1869         reg->s32_min_value = (s32)imm;
1870         reg->s32_max_value = (s32)imm;
1871         reg->u32_min_value = (u32)imm;
1872         reg->u32_max_value = (u32)imm;
1873 }
1874
1875 /* Mark the unknown part of a register (variable offset or scalar value) as
1876  * known to have the value @imm.
1877  */
1878 static void __mark_reg_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1879 {
1880         /* Clear off and union(map_ptr, range) */
1881         memset(((u8 *)reg) + sizeof(reg->type), 0,
1882                offsetof(struct bpf_reg_state, var_off) - sizeof(reg->type));
1883         reg->id = 0;
1884         reg->ref_obj_id = 0;
1885         ___mark_reg_known(reg, imm);
1886 }
1887
1888 static void __mark_reg32_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1889 {
1890         reg->var_off = tnum_const_subreg(reg->var_off, imm);
1891         reg->s32_min_value = (s32)imm;
1892         reg->s32_max_value = (s32)imm;
1893         reg->u32_min_value = (u32)imm;
1894         reg->u32_max_value = (u32)imm;
1895 }
1896
1897 /* Mark the 'variable offset' part of a register as zero.  This should be
1898  * used only on registers holding a pointer type.
1899  */
1900 static void __mark_reg_known_zero(struct bpf_reg_state *reg)
1901 {
1902         __mark_reg_known(reg, 0);
1903 }
1904
1905 static void __mark_reg_const_zero(struct bpf_reg_state *reg)
1906 {
1907         __mark_reg_known(reg, 0);
1908         reg->type = SCALAR_VALUE;
1909 }
1910
1911 static void mark_reg_known_zero(struct bpf_verifier_env *env,
1912                                 struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
1913 {
1914         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
1915                 verbose(env, "mark_reg_known_zero(regs, %u)\n", regno);
1916                 /* Something bad happened, let's kill all regs */
1917                 for (regno = 0; regno < MAX_BPF_REG; regno++)
1918                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1919                 return;
1920         }
1921         __mark_reg_known_zero(regs + regno);
1922 }
1923
1924 static void __mark_dynptr_reg(struct bpf_reg_state *reg, enum bpf_dynptr_type type,
1925                               bool first_slot, int dynptr_id)
1926 {
1927         /* reg->type has no meaning for STACK_DYNPTR, but when we set reg for
1928          * callback arguments, it does need to be CONST_PTR_TO_DYNPTR, so simply
1929          * set it unconditionally as it is ignored for STACK_DYNPTR anyway.
1930          */
1931         __mark_reg_known_zero(reg);
1932         reg->type = CONST_PTR_TO_DYNPTR;
1933         /* Give each dynptr a unique id to uniquely associate slices to it. */
1934         reg->id = dynptr_id;
1935         reg->dynptr.type = type;
1936         reg->dynptr.first_slot = first_slot;
1937 }
1938
1939 static void mark_ptr_not_null_reg(struct bpf_reg_state *reg)
1940 {
1941         if (base_type(reg->type) == PTR_TO_MAP_VALUE) {
1942                 const struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
1943
1944                 if (map->inner_map_meta) {
1945                         reg->type = CONST_PTR_TO_MAP;
1946                         reg->map_ptr = map->inner_map_meta;
1947                         /* transfer reg's id which is unique for every map_lookup_elem
1948                          * as UID of the inner map.
1949                          */
1950                         if (btf_record_has_field(map->inner_map_meta->record, BPF_TIMER))
1951                                 reg->map_uid = reg->id;
1952                 } else if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_XSKMAP) {
1953                         reg->type = PTR_TO_XDP_SOCK;
1954                 } else if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP ||
1955                            map->map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH) {
1956                         reg->type = PTR_TO_SOCKET;
1957                 } else {
1958                         reg->type = PTR_TO_MAP_VALUE;
1959                 }
1960                 return;
1961         }
1962
1963         reg->type &= ~PTR_MAYBE_NULL;
1964 }
1965
1966 static void mark_reg_graph_node(struct bpf_reg_state *regs, u32 regno,
1967                                 struct btf_field_graph_root *ds_head)
1968 {
1969         __mark_reg_known_zero(&regs[regno]);
1970         regs[regno].type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC;
1971         regs[regno].btf = ds_head->btf;
1972         regs[regno].btf_id = ds_head->value_btf_id;
1973         regs[regno].off = ds_head->node_offset;
1974 }
1975
1976 static bool reg_is_pkt_pointer(const struct bpf_reg_state *reg)
1977 {
1978         return type_is_pkt_pointer(reg->type);
1979 }
1980
1981 static bool reg_is_pkt_pointer_any(const struct bpf_reg_state *reg)
1982 {
1983         return reg_is_pkt_pointer(reg) ||
1984                reg->type == PTR_TO_PACKET_END;
1985 }
1986
1987 static bool reg_is_dynptr_slice_pkt(const struct bpf_reg_state *reg)
1988 {
1989         return base_type(reg->type) == PTR_TO_MEM &&
1990                 (reg->type & DYNPTR_TYPE_SKB || reg->type & DYNPTR_TYPE_XDP);
1991 }
1992
1993 /* Unmodified PTR_TO_PACKET[_META,_END] register from ctx access. */
1994 static bool reg_is_init_pkt_pointer(const struct bpf_reg_state *reg,
1995                                     enum bpf_reg_type which)
1996 {
1997         /* The register can already have a range from prior markings.
1998          * This is fine as long as it hasn't been advanced from its
1999          * origin.
2000          */
2001         return reg->type == which &&
2002                reg->id == 0 &&
2003                reg->off == 0 &&
2004                tnum_equals_const(reg->var_off, 0);
2005 }
2006
2007 /* Reset the min/max bounds of a register */
2008 static void __mark_reg_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
2009 {
2010         reg->smin_value = S64_MIN;
2011         reg->smax_value = S64_MAX;
2012         reg->umin_value = 0;
2013         reg->umax_value = U64_MAX;
2014
2015         reg->s32_min_value = S32_MIN;
2016         reg->s32_max_value = S32_MAX;
2017         reg->u32_min_value = 0;
2018         reg->u32_max_value = U32_MAX;
2019 }
2020
2021 static void __mark_reg64_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
2022 {
2023         reg->smin_value = S64_MIN;
2024         reg->smax_value = S64_MAX;
2025         reg->umin_value = 0;
2026         reg->umax_value = U64_MAX;
2027 }
2028
2029 static void __mark_reg32_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
2030 {
2031         reg->s32_min_value = S32_MIN;
2032         reg->s32_max_value = S32_MAX;
2033         reg->u32_min_value = 0;
2034         reg->u32_max_value = U32_MAX;
2035 }
2036
2037 static void __update_reg32_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2038 {
2039         struct tnum var32_off = tnum_subreg(reg->var_off);
2040
2041         /* min signed is max(sign bit) | min(other bits) */
2042         reg->s32_min_value = max_t(s32, reg->s32_min_value,
2043                         var32_off.value | (var32_off.mask & S32_MIN));
2044         /* max signed is min(sign bit) | max(other bits) */
2045         reg->s32_max_value = min_t(s32, reg->s32_max_value,
2046                         var32_off.value | (var32_off.mask & S32_MAX));
2047         reg->u32_min_value = max_t(u32, reg->u32_min_value, (u32)var32_off.value);
2048         reg->u32_max_value = min(reg->u32_max_value,
2049                                  (u32)(var32_off.value | var32_off.mask));
2050 }
2051
2052 static void __update_reg64_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2053 {
2054         /* min signed is max(sign bit) | min(other bits) */
2055         reg->smin_value = max_t(s64, reg->smin_value,
2056                                 reg->var_off.value | (reg->var_off.mask & S64_MIN));
2057         /* max signed is min(sign bit) | max(other bits) */
2058         reg->smax_value = min_t(s64, reg->smax_value,
2059                                 reg->var_off.value | (reg->var_off.mask & S64_MAX));
2060         reg->umin_value = max(reg->umin_value, reg->var_off.value);
2061         reg->umax_value = min(reg->umax_value,
2062                               reg->var_off.value | reg->var_off.mask);
2063 }
2064
2065 static void __update_reg_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2066 {
2067         __update_reg32_bounds(reg);
2068         __update_reg64_bounds(reg);
2069 }
2070
2071 /* Uses signed min/max values to inform unsigned, and vice-versa */
2072 static void __reg32_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2073 {
2074         /* Learn sign from signed bounds.
2075          * If we cannot cross the sign boundary, then signed and unsigned bounds
2076          * are the same, so combine.  This works even in the negative case, e.g.
2077          * -3 s<= x s<= -1 implies 0xf...fd u<= x u<= 0xf...ff.
2078          */
2079         if (reg->s32_min_value >= 0 || reg->s32_max_value < 0) {
2080                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value =
2081                         max_t(u32, reg->s32_min_value, reg->u32_min_value);
2082                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value =
2083                         min_t(u32, reg->s32_max_value, reg->u32_max_value);
2084                 return;
2085         }
2086         /* Learn sign from unsigned bounds.  Signed bounds cross the sign
2087          * boundary, so we must be careful.
2088          */
2089         if ((s32)reg->u32_max_value >= 0) {
2090                 /* Positive.  We can't learn anything from the smin, but smax
2091                  * is positive, hence safe.
2092                  */
2093                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value;
2094                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value =
2095                         min_t(u32, reg->s32_max_value, reg->u32_max_value);
2096         } else if ((s32)reg->u32_min_value < 0) {
2097                 /* Negative.  We can't learn anything from the smax, but smin
2098                  * is negative, hence safe.
2099                  */
2100                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value =
2101                         max_t(u32, reg->s32_min_value, reg->u32_min_value);
2102                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value;
2103         }
2104 }
2105
2106 static void __reg64_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2107 {
2108         /* Learn sign from signed bounds.
2109          * If we cannot cross the sign boundary, then signed and unsigned bounds
2110          * are the same, so combine.  This works even in the negative case, e.g.
2111          * -3 s<= x s<= -1 implies 0xf...fd u<= x u<= 0xf...ff.
2112          */
2113         if (reg->smin_value >= 0 || reg->smax_value < 0) {
2114                 reg->smin_value = reg->umin_value = max_t(u64, reg->smin_value,
2115                                                           reg->umin_value);
2116                 reg->smax_value = reg->umax_value = min_t(u64, reg->smax_value,
2117                                                           reg->umax_value);
2118                 return;
2119         }
2120         /* Learn sign from unsigned bounds.  Signed bounds cross the sign
2121          * boundary, so we must be careful.
2122          */
2123         if ((s64)reg->umax_value >= 0) {
2124                 /* Positive.  We can't learn anything from the smin, but smax
2125                  * is positive, hence safe.
2126                  */
2127                 reg->smin_value = reg->umin_value;
2128                 reg->smax_value = reg->umax_value = min_t(u64, reg->smax_value,
2129                                                           reg->umax_value);
2130         } else if ((s64)reg->umin_value < 0) {
2131                 /* Negative.  We can't learn anything from the smax, but smin
2132                  * is negative, hence safe.
2133                  */
2134                 reg->smin_value = reg->umin_value = max_t(u64, reg->smin_value,
2135                                                           reg->umin_value);
2136                 reg->smax_value = reg->umax_value;
2137         }
2138 }
2139
2140 static void __reg_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2141 {
2142         __reg32_deduce_bounds(reg);
2143         __reg64_deduce_bounds(reg);
2144 }
2145
2146 /* Attempts to improve var_off based on unsigned min/max information */
2147 static void __reg_bound_offset(struct bpf_reg_state *reg)
2148 {
2149         struct tnum var64_off = tnum_intersect(reg->var_off,
2150                                                tnum_range(reg->umin_value,
2151                                                           reg->umax_value));
2152         struct tnum var32_off = tnum_intersect(tnum_subreg(var64_off),
2153                                                tnum_range(reg->u32_min_value,
2154                                                           reg->u32_max_value));
2155
2156         reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(var64_off), var32_off);
2157 }
2158
2159 static void reg_bounds_sync(struct bpf_reg_state *reg)
2160 {
2161         /* We might have learned new bounds from the var_off. */
2162         __update_reg_bounds(reg);
2163         /* We might have learned something about the sign bit. */
2164         __reg_deduce_bounds(reg);
2165         /* We might have learned some bits from the bounds. */
2166         __reg_bound_offset(reg);
2167         /* Intersecting with the old var_off might have improved our bounds
2168          * slightly, e.g. if umax was 0x7f...f and var_off was (0; 0xf...fc),
2169          * then new var_off is (0; 0x7f...fc) which improves our umax.
2170          */
2171         __update_reg_bounds(reg);
2172 }
2173
2174 static bool __reg32_bound_s64(s32 a)
2175 {
2176         return a >= 0 && a <= S32_MAX;
2177 }
2178
2179 static void __reg_assign_32_into_64(struct bpf_reg_state *reg)
2180 {
2181         reg->umin_value = reg->u32_min_value;
2182         reg->umax_value = reg->u32_max_value;
2183
2184         /* Attempt to pull 32-bit signed bounds into 64-bit bounds but must
2185          * be positive otherwise set to worse case bounds and refine later
2186          * from tnum.
2187          */
2188         if (__reg32_bound_s64(reg->s32_min_value) &&
2189             __reg32_bound_s64(reg->s32_max_value)) {
2190                 reg->smin_value = reg->s32_min_value;
2191                 reg->smax_value = reg->s32_max_value;
2192         } else {
2193                 reg->smin_value = 0;
2194                 reg->smax_value = U32_MAX;
2195         }
2196 }
2197
2198 static void __reg_combine_32_into_64(struct bpf_reg_state *reg)
2199 {
2200         /* special case when 64-bit register has upper 32-bit register
2201          * zeroed. Typically happens after zext or <<32, >>32 sequence
2202          * allowing us to use 32-bit bounds directly,
2203          */
2204         if (tnum_equals_const(tnum_clear_subreg(reg->var_off), 0)) {
2205                 __reg_assign_32_into_64(reg);
2206         } else {
2207                 /* Otherwise the best we can do is push lower 32bit known and
2208                  * unknown bits into register (var_off set from jmp logic)
2209                  * then learn as much as possible from the 64-bit tnum
2210                  * known and unknown bits. The previous smin/smax bounds are
2211                  * invalid here because of jmp32 compare so mark them unknown
2212                  * so they do not impact tnum bounds calculation.
2213                  */
2214                 __mark_reg64_unbounded(reg);
2215         }
2216         reg_bounds_sync(reg);
2217 }
2218
2219 static bool __reg64_bound_s32(s64 a)
2220 {
2221         return a >= S32_MIN && a <= S32_MAX;
2222 }
2223
2224 static bool __reg64_bound_u32(u64 a)
2225 {
2226         return a >= U32_MIN && a <= U32_MAX;
2227 }
2228
2229 static void __reg_combine_64_into_32(struct bpf_reg_state *reg)
2230 {
2231         __mark_reg32_unbounded(reg);
2232         if (__reg64_bound_s32(reg->smin_value) && __reg64_bound_s32(reg->smax_value)) {
2233                 reg->s32_min_value = (s32)reg->smin_value;
2234                 reg->s32_max_value = (s32)reg->smax_value;
2235         }
2236         if (__reg64_bound_u32(reg->umin_value) && __reg64_bound_u32(reg->umax_value)) {
2237                 reg->u32_min_value = (u32)reg->umin_value;
2238                 reg->u32_max_value = (u32)reg->umax_value;
2239         }
2240         reg_bounds_sync(reg);
2241 }
2242
2243 /* Mark a register as having a completely unknown (scalar) value. */
2244 static void __mark_reg_unknown(const struct bpf_verifier_env *env,
2245                                struct bpf_reg_state *reg)
2246 {
2247         /*
2248          * Clear type, off, and union(map_ptr, range) and
2249          * padding between 'type' and union
2250          */
2251         memset(reg, 0, offsetof(struct bpf_reg_state, var_off));
2252         reg->type = SCALAR_VALUE;
2253         reg->id = 0;
2254         reg->ref_obj_id = 0;
2255         reg->var_off = tnum_unknown;
2256         reg->frameno = 0;
2257         reg->precise = !env->bpf_capable;
2258         __mark_reg_unbounded(reg);
2259 }
2260
2261 static void mark_reg_unknown(struct bpf_verifier_env *env,
2262                              struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
2263 {
2264         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
2265                 verbose(env, "mark_reg_unknown(regs, %u)\n", regno);
2266                 /* Something bad happened, let's kill all regs except FP */
2267                 for (regno = 0; regno < BPF_REG_FP; regno++)
2268                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
2269                 return;
2270         }
2271         __mark_reg_unknown(env, regs + regno);
2272 }
2273
2274 static void __mark_reg_not_init(const struct bpf_verifier_env *env,
2275                                 struct bpf_reg_state *reg)
2276 {
2277         __mark_reg_unknown(env, reg);
2278         reg->type = NOT_INIT;
2279 }
2280
2281 static void mark_reg_not_init(struct bpf_verifier_env *env,
2282                               struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
2283 {
2284         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
2285                 verbose(env, "mark_reg_not_init(regs, %u)\n", regno);
2286                 /* Something bad happened, let's kill all regs except FP */
2287                 for (regno = 0; regno < BPF_REG_FP; regno++)
2288                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
2289                 return;
2290         }
2291         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
2292 }
2293
2294 static void mark_btf_ld_reg(struct bpf_verifier_env *env,
2295                             struct bpf_reg_state *regs, u32 regno,
2296                             enum bpf_reg_type reg_type,
2297                             struct btf *btf, u32 btf_id,
2298                             enum bpf_type_flag flag)
2299 {
2300         if (reg_type == SCALAR_VALUE) {
2301                 mark_reg_unknown(env, regs, regno);
2302                 return;
2303         }
2304         mark_reg_known_zero(env, regs, regno);
2305         regs[regno].type = PTR_TO_BTF_ID | flag;
2306         regs[regno].btf = btf;
2307         regs[regno].btf_id = btf_id;
2308 }
2309
2310 #define DEF_NOT_SUBREG  (0)
2311 static void init_reg_state(struct bpf_verifier_env *env,
2312                            struct bpf_func_state *state)
2313 {
2314         struct bpf_reg_state *regs = state->regs;
2315         int i;
2316
2317         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
2318                 mark_reg_not_init(env, regs, i);
2319                 regs[i].live = REG_LIVE_NONE;
2320                 regs[i].parent = NULL;
2321                 regs[i].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
2322         }
2323
2324         /* frame pointer */
2325         regs[BPF_REG_FP].type = PTR_TO_STACK;
2326         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_FP);
2327         regs[BPF_REG_FP].frameno = state->frameno;
2328 }
2329
2330 #define BPF_MAIN_FUNC (-1)
2331 static void init_func_state(struct bpf_verifier_env *env,
2332                             struct bpf_func_state *state,
2333                             int callsite, int frameno, int subprogno)
2334 {
2335         state->callsite = callsite;
2336         state->frameno = frameno;
2337         state->subprogno = subprogno;
2338         state->callback_ret_range = tnum_range(0, 0);
2339         init_reg_state(env, state);
2340         mark_verifier_state_scratched(env);
2341 }
2342
2343 /* Similar to push_stack(), but for async callbacks */
2344 static struct bpf_verifier_state *push_async_cb(struct bpf_verifier_env *env,
2345                                                 int insn_idx, int prev_insn_idx,
2346                                                 int subprog)
2347 {
2348         struct bpf_verifier_stack_elem *elem;
2349         struct bpf_func_state *frame;
2350
2351         elem = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_stack_elem), GFP_KERNEL);
2352         if (!elem)
2353                 goto err;
2354
2355         elem->insn_idx = insn_idx;
2356         elem->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
2357         elem->next = env->head;
2358         elem->log_pos = env->log.len_used;
2359         env->head = elem;
2360         env->stack_size++;
2361         if (env->stack_size > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ) {
2362                 verbose(env,
2363                         "The sequence of %d jumps is too complex for async cb.\n",
2364                         env->stack_size);
2365                 goto err;
2366         }
2367         /* Unlike push_stack() do not copy_verifier_state().
2368          * The caller state doesn't matter.
2369          * This is async callback. It starts in a fresh stack.
2370          * Initialize it similar to do_check_common().
2371          */
2372         elem->st.branches = 1;
2373         frame = kzalloc(sizeof(*frame), GFP_KERNEL);
2374         if (!frame)
2375                 goto err;
2376         init_func_state(env, frame,
2377                         BPF_MAIN_FUNC /* callsite */,
2378                         0 /* frameno within this callchain */,
2379                         subprog /* subprog number within this prog */);
2380         elem->st.frame[0] = frame;
2381         return &elem->st;
2382 err:
2383         free_verifier_state(env->cur_state, true);
2384         env->cur_state = NULL;
2385         /* pop all elements and return */
2386         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
2387         return NULL;
2388 }
2389
2390
2391 enum reg_arg_type {
2392         SRC_OP,         /* register is used as source operand */
2393         DST_OP,         /* register is used as destination operand */
2394         DST_OP_NO_MARK  /* same as above, check only, don't mark */
2395 };
2396
2397 static int cmp_subprogs(const void *a, const void *b)
2398 {
2399         return ((struct bpf_subprog_info *)a)->start -
2400                ((struct bpf_subprog_info *)b)->start;
2401 }
2402
2403 static int find_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int off)
2404 {
2405         struct bpf_subprog_info *p;
2406
2407         p = bsearch(&off, env->subprog_info, env->subprog_cnt,
2408                     sizeof(env->subprog_info[0]), cmp_subprogs);
2409         if (!p)
2410                 return -ENOENT;
2411         return p - env->subprog_info;
2412
2413 }
2414
2415 static int add_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int off)
2416 {
2417         int insn_cnt = env->prog->len;
2418         int ret;
2419
2420         if (off >= insn_cnt || off < 0) {
2421                 verbose(env, "call to invalid destination\n");
2422                 return -EINVAL;
2423         }
2424         ret = find_subprog(env, off);
2425         if (ret >= 0)
2426                 return ret;
2427         if (env->subprog_cnt >= BPF_MAX_SUBPROGS) {
2428                 verbose(env, "too many subprograms\n");
2429                 return -E2BIG;
2430         }
2431         /* determine subprog starts. The end is one before the next starts */
2432         env->subprog_info[env->subprog_cnt++].start = off;
2433         sort(env->subprog_info, env->subprog_cnt,
2434              sizeof(env->subprog_info[0]), cmp_subprogs, NULL);
2435         return env->subprog_cnt - 1;
2436 }
2437
2438 #define MAX_KFUNC_DESCS 256
2439 #define MAX_KFUNC_BTFS  256
2440
2441 struct bpf_kfunc_desc {
2442         struct btf_func_model func_model;
2443         u32 func_id;
2444         s32 imm;
2445         u16 offset;
2446 };
2447
2448 struct bpf_kfunc_btf {
2449         struct btf *btf;
2450         struct module *module;
2451         u16 offset;
2452 };
2453
2454 struct bpf_kfunc_desc_tab {
2455         struct bpf_kfunc_desc descs[MAX_KFUNC_DESCS];
2456         u32 nr_descs;
2457 };
2458
2459 struct bpf_kfunc_btf_tab {
2460         struct bpf_kfunc_btf descs[MAX_KFUNC_BTFS];
2461         u32 nr_descs;
2462 };
2463
2464 static int kfunc_desc_cmp_by_id_off(const void *a, const void *b)
2465 {
2466         const struct bpf_kfunc_desc *d0 = a;
2467         const struct bpf_kfunc_desc *d1 = b;
2468
2469         /* func_id is not greater than BTF_MAX_TYPE */
2470         return d0->func_id - d1->func_id ?: d0->offset - d1->offset;
2471 }
2472
2473 static int kfunc_btf_cmp_by_off(const void *a, const void *b)
2474 {
2475         const struct bpf_kfunc_btf *d0 = a;
2476         const struct bpf_kfunc_btf *d1 = b;
2477
2478         return d0->offset - d1->offset;
2479 }
2480
2481 static const struct bpf_kfunc_desc *
2482 find_kfunc_desc(const struct bpf_prog *prog, u32 func_id, u16 offset)
2483 {
2484         struct bpf_kfunc_desc desc = {
2485                 .func_id = func_id,
2486                 .offset = offset,
2487         };
2488         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2489
2490         tab = prog->aux->kfunc_tab;
2491         return bsearch(&desc, tab->descs, tab->nr_descs,
2492                        sizeof(tab->descs[0]), kfunc_desc_cmp_by_id_off);
2493 }
2494
2495 static struct btf *__find_kfunc_desc_btf(struct bpf_verifier_env *env,
2496                                          s16 offset)
2497 {
2498         struct bpf_kfunc_btf kf_btf = { .offset = offset };
2499         struct bpf_kfunc_btf_tab *tab;
2500         struct bpf_kfunc_btf *b;
2501         struct module *mod;
2502         struct btf *btf;
2503         int btf_fd;
2504
2505         tab = env->prog->aux->kfunc_btf_tab;
2506         b = bsearch(&kf_btf, tab->descs, tab->nr_descs,
2507                     sizeof(tab->descs[0]), kfunc_btf_cmp_by_off);
2508         if (!b) {
2509                 if (tab->nr_descs == MAX_KFUNC_BTFS) {
2510                         verbose(env, "too many different module BTFs\n");
2511                         return ERR_PTR(-E2BIG);
2512                 }
2513
2514                 if (bpfptr_is_null(env->fd_array)) {
2515                         verbose(env, "kfunc offset > 0 without fd_array is invalid\n");
2516                         return ERR_PTR(-EPROTO);
2517                 }
2518
2519                 if (copy_from_bpfptr_offset(&btf_fd, env->fd_array,
2520                                             offset * sizeof(btf_fd),
2521                                             sizeof(btf_fd)))
2522                         return ERR_PTR(-EFAULT);
2523
2524                 btf = btf_get_by_fd(btf_fd);
2525                 if (IS_ERR(btf)) {
2526                         verbose(env, "invalid module BTF fd specified\n");
2527                         return btf;
2528                 }
2529
2530                 if (!btf_is_module(btf)) {
2531                         verbose(env, "BTF fd for kfunc is not a module BTF\n");
2532                         btf_put(btf);
2533                         return ERR_PTR(-EINVAL);
2534                 }
2535
2536                 mod = btf_try_get_module(btf);
2537                 if (!mod) {
2538                         btf_put(btf);
2539                         return ERR_PTR(-ENXIO);
2540                 }
2541
2542                 b = &tab->descs[tab->nr_descs++];
2543                 b->btf = btf;
2544                 b->module = mod;
2545                 b->offset = offset;
2546
2547                 sort(tab->descs, tab->nr_descs, sizeof(tab->descs[0]),
2548                      kfunc_btf_cmp_by_off, NULL);
2549         }
2550         return b->btf;
2551 }
2552
2553 void bpf_free_kfunc_btf_tab(struct bpf_kfunc_btf_tab *tab)
2554 {
2555         if (!tab)
2556                 return;
2557
2558         while (tab->nr_descs--) {
2559                 module_put(tab->descs[tab->nr_descs].module);
2560                 btf_put(tab->descs[tab->nr_descs].btf);
2561         }
2562         kfree(tab);
2563 }
2564
2565 static struct btf *find_kfunc_desc_btf(struct bpf_verifier_env *env, s16 offset)
2566 {
2567         if (offset) {
2568                 if (offset < 0) {
2569                         /* In the future, this can be allowed to increase limit
2570                          * of fd index into fd_array, interpreted as u16.
2571                          */
2572                         verbose(env, "negative offset disallowed for kernel module function call\n");
2573                         return ERR_PTR(-EINVAL);
2574                 }
2575
2576                 return __find_kfunc_desc_btf(env, offset);
2577         }
2578         return btf_vmlinux ?: ERR_PTR(-ENOENT);
2579 }
2580
2581 static int add_kfunc_call(struct bpf_verifier_env *env, u32 func_id, s16 offset)
2582 {
2583         const struct btf_type *func, *func_proto;
2584         struct bpf_kfunc_btf_tab *btf_tab;
2585         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2586         struct bpf_prog_aux *prog_aux;
2587         struct bpf_kfunc_desc *desc;
2588         const char *func_name;
2589         struct btf *desc_btf;
2590         unsigned long call_imm;
2591         unsigned long addr;
2592         int err;
2593
2594         prog_aux = env->prog->aux;
2595         tab = prog_aux->kfunc_tab;
2596         btf_tab = prog_aux->kfunc_btf_tab;
2597         if (!tab) {
2598                 if (!btf_vmlinux) {
2599                         verbose(env, "calling kernel function is not supported without CONFIG_DEBUG_INFO_BTF\n");
2600                         return -ENOTSUPP;
2601                 }
2602
2603                 if (!env->prog->jit_requested) {
2604                         verbose(env, "JIT is required for calling kernel function\n");
2605                         return -ENOTSUPP;
2606                 }
2607
2608                 if (!bpf_jit_supports_kfunc_call()) {
2609                         verbose(env, "JIT does not support calling kernel function\n");
2610                         return -ENOTSUPP;
2611                 }
2612
2613                 if (!env->prog->gpl_compatible) {
2614                         verbose(env, "cannot call kernel function from non-GPL compatible program\n");
2615                         return -EINVAL;
2616                 }
2617
2618                 tab = kzalloc(sizeof(*tab), GFP_KERNEL);
2619                 if (!tab)
2620                         return -ENOMEM;
2621                 prog_aux->kfunc_tab = tab;
2622         }
2623
2624         /* func_id == 0 is always invalid, but instead of returning an error, be
2625          * conservative and wait until the code elimination pass before returning
2626          * error, so that invalid calls that get pruned out can be in BPF programs
2627          * loaded from userspace.  It is also required that offset be untouched
2628          * for such calls.
2629          */
2630         if (!func_id && !offset)
2631                 return 0;
2632
2633         if (!btf_tab && offset) {
2634                 btf_tab = kzalloc(sizeof(*btf_tab), GFP_KERNEL);
2635                 if (!btf_tab)
2636                         return -ENOMEM;
2637                 prog_aux->kfunc_btf_tab = btf_tab;
2638         }
2639
2640         desc_btf = find_kfunc_desc_btf(env, offset);
2641         if (IS_ERR(desc_btf)) {
2642                 verbose(env, "failed to find BTF for kernel function\n");
2643                 return PTR_ERR(desc_btf);
2644         }
2645
2646         if (find_kfunc_desc(env->prog, func_id, offset))
2647                 return 0;
2648
2649         if (tab->nr_descs == MAX_KFUNC_DESCS) {
2650                 verbose(env, "too many different kernel function calls\n");
2651                 return -E2BIG;
2652         }
2653
2654         func = btf_type_by_id(desc_btf, func_id);
2655         if (!func || !btf_type_is_func(func)) {
2656                 verbose(env, "kernel btf_id %u is not a function\n",
2657                         func_id);
2658                 return -EINVAL;
2659         }
2660         func_proto = btf_type_by_id(desc_btf, func->type);
2661         if (!func_proto || !btf_type_is_func_proto(func_proto)) {
2662                 verbose(env, "kernel function btf_id %u does not have a valid func_proto\n",
2663                         func_id);
2664                 return -EINVAL;
2665         }
2666
2667         func_name = btf_name_by_offset(desc_btf, func->name_off);
2668         addr = kallsyms_lookup_name(func_name);
2669         if (!addr) {
2670                 verbose(env, "cannot find address for kernel function %s\n",
2671                         func_name);
2672                 return -EINVAL;
2673         }
2674
2675         call_imm = BPF_CALL_IMM(addr);
2676         /* Check whether or not the relative offset overflows desc->imm */
2677         if ((unsigned long)(s32)call_imm != call_imm) {
2678                 verbose(env, "address of kernel function %s is out of range\n",
2679                         func_name);
2680                 return -EINVAL;
2681         }
2682
2683         if (bpf_dev_bound_kfunc_id(func_id)) {
2684                 err = bpf_dev_bound_kfunc_check(&env->log, prog_aux);
2685                 if (err)
2686                         return err;
2687         }
2688
2689         desc = &tab->descs[tab->nr_descs++];
2690         desc->func_id = func_id;
2691         desc->imm = call_imm;
2692         desc->offset = offset;
2693         err = btf_distill_func_proto(&env->log, desc_btf,
2694                                      func_proto, func_name,
2695                                      &desc->func_model);
2696         if (!err)
2697                 sort(tab->descs, tab->nr_descs, sizeof(tab->descs[0]),
2698                      kfunc_desc_cmp_by_id_off, NULL);
2699         return err;
2700 }
2701
2702 static int kfunc_desc_cmp_by_imm(const void *a, const void *b)
2703 {
2704         const struct bpf_kfunc_desc *d0 = a;
2705         const struct bpf_kfunc_desc *d1 = b;
2706
2707         if (d0->imm > d1->imm)
2708                 return 1;
2709         else if (d0->imm < d1->imm)
2710                 return -1;
2711         return 0;
2712 }
2713
2714 static void sort_kfunc_descs_by_imm(struct bpf_prog *prog)
2715 {
2716         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2717
2718         tab = prog->aux->kfunc_tab;
2719         if (!tab)
2720                 return;
2721
2722         sort(tab->descs, tab->nr_descs, sizeof(tab->descs[0]),
2723              kfunc_desc_cmp_by_imm, NULL);
2724 }
2725
2726 bool bpf_prog_has_kfunc_call(const struct bpf_prog *prog)
2727 {
2728         return !!prog->aux->kfunc_tab;
2729 }
2730
2731 const struct btf_func_model *
2732 bpf_jit_find_kfunc_model(const struct bpf_prog *prog,
2733                          const struct bpf_insn *insn)
2734 {
2735         const struct bpf_kfunc_desc desc = {
2736                 .imm = insn->imm,
2737         };
2738         const struct bpf_kfunc_desc *res;
2739         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2740
2741         tab = prog->aux->kfunc_tab;
2742         res = bsearch(&desc, tab->descs, tab->nr_descs,
2743                       sizeof(tab->descs[0]), kfunc_desc_cmp_by_imm);
2744
2745         return res ? &res->func_model : NULL;
2746 }
2747
2748 static int add_subprog_and_kfunc(struct bpf_verifier_env *env)
2749 {
2750         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
2751         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
2752         int i, ret, insn_cnt = env->prog->len;
2753
2754         /* Add entry function. */
2755         ret = add_subprog(env, 0);
2756         if (ret)
2757                 return ret;
2758
2759         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
2760                 if (!bpf_pseudo_func(insn) && !bpf_pseudo_call(insn) &&
2761                     !bpf_pseudo_kfunc_call(insn))
2762                         continue;
2763
2764                 if (!env->bpf_capable) {
2765                         verbose(env, "loading/calling other bpf or kernel functions are allowed for CAP_BPF and CAP_SYS_ADMIN\n");
2766                         return -EPERM;
2767                 }
2768
2769                 if (bpf_pseudo_func(insn) || bpf_pseudo_call(insn))
2770                         ret = add_subprog(env, i + insn->imm + 1);
2771                 else
2772                         ret = add_kfunc_call(env, insn->imm, insn->off);
2773
2774                 if (ret < 0)
2775                         return ret;
2776         }
2777
2778         /* Add a fake 'exit' subprog which could simplify subprog iteration
2779          * logic. 'subprog_cnt' should not be increased.
2780          */
2781         subprog[env->subprog_cnt].start = insn_cnt;
2782
2783         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
2784                 for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
2785                         verbose(env, "func#%d @%d\n", i, subprog[i].start);
2786
2787         return 0;
2788 }
2789
2790 static int check_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
2791 {
2792         int i, subprog_start, subprog_end, off, cur_subprog = 0;
2793         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
2794         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
2795         int insn_cnt = env->prog->len;
2796
2797         /* now check that all jumps are within the same subprog */
2798         subprog_start = subprog[cur_subprog].start;
2799         subprog_end = subprog[cur_subprog + 1].start;
2800         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
2801                 u8 code = insn[i].code;
2802
2803                 if (code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
2804                     insn[i].src_reg == 0 &&
2805                     insn[i].imm == BPF_FUNC_tail_call)
2806                         subprog[cur_subprog].has_tail_call = true;
2807                 if (BPF_CLASS(code) == BPF_LD &&
2808                     (BPF_MODE(code) == BPF_ABS || BPF_MODE(code) == BPF_IND))
2809                         subprog[cur_subprog].has_ld_abs = true;
2810                 if (BPF_CLASS(code) != BPF_JMP && BPF_CLASS(code) != BPF_JMP32)
2811                         goto next;
2812                 if (BPF_OP(code) == BPF_EXIT || BPF_OP(code) == BPF_CALL)
2813                         goto next;
2814                 off = i + insn[i].off + 1;
2815                 if (off < subprog_start || off >= subprog_end) {
2816                         verbose(env, "jump out of range from insn %d to %d\n", i, off);
2817                         return -EINVAL;
2818                 }
2819 next:
2820                 if (i == subprog_end - 1) {
2821                         /* to avoid fall-through from one subprog into another
2822                          * the last insn of the subprog should be either exit
2823                          * or unconditional jump back
2824                          */
2825                         if (code != (BPF_JMP | BPF_EXIT) &&
2826                             code != (BPF_JMP | BPF_JA)) {
2827                                 verbose(env, "last insn is not an exit or jmp\n");
2828                                 return -EINVAL;
2829                         }
2830                         subprog_start = subprog_end;
2831                         cur_subprog++;
2832                         if (cur_subprog < env->subprog_cnt)
2833                                 subprog_end = subprog[cur_subprog + 1].start;
2834                 }
2835         }
2836         return 0;
2837 }
2838
2839 /* Parentage chain of this register (or stack slot) should take care of all
2840  * issues like callee-saved registers, stack slot allocation time, etc.
2841  */
2842 static int mark_reg_read(struct bpf_verifier_env *env,
2843                          const struct bpf_reg_state *state,
2844                          struct bpf_reg_state *parent, u8 flag)
2845 {
2846         bool writes = parent == state->parent; /* Observe write marks */
2847         int cnt = 0;
2848
2849         while (parent) {
2850                 /* if read wasn't screened by an earlier write ... */
2851                 if (writes && state->live & REG_LIVE_WRITTEN)
2852                         break;
2853                 if (parent->live & REG_LIVE_DONE) {
2854                         verbose(env, "verifier BUG type %s var_off %lld off %d\n",
2855                                 reg_type_str(env, parent->type),
2856                                 parent->var_off.value, parent->off);
2857                         return -EFAULT;
2858                 }
2859                 /* The first condition is more likely to be true than the
2860                  * second, checked it first.
2861                  */
2862                 if ((parent->live & REG_LIVE_READ) == flag ||
2863                     parent->live & REG_LIVE_READ64)
2864                         /* The parentage chain never changes and
2865                          * this parent was already marked as LIVE_READ.
2866                          * There is no need to keep walking the chain again and
2867                          * keep re-marking all parents as LIVE_READ.
2868                          * This case happens when the same register is read
2869                          * multiple times without writes into it in-between.
2870                          * Also, if parent has the stronger REG_LIVE_READ64 set,
2871                          * then no need to set the weak REG_LIVE_READ32.
2872                          */
2873                         break;
2874                 /* ... then we depend on parent's value */
2875                 parent->live |= flag;
2876                 /* REG_LIVE_READ64 overrides REG_LIVE_READ32. */
2877                 if (flag == REG_LIVE_READ64)
2878                         parent->live &= ~REG_LIVE_READ32;
2879                 state = parent;
2880                 parent = state->parent;
2881                 writes = true;
2882                 cnt++;
2883         }
2884
2885         if (env->longest_mark_read_walk < cnt)
2886                 env->longest_mark_read_walk = cnt;
2887         return 0;
2888 }
2889
2890 static int mark_dynptr_read(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
2891 {
2892         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
2893         int spi, ret;
2894
2895         /* For CONST_PTR_TO_DYNPTR, it must have already been done by
2896          * check_reg_arg in check_helper_call and mark_btf_func_reg_size in
2897          * check_kfunc_call.
2898          */
2899         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
2900                 return 0;
2901         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
2902         if (spi < 0)
2903                 return spi;
2904         /* Caller ensures dynptr is valid and initialized, which means spi is in
2905          * bounds and spi is the first dynptr slot. Simply mark stack slot as
2906          * read.
2907          */
2908         ret = mark_reg_read(env, &state->stack[spi].spilled_ptr,
2909                             state->stack[spi].spilled_ptr.parent, REG_LIVE_READ64);
2910         if (ret)
2911                 return ret;
2912         return mark_reg_read(env, &state->stack[spi - 1].spilled_ptr,
2913                              state->stack[spi - 1].spilled_ptr.parent, REG_LIVE_READ64);
2914 }
2915
2916 static int mark_iter_read(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
2917                           int spi, int nr_slots)
2918 {
2919         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
2920         int err, i;
2921
2922         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
2923                 struct bpf_reg_state *st = &state->stack[spi - i].spilled_ptr;
2924
2925                 err = mark_reg_read(env, st, st->parent, REG_LIVE_READ64);
2926                 if (err)
2927                         return err;
2928
2929                 mark_stack_slot_scratched(env, spi - i);
2930         }
2931
2932         return 0;
2933 }
2934
2935 /* This function is supposed to be used by the following 32-bit optimization
2936  * code only. It returns TRUE if the source or destination register operates
2937  * on 64-bit, otherwise return FALSE.
2938  */
2939 static bool is_reg64(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
2940                      u32 regno, struct bpf_reg_state *reg, enum reg_arg_type t)
2941 {
2942         u8 code, class, op;
2943
2944         code = insn->code;
2945         class = BPF_CLASS(code);
2946         op = BPF_OP(code);
2947         if (class == BPF_JMP) {
2948                 /* BPF_EXIT for "main" will reach here. Return TRUE
2949                  * conservatively.
2950                  */
2951                 if (op == BPF_EXIT)
2952                         return true;
2953                 if (op == BPF_CALL) {
2954                         /* BPF to BPF call will reach here because of marking
2955                          * caller saved clobber with DST_OP_NO_MARK for which we
2956                          * don't care the register def because they are anyway
2957                          * marked as NOT_INIT already.
2958                          */
2959                         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
2960                                 return false;
2961                         /* Helper call will reach here because of arg type
2962                          * check, conservatively return TRUE.
2963                          */
2964                         if (t == SRC_OP)
2965                                 return true;
2966
2967                         return false;
2968                 }
2969         }
2970
2971         if (class == BPF_ALU64 || class == BPF_JMP ||
2972             /* BPF_END always use BPF_ALU class. */
2973             (class == BPF_ALU && op == BPF_END && insn->imm == 64))
2974                 return true;
2975
2976         if (class == BPF_ALU || class == BPF_JMP32)
2977                 return false;
2978
2979         if (class == BPF_LDX) {
2980                 if (t != SRC_OP)
2981                         return BPF_SIZE(code) == BPF_DW;
2982                 /* LDX source must be ptr. */
2983                 return true;
2984         }
2985
2986         if (class == BPF_STX) {
2987                 /* BPF_STX (including atomic variants) has multiple source
2988                  * operands, one of which is a ptr. Check whether the caller is
2989                  * asking about it.
2990                  */
2991                 if (t == SRC_OP && reg->type != SCALAR_VALUE)
2992                         return true;
2993                 return BPF_SIZE(code) == BPF_DW;
2994         }
2995
2996         if (class == BPF_LD) {
2997                 u8 mode = BPF_MODE(code);
2998
2999                 /* LD_IMM64 */
3000                 if (mode == BPF_IMM)
3001                         return true;
3002
3003                 /* Both LD_IND and LD_ABS return 32-bit data. */
3004                 if (t != SRC_OP)
3005                         return  false;
3006
3007                 /* Implicit ctx ptr. */
3008                 if (regno == BPF_REG_6)
3009                         return true;
3010
3011                 /* Explicit source could be any width. */
3012                 return true;
3013         }
3014
3015         if (class == BPF_ST)
3016                 /* The only source register for BPF_ST is a ptr. */
3017                 return true;
3018
3019         /* Conservatively return true at default. */
3020         return true;
3021 }
3022
3023 /* Return the regno defined by the insn, or -1. */
3024 static int insn_def_regno(const struct bpf_insn *insn)
3025 {
3026         switch (BPF_CLASS(insn->code)) {
3027         case BPF_JMP:
3028         case BPF_JMP32:
3029         case BPF_ST:
3030                 return -1;
3031         case BPF_STX:
3032                 if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ATOMIC &&
3033                     (insn->imm & BPF_FETCH)) {
3034                         if (insn->imm == BPF_CMPXCHG)
3035                                 return BPF_REG_0;
3036                         else
3037                                 return insn->src_reg;
3038                 } else {
3039                         return -1;
3040                 }
3041         default:
3042                 return insn->dst_reg;
3043         }
3044 }
3045
3046 /* Return TRUE if INSN has defined any 32-bit value explicitly. */
3047 static bool insn_has_def32(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
3048 {
3049         int dst_reg = insn_def_regno(insn);
3050
3051         if (dst_reg == -1)
3052                 return false;
3053
3054         return !is_reg64(env, insn, dst_reg, NULL, DST_OP);
3055 }
3056
3057 static void mark_insn_zext(struct bpf_verifier_env *env,
3058                            struct bpf_reg_state *reg)
3059 {
3060         s32 def_idx = reg->subreg_def;
3061
3062         if (def_idx == DEF_NOT_SUBREG)
3063                 return;
3064
3065         env->insn_aux_data[def_idx - 1].zext_dst = true;
3066         /* The dst will be zero extended, so won't be sub-register anymore. */
3067         reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
3068 }
3069
3070 static int check_reg_arg(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
3071                          enum reg_arg_type t)
3072 {
3073         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
3074         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
3075         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi + env->insn_idx;
3076         struct bpf_reg_state *reg, *regs = state->regs;
3077         bool rw64;
3078
3079         if (regno >= MAX_BPF_REG) {
3080                 verbose(env, "R%d is invalid\n", regno);
3081                 return -EINVAL;
3082         }
3083
3084         mark_reg_scratched(env, regno);
3085
3086         reg = &regs[regno];
3087         rw64 = is_reg64(env, insn, regno, reg, t);
3088         if (t == SRC_OP) {
3089                 /* check whether register used as source operand can be read */
3090                 if (reg->type == NOT_INIT) {
3091                         verbose(env, "R%d !read_ok\n", regno);
3092                         return -EACCES;
3093                 }
3094                 /* We don't need to worry about FP liveness because it's read-only */
3095                 if (regno == BPF_REG_FP)
3096                         return 0;
3097
3098                 if (rw64)
3099                         mark_insn_zext(env, reg);
3100
3101                 return mark_reg_read(env, reg, reg->parent,
3102                                      rw64 ? REG_LIVE_READ64 : REG_LIVE_READ32);
3103         } else {
3104                 /* check whether register used as dest operand can be written to */
3105                 if (regno == BPF_REG_FP) {
3106                         verbose(env, "frame pointer is read only\n");
3107                         return -EACCES;
3108                 }
3109                 reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
3110                 reg->subreg_def = rw64 ? DEF_NOT_SUBREG : env->insn_idx + 1;
3111                 if (t == DST_OP)
3112                         mark_reg_unknown(env, regs, regno);
3113         }
3114         return 0;
3115 }
3116
3117 static void mark_jmp_point(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
3118 {
3119         env->insn_aux_data[idx].jmp_point = true;
3120 }
3121
3122 static bool is_jmp_point(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
3123 {
3124         return env->insn_aux_data[insn_idx].jmp_point;
3125 }
3126
3127 /* for any branch, call, exit record the history of jmps in the given state */
3128 static int push_jmp_history(struct bpf_verifier_env *env,
3129                             struct bpf_verifier_state *cur)
3130 {
3131         u32 cnt = cur->jmp_history_cnt;
3132         struct bpf_idx_pair *p;
3133         size_t alloc_size;
3134
3135         if (!is_jmp_point(env, env->insn_idx))
3136                 return 0;
3137
3138         cnt++;
3139         alloc_size = kmalloc_size_roundup(size_mul(cnt, sizeof(*p)));
3140         p = krealloc(cur->jmp_history, alloc_size, GFP_USER);
3141         if (!p)
3142                 return -ENOMEM;
3143         p[cnt - 1].idx = env->insn_idx;
3144         p[cnt - 1].prev_idx = env->prev_insn_idx;
3145         cur->jmp_history = p;
3146         cur->jmp_history_cnt = cnt;
3147         return 0;
3148 }
3149
3150 /* Backtrack one insn at a time. If idx is not at the top of recorded
3151  * history then previous instruction came from straight line execution.
3152  */
3153 static int get_prev_insn_idx(struct bpf_verifier_state *st, int i,
3154                              u32 *history)
3155 {
3156         u32 cnt = *history;
3157
3158         if (cnt && st->jmp_history[cnt - 1].idx == i) {
3159                 i = st->jmp_history[cnt - 1].prev_idx;
3160                 (*history)--;
3161         } else {
3162                 i--;
3163         }
3164         return i;
3165 }
3166
3167 static const char *disasm_kfunc_name(void *data, const struct bpf_insn *insn)
3168 {
3169         const struct btf_type *func;
3170         struct btf *desc_btf;
3171
3172         if (insn->src_reg != BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL)
3173                 return NULL;
3174
3175         desc_btf = find_kfunc_desc_btf(data, insn->off);
3176         if (IS_ERR(desc_btf))
3177                 return "<error>";
3178
3179         func = btf_type_by_id(desc_btf, insn->imm);
3180         return btf_name_by_offset(desc_btf, func->name_off);
3181 }
3182
3183 /* For given verifier state backtrack_insn() is called from the last insn to
3184  * the first insn. Its purpose is to compute a bitmask of registers and
3185  * stack slots that needs precision in the parent verifier state.
3186  */
3187 static int backtrack_insn(struct bpf_verifier_env *env, int idx,
3188                           u32 *reg_mask, u64 *stack_mask)
3189 {
3190         const struct bpf_insn_cbs cbs = {
3191                 .cb_call        = disasm_kfunc_name,
3192                 .cb_print       = verbose,
3193                 .private_data   = env,
3194         };
3195         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi + idx;
3196         u8 class = BPF_CLASS(insn->code);
3197         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
3198         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
3199         u32 dreg = 1u << insn->dst_reg;
3200         u32 sreg = 1u << insn->src_reg;
3201         u32 spi;
3202
3203         if (insn->code == 0)
3204                 return 0;
3205         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
3206                 verbose(env, "regs=%x stack=%llx before ", *reg_mask, *stack_mask);
3207                 verbose(env, "%d: ", idx);
3208                 print_bpf_insn(&cbs, insn, env->allow_ptr_leaks);
3209         }
3210
3211         if (class == BPF_ALU || class == BPF_ALU64) {
3212                 if (!(*reg_mask & dreg))
3213                         return 0;
3214                 if (opcode == BPF_MOV) {
3215                         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
3216                                 /* dreg = sreg
3217                                  * dreg needs precision after this insn
3218                                  * sreg needs precision before this insn
3219                                  */
3220                                 *reg_mask &= ~dreg;
3221                                 *reg_mask |= sreg;
3222                         } else {
3223                                 /* dreg = K
3224                                  * dreg needs precision after this insn.
3225                                  * Corresponding register is already marked
3226                                  * as precise=true in this verifier state.
3227                                  * No further markings in parent are necessary
3228                                  */
3229                                 *reg_mask &= ~dreg;
3230                         }
3231                 } else {
3232                         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
3233                                 /* dreg += sreg
3234                                  * both dreg and sreg need precision
3235                                  * before this insn
3236                                  */
3237                                 *reg_mask |= sreg;
3238                         } /* else dreg += K
3239                            * dreg still needs precision before this insn
3240                            */
3241                 }
3242         } else if (class == BPF_LDX) {
3243                 if (!(*reg_mask & dreg))
3244                         return 0;
3245                 *reg_mask &= ~dreg;
3246
3247                 /* scalars can only be spilled into stack w/o losing precision.
3248                  * Load from any other memory can be zero extended.
3249                  * The desire to keep that precision is already indicated
3250                  * by 'precise' mark in corresponding register of this state.
3251                  * No further tracking necessary.
3252                  */
3253                 if (insn->src_reg != BPF_REG_FP)
3254                         return 0;
3255
3256                 /* dreg = *(u64 *)[fp - off] was a fill from the stack.
3257                  * that [fp - off] slot contains scalar that needs to be
3258                  * tracked with precision
3259                  */
3260                 spi = (-insn->off - 1) / BPF_REG_SIZE;
3261                 if (spi >= 64) {
3262                         verbose(env, "BUG spi %d\n", spi);
3263                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3264                         return -EFAULT;
3265                 }
3266                 *stack_mask |= 1ull << spi;
3267         } else if (class == BPF_STX || class == BPF_ST) {
3268                 if (*reg_mask & dreg)
3269                         /* stx & st shouldn't be using _scalar_ dst_reg
3270                          * to access memory. It means backtracking
3271                          * encountered a case of pointer subtraction.
3272                          */
3273                         return -ENOTSUPP;
3274                 /* scalars can only be spilled into stack */
3275                 if (insn->dst_reg != BPF_REG_FP)
3276                         return 0;
3277                 spi = (-insn->off - 1) / BPF_REG_SIZE;
3278                 if (spi >= 64) {
3279                         verbose(env, "BUG spi %d\n", spi);
3280                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3281                         return -EFAULT;
3282                 }
3283                 if (!(*stack_mask & (1ull << spi)))
3284                         return 0;
3285                 *stack_mask &= ~(1ull << spi);
3286                 if (class == BPF_STX)
3287                         *reg_mask |= sreg;
3288         } else if (class == BPF_JMP || class == BPF_JMP32) {
3289                 if (opcode == BPF_CALL) {
3290                         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
3291                                 return -ENOTSUPP;
3292                         /* BPF helpers that invoke callback subprogs are
3293                          * equivalent to BPF_PSEUDO_CALL above
3294                          */
3295                         if (insn->src_reg == 0 && is_callback_calling_function(insn->imm))
3296                                 return -ENOTSUPP;
3297                         /* kfunc with imm==0 is invalid and fixup_kfunc_call will
3298                          * catch this error later. Make backtracking conservative
3299                          * with ENOTSUPP.
3300                          */
3301                         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL && insn->imm == 0)
3302                                 return -ENOTSUPP;
3303                         /* regular helper call sets R0 */
3304                         *reg_mask &= ~1;
3305                         if (*reg_mask & 0x3f) {
3306                                 /* if backtracing was looking for registers R1-R5
3307                                  * they should have been found already.
3308                                  */
3309                                 verbose(env, "BUG regs %x\n", *reg_mask);
3310                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3311                                 return -EFAULT;
3312                         }
3313                 } else if (opcode == BPF_EXIT) {
3314                         return -ENOTSUPP;
3315                 }
3316         } else if (class == BPF_LD) {
3317                 if (!(*reg_mask & dreg))
3318                         return 0;
3319                 *reg_mask &= ~dreg;
3320                 /* It's ld_imm64 or ld_abs or ld_ind.
3321                  * For ld_imm64 no further tracking of precision
3322                  * into parent is necessary
3323                  */
3324                 if (mode == BPF_IND || mode == BPF_ABS)
3325                         /* to be analyzed */
3326                         return -ENOTSUPP;
3327         }
3328         return 0;
3329 }
3330
3331 /* the scalar precision tracking algorithm:
3332  * . at the start all registers have precise=false.
3333  * . scalar ranges are tracked as normal through alu and jmp insns.
3334  * . once precise value of the scalar register is used in:
3335  *   .  ptr + scalar alu
3336  *   . if (scalar cond K|scalar)
3337  *   .  helper_call(.., scalar, ...) where ARG_CONST is expected
3338  *   backtrack through the verifier states and mark all registers and
3339  *   stack slots with spilled constants that these scalar regisers
3340  *   should be precise.
3341  * . during state pruning two registers (or spilled stack slots)
3342  *   are equivalent if both are not precise.
3343  *
3344  * Note the verifier cannot simply walk register parentage chain,
3345  * since many different registers and stack slots could have been
3346  * used to compute single precise scalar.
3347  *
3348  * The approach of starting with precise=true for all registers and then
3349  * backtrack to mark a register as not precise when the verifier detects
3350  * that program doesn't care about specific value (e.g., when helper
3351  * takes register as ARG_ANYTHING parameter) is not safe.
3352  *
3353  * It's ok to walk single parentage chain of the verifier states.
3354  * It's possible that this backtracking will go all the way till 1st insn.
3355  * All other branches will be explored for needing precision later.
3356  *
3357  * The backtracking needs to deal with cases like:
3358  *   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)
3359  * r9 -= r8
3360  * r5 = r9
3361  * if r5 > 0x79f goto pc+7
3362  *    R5_w=inv(id=0,umax_value=1951,var_off=(0x0; 0x7ff))
3363  * r5 += 1
3364  * ...
3365  * call bpf_perf_event_output#25
3366  *   where .arg5_type = ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO
3367  *
3368  * and this case:
3369  * r6 = 1
3370  * call foo // uses callee's r6 inside to compute r0
3371  * r0 += r6
3372  * if r0 == 0 goto
3373  *
3374  * to track above reg_mask/stack_mask needs to be independent for each frame.
3375  *
3376  * Also if parent's curframe > frame where backtracking started,
3377  * the verifier need to mark registers in both frames, otherwise callees
3378  * may incorrectly prune callers. This is similar to
3379  * commit 7640ead93924 ("bpf: verifier: make sure callees don't prune with caller differences")
3380  *
3381  * For now backtracking falls back into conservative marking.
3382  */
3383 static void mark_all_scalars_precise(struct bpf_verifier_env *env,
3384                                      struct bpf_verifier_state *st)
3385 {
3386         struct bpf_func_state *func;
3387         struct bpf_reg_state *reg;
3388         int i, j;
3389
3390         /* big hammer: mark all scalars precise in this path.
3391          * pop_stack may still get !precise scalars.
3392          * We also skip current state and go straight to first parent state,
3393          * because precision markings in current non-checkpointed state are
3394          * not needed. See why in the comment in __mark_chain_precision below.
3395          */
3396         for (st = st->parent; st; st = st->parent) {
3397                 for (i = 0; i <= st->curframe; i++) {
3398                         func = st->frame[i];
3399                         for (j = 0; j < BPF_REG_FP; j++) {
3400                                 reg = &func->regs[j];
3401                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE)
3402                                         continue;
3403                                 reg->precise = true;
3404                         }
3405                         for (j = 0; j < func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; j++) {
3406                                 if (!is_spilled_reg(&func->stack[j]))
3407                                         continue;
3408                                 reg = &func->stack[j].spilled_ptr;
3409                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE)
3410                                         continue;
3411                                 reg->precise = true;
3412                         }
3413                 }
3414         }
3415 }
3416
3417 static void mark_all_scalars_imprecise(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_verifier_state *st)
3418 {
3419         struct bpf_func_state *func;
3420         struct bpf_reg_state *reg;
3421         int i, j;
3422
3423         for (i = 0; i <= st->curframe; i++) {
3424                 func = st->frame[i];
3425                 for (j = 0; j < BPF_REG_FP; j++) {
3426                         reg = &func->regs[j];
3427                         if (reg->type != SCALAR_VALUE)
3428                                 continue;
3429                         reg->precise = false;
3430                 }
3431                 for (j = 0; j < func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; j++) {
3432                         if (!is_spilled_reg(&func->stack[j]))
3433                                 continue;
3434                         reg = &func->stack[j].spilled_ptr;
3435                         if (reg->type != SCALAR_VALUE)
3436                                 continue;
3437                         reg->precise = false;
3438                 }
3439         }
3440 }
3441
3442 /*
3443  * __mark_chain_precision() backtracks BPF program instruction sequence and
3444  * chain of verifier states making sure that register *regno* (if regno >= 0)
3445  * and/or stack slot *spi* (if spi >= 0) are marked as precisely tracked
3446  * SCALARS, as well as any other registers and slots that contribute to
3447  * a tracked state of given registers/stack slots, depending on specific BPF
3448  * assembly instructions (see backtrack_insns() for exact instruction handling
3449  * logic). This backtracking relies on recorded jmp_history and is able to
3450  * traverse entire chain of parent states. This process ends only when all the
3451  * necessary registers/slots and their transitive dependencies are marked as
3452  * precise.
3453  *
3454  * One important and subtle aspect is that precise marks *do not matter* in
3455  * the currently verified state (current state). It is important to understand
3456  * why this is the case.
3457  *
3458  * First, note that current state is the state that is not yet "checkpointed",
3459  * i.e., it is not yet put into env->explored_states, and it has no children
3460  * states as well. It's ephemeral, and can end up either a) being discarded if
3461  * compatible explored state is found at some point or BPF_EXIT instruction is
3462  * reached or b) checkpointed and put into env->explored_states, branching out
3463  * into one or more children states.
3464  *
3465  * In the former case, precise markings in current state are completely
3466  * ignored by state comparison code (see regsafe() for details). Only
3467  * checkpointed ("old") state precise markings are important, and if old
3468  * state's register/slot is precise, regsafe() assumes current state's
3469  * register/slot as precise and checks value ranges exactly and precisely. If
3470  * states turn out to be compatible, current state's necessary precise
3471  * markings and any required parent states' precise markings are enforced
3472  * after the fact with propagate_precision() logic, after the fact. But it's
3473  * important to realize that in this case, even after marking current state
3474  * registers/slots as precise, we immediately discard current state. So what
3475  * actually matters is any of the precise markings propagated into current
3476  * state's parent states, which are always checkpointed (due to b) case above).
3477  * As such, for scenario a) it doesn't matter if current state has precise
3478  * markings set or not.
3479  *
3480  * Now, for the scenario b), checkpointing and forking into child(ren)
3481  * state(s). Note that before current state gets to checkpointing step, any
3482  * processed instruction always assumes precise SCALAR register/slot
3483  * knowledge: if precise value or range is useful to prune jump branch, BPF
3484  * verifier takes this opportunity enthusiastically. Similarly, when
3485  * register's value is used to calculate offset or memory address, exact
3486  * knowledge of SCALAR range is assumed, checked, and enforced. So, similar to
3487  * what we mentioned above about state comparison ignoring precise markings
3488  * during state comparison, BPF verifier ignores and also assumes precise
3489  * markings *at will* during instruction verification process. But as verifier
3490  * assumes precision, it also propagates any precision dependencies across
3491  * parent states, which are not yet finalized, so can be further restricted
3492  * based on new knowledge gained from restrictions enforced by their children
3493  * states. This is so that once those parent states are finalized, i.e., when
3494  * they have no more active children state, state comparison logic in
3495  * is_state_visited() would enforce strict and precise SCALAR ranges, if
3496  * required for correctness.
3497  *
3498  * To build a bit more intuition, note also that once a state is checkpointed,
3499  * the path we took to get to that state is not important. This is crucial
3500  * property for state pruning. When state is checkpointed and finalized at
3501  * some instruction index, it can be correctly and safely used to "short
3502  * circuit" any *compatible* state that reaches exactly the same instruction
3503  * index. I.e., if we jumped to that instruction from a completely different
3504  * code path than original finalized state was derived from, it doesn't
3505  * matter, current state can be discarded because from that instruction
3506  * forward having a compatible state will ensure we will safely reach the
3507  * exit. States describe preconditions for further exploration, but completely
3508  * forget the history of how we got here.
3509  *
3510  * This also means that even if we needed precise SCALAR range to get to
3511  * finalized state, but from that point forward *that same* SCALAR register is
3512  * never used in a precise context (i.e., it's precise value is not needed for
3513  * correctness), it's correct and safe to mark such register as "imprecise"
3514  * (i.e., precise marking set to false). This is what we rely on when we do
3515  * not set precise marking in current state. If no child state requires
3516  * precision for any given SCALAR register, it's safe to dictate that it can
3517  * be imprecise. If any child state does require this register to be precise,
3518  * we'll mark it precise later retroactively during precise markings
3519  * propagation from child state to parent states.
3520  *
3521  * Skipping precise marking setting in current state is a mild version of
3522  * relying on the above observation. But we can utilize this property even
3523  * more aggressively by proactively forgetting any precise marking in the
3524  * current state (which we inherited from the parent state), right before we
3525  * checkpoint it and branch off into new child state. This is done by
3526  * mark_all_scalars_imprecise() to hopefully get more permissive and generic
3527  * finalized states which help in short circuiting more future states.
3528  */
3529 static int __mark_chain_precision(struct bpf_verifier_env *env, int frame, int regno,
3530                                   int spi)
3531 {
3532         struct bpf_verifier_state *st = env->cur_state;
3533         int first_idx = st->first_insn_idx;
3534         int last_idx = env->insn_idx;
3535         struct bpf_func_state *func;
3536         struct bpf_reg_state *reg;
3537         u32 reg_mask = regno >= 0 ? 1u << regno : 0;
3538         u64 stack_mask = spi >= 0 ? 1ull << spi : 0;
3539         bool skip_first = true;
3540         bool new_marks = false;
3541         int i, err;
3542
3543         if (!env->bpf_capable)
3544                 return 0;
3545
3546         /* Do sanity checks against current state of register and/or stack
3547          * slot, but don't set precise flag in current state, as precision
3548          * tracking in the current state is unnecessary.
3549          */
3550         func = st->frame[frame];
3551         if (regno >= 0) {
3552                 reg = &func->regs[regno];
3553                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
3554                         WARN_ONCE(1, "backtracing misuse");
3555                         return -EFAULT;
3556                 }
3557                 new_marks = true;
3558         }
3559
3560         while (spi >= 0) {
3561                 if (!is_spilled_reg(&func->stack[spi])) {
3562                         stack_mask = 0;
3563                         break;
3564                 }
3565                 reg = &func->stack[spi].spilled_ptr;
3566                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
3567                         stack_mask = 0;
3568                         break;
3569                 }
3570                 new_marks = true;
3571                 break;
3572         }
3573
3574         if (!new_marks)
3575                 return 0;
3576         if (!reg_mask && !stack_mask)
3577                 return 0;
3578
3579         for (;;) {
3580                 DECLARE_BITMAP(mask, 64);
3581                 u32 history = st->jmp_history_cnt;
3582
3583                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
3584                         verbose(env, "last_idx %d first_idx %d\n", last_idx, first_idx);
3585
3586                 if (last_idx < 0) {
3587                         /* we are at the entry into subprog, which
3588                          * is expected for global funcs, but only if
3589                          * requested precise registers are R1-R5
3590                          * (which are global func's input arguments)
3591                          */
3592                         if (st->curframe == 0 &&
3593                             st->frame[0]->subprogno > 0 &&
3594                             st->frame[0]->callsite == BPF_MAIN_FUNC &&
3595                             stack_mask == 0 && (reg_mask & ~0x3e) == 0) {
3596                                 bitmap_from_u64(mask, reg_mask);
3597                                 for_each_set_bit(i, mask, 32) {
3598                                         reg = &st->frame[0]->regs[i];
3599                                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
3600                                                 reg_mask &= ~(1u << i);
3601                                                 continue;
3602                                         }
3603                                         reg->precise = true;
3604                                 }
3605                                 return 0;
3606                         }
3607
3608                         verbose(env, "BUG backtracing func entry subprog %d reg_mask %x stack_mask %llx\n",
3609                                 st->frame[0]->subprogno, reg_mask, stack_mask);
3610                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3611                         return -EFAULT;
3612                 }
3613
3614                 for (i = last_idx;;) {
3615                         if (skip_first) {
3616                                 err = 0;
3617                                 skip_first = false;
3618                         } else {
3619                                 err = backtrack_insn(env, i, &reg_mask, &stack_mask);
3620                         }
3621                         if (err == -ENOTSUPP) {
3622                                 mark_all_scalars_precise(env, st);
3623                                 return 0;
3624                         } else if (err) {
3625                                 return err;
3626                         }
3627                         if (!reg_mask && !stack_mask)
3628                                 /* Found assignment(s) into tracked register in this state.
3629                                  * Since this state is already marked, just return.
3630                                  * Nothing to be tracked further in the parent state.
3631                                  */
3632                                 return 0;
3633                         if (i == first_idx)
3634                                 break;
3635                         i = get_prev_insn_idx(st, i, &history);
3636                         if (i >= env->prog->len) {
3637                                 /* This can happen if backtracking reached insn 0
3638                                  * and there are still reg_mask or stack_mask
3639                                  * to backtrack.
3640                                  * It means the backtracking missed the spot where
3641                                  * particular register was initialized with a constant.
3642                                  */
3643                                 verbose(env, "BUG backtracking idx %d\n", i);
3644                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3645                                 return -EFAULT;
3646                         }
3647                 }
3648                 st = st->parent;
3649                 if (!st)
3650                         break;
3651
3652                 new_marks = false;
3653                 func = st->frame[frame];
3654                 bitmap_from_u64(mask, reg_mask);
3655                 for_each_set_bit(i, mask, 32) {
3656                         reg = &func->regs[i];
3657                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
3658                                 reg_mask &= ~(1u << i);
3659                                 continue;
3660                         }
3661                         if (!reg->precise)
3662                                 new_marks = true;
3663                         reg->precise = true;
3664                 }
3665
3666                 bitmap_from_u64(mask, stack_mask);
3667                 for_each_set_bit(i, mask, 64) {
3668                         if (i >= func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE) {
3669                                 /* the sequence of instructions:
3670                                  * 2: (bf) r3 = r10
3671                                  * 3: (7b) *(u64 *)(r3 -8) = r0
3672                                  * 4: (79) r4 = *(u64 *)(r10 -8)
3673                                  * doesn't contain jmps. It's backtracked
3674                                  * as a single block.
3675                                  * During backtracking insn 3 is not recognized as
3676                                  * stack access, so at the end of backtracking
3677                                  * stack slot fp-8 is still marked in stack_mask.
3678                                  * However the parent state may not have accessed
3679                                  * fp-8 and it's "unallocated" stack space.
3680                                  * In such case fallback to conservative.
3681                                  */
3682                                 mark_all_scalars_precise(env, st);
3683                                 return 0;
3684                         }
3685
3686                         if (!is_spilled_reg(&func->stack[i])) {
3687                                 stack_mask &= ~(1ull << i);
3688                                 continue;
3689                         }
3690                         reg = &func->stack[i].spilled_ptr;
3691                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
3692                                 stack_mask &= ~(1ull << i);
3693                                 continue;
3694                         }
3695                         if (!reg->precise)
3696                                 new_marks = true;
3697                         reg->precise = true;
3698                 }
3699                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
3700                         verbose(env, "parent %s regs=%x stack=%llx marks:",
3701                                 new_marks ? "didn't have" : "already had",
3702                                 reg_mask, stack_mask);
3703                         print_verifier_state(env, func, true);
3704                 }
3705
3706                 if (!reg_mask && !stack_mask)
3707                         break;
3708                 if (!new_marks)
3709                         break;
3710
3711                 last_idx = st->last_insn_idx;
3712                 first_idx = st->first_insn_idx;
3713         }
3714         return 0;
3715 }
3716
3717 int mark_chain_precision(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
3718 {
3719         return __mark_chain_precision(env, env->cur_state->curframe, regno, -1);
3720 }
3721
3722 static int mark_chain_precision_frame(struct bpf_verifier_env *env, int frame, int regno)
3723 {
3724         return __mark_chain_precision(env, frame, regno, -1);
3725 }
3726
3727 static int mark_chain_precision_stack_frame(struct bpf_verifier_env *env, int frame, int spi)
3728 {
3729         return __mark_chain_precision(env, frame, -1, spi);
3730 }
3731
3732 static bool is_spillable_regtype(enum bpf_reg_type type)
3733 {
3734         switch (base_type(type)) {
3735         case PTR_TO_MAP_VALUE:
3736         case PTR_TO_STACK:
3737         case PTR_TO_CTX:
3738         case PTR_TO_PACKET:
3739         case PTR_TO_PACKET_META:
3740         case PTR_TO_PACKET_END:
3741         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
3742         case CONST_PTR_TO_MAP:
3743         case PTR_TO_SOCKET:
3744         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
3745         case PTR_TO_TCP_SOCK:
3746         case PTR_TO_XDP_SOCK:
3747         case PTR_TO_BTF_ID:
3748         case PTR_TO_BUF:
3749         case PTR_TO_MEM:
3750         case PTR_TO_FUNC:
3751         case PTR_TO_MAP_KEY:
3752                 return true;
3753         default:
3754                 return false;
3755         }
3756 }
3757
3758 /* Does this register contain a constant zero? */
3759 static bool register_is_null(struct bpf_reg_state *reg)
3760 {
3761         return reg->type == SCALAR_VALUE && tnum_equals_const(reg->var_off, 0);
3762 }
3763
3764 static bool register_is_const(struct bpf_reg_state *reg)
3765 {
3766         return reg->type == SCALAR_VALUE && tnum_is_const(reg->var_off);
3767 }
3768
3769 static bool __is_scalar_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
3770 {
3771         return tnum_is_unknown(reg->var_off) &&
3772                reg->smin_value == S64_MIN && reg->smax_value == S64_MAX &&
3773                reg->umin_value == 0 && reg->umax_value == U64_MAX &&
3774                reg->s32_min_value == S32_MIN && reg->s32_max_value == S32_MAX &&
3775                reg->u32_min_value == 0 && reg->u32_max_value == U32_MAX;
3776 }
3777
3778 static bool register_is_bounded(struct bpf_reg_state *reg)
3779 {
3780         return reg->type == SCALAR_VALUE && !__is_scalar_unbounded(reg);
3781 }
3782
3783 static bool __is_pointer_value(bool allow_ptr_leaks,
3784                                const struct bpf_reg_state *reg)
3785 {
3786         if (allow_ptr_leaks)
3787                 return false;
3788
3789         return reg->type != SCALAR_VALUE;
3790 }
3791
3792 /* Copy src state preserving dst->parent and dst->live fields */
3793 static void copy_register_state(struct bpf_reg_state *dst, const struct bpf_reg_state *src)
3794 {
3795         struct bpf_reg_state *parent = dst->parent;
3796         enum bpf_reg_liveness live = dst->live;
3797
3798         *dst = *src;
3799         dst->parent = parent;
3800         dst->live = live;
3801 }
3802
3803 static void save_register_state(struct bpf_func_state *state,
3804                                 int spi, struct bpf_reg_state *reg,
3805                                 int size)
3806 {
3807         int i;
3808
3809         copy_register_state(&state->stack[spi].spilled_ptr, reg);
3810         if (size == BPF_REG_SIZE)
3811                 state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
3812
3813         for (i = BPF_REG_SIZE; i > BPF_REG_SIZE - size; i--)
3814                 state->stack[spi].slot_type[i - 1] = STACK_SPILL;
3815
3816         /* size < 8 bytes spill */
3817         for (; i; i--)
3818                 scrub_spilled_slot(&state->stack[spi].slot_type[i - 1]);
3819 }
3820
3821 static bool is_bpf_st_mem(struct bpf_insn *insn)
3822 {
3823         return BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ST && BPF_MODE(insn->code) == BPF_MEM;
3824 }
3825
3826 /* check_stack_{read,write}_fixed_off functions track spill/fill of registers,
3827  * stack boundary and alignment are checked in check_mem_access()
3828  */
3829 static int check_stack_write_fixed_off(struct bpf_verifier_env *env,
3830                                        /* stack frame we're writing to */
3831                                        struct bpf_func_state *state,
3832                                        int off, int size, int value_regno,
3833                                        int insn_idx)
3834 {
3835         struct bpf_func_state *cur; /* state of the current function */
3836         int i, slot = -off - 1, spi = slot / BPF_REG_SIZE, err;
3837         struct bpf_insn *insn = &env->prog->insnsi[insn_idx];
3838         struct bpf_reg_state *reg = NULL;
3839         u32 dst_reg = insn->dst_reg;
3840
3841         err = grow_stack_state(state, round_up(slot + 1, BPF_REG_SIZE));
3842         if (err)
3843                 return err;
3844         /* caller checked that off % size == 0 and -MAX_BPF_STACK <= off < 0,
3845          * so it's aligned access and [off, off + size) are within stack limits
3846          */
3847         if (!env->allow_ptr_leaks &&
3848             state->stack[spi].slot_type[0] == STACK_SPILL &&
3849             size != BPF_REG_SIZE) {
3850                 verbose(env, "attempt to corrupt spilled pointer on stack\n");
3851                 return -EACCES;
3852         }
3853
3854         cur = env->cur_state->frame[env->cur_state->curframe];
3855         if (value_regno >= 0)
3856                 reg = &cur->regs[value_regno];
3857         if (!env->bypass_spec_v4) {
3858                 bool sanitize = reg && is_spillable_regtype(reg->type);
3859
3860                 for (i = 0; i < size; i++) {
3861                         u8 type = state->stack[spi].slot_type[i];
3862
3863                         if (type != STACK_MISC && type != STACK_ZERO) {
3864                                 sanitize = true;
3865                                 break;
3866                         }
3867                 }
3868
3869                 if (sanitize)
3870                         env->insn_aux_data[insn_idx].sanitize_stack_spill = true;
3871         }
3872
3873         err = destroy_if_dynptr_stack_slot(env, state, spi);
3874         if (err)
3875                 return err;
3876
3877         mark_stack_slot_scratched(env, spi);
3878         if (reg && !(off % BPF_REG_SIZE) && register_is_bounded(reg) &&
3879             !register_is_null(reg) && env->bpf_capable) {
3880                 if (dst_reg != BPF_REG_FP) {
3881                         /* The backtracking logic can only recognize explicit
3882                          * stack slot address like [fp - 8]. Other spill of
3883                          * scalar via different register has to be conservative.
3884                          * Backtrack from here and mark all registers as precise
3885                          * that contributed into 'reg' being a constant.
3886                          */
3887                         err = mark_chain_precision(env, value_regno);
3888                         if (err)
3889                                 return err;
3890                 }
3891                 save_register_state(state, spi, reg, size);
3892         } else if (!reg && !(off % BPF_REG_SIZE) && is_bpf_st_mem(insn) &&
3893                    insn->imm != 0 && env->bpf_capable) {
3894                 struct bpf_reg_state fake_reg = {};
3895
3896                 __mark_reg_known(&fake_reg, (u32)insn->imm);
3897                 fake_reg.type = SCALAR_VALUE;
3898                 save_register_state(state, spi, &fake_reg, size);
3899         } else if (reg && is_spillable_regtype(reg->type)) {
3900                 /* register containing pointer is being spilled into stack */
3901                 if (size != BPF_REG_SIZE) {
3902                         verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
3903                         verbose(env, "invalid size of register spill\n");
3904                         return -EACCES;
3905                 }
3906                 if (state != cur && reg->type == PTR_TO_STACK) {
3907                         verbose(env, "cannot spill pointers to stack into stack frame of the caller\n");
3908                         return -EINVAL;
3909                 }
3910                 save_register_state(state, spi, reg, size);
3911         } else {
3912                 u8 type = STACK_MISC;
3913
3914                 /* regular write of data into stack destroys any spilled ptr */
3915                 state->stack[spi].spilled_ptr.type = NOT_INIT;
3916                 /* Mark slots as STACK_MISC if they belonged to spilled ptr/dynptr/iter. */
3917                 if (is_stack_slot_special(&state->stack[spi]))
3918                         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++)
3919                                 scrub_spilled_slot(&state->stack[spi].slot_type[i]);
3920
3921                 /* only mark the slot as written if all 8 bytes were written
3922                  * otherwise read propagation may incorrectly stop too soon
3923                  * when stack slots are partially written.
3924                  * This heuristic means that read propagation will be
3925                  * conservative, since it will add reg_live_read marks
3926                  * to stack slots all the way to first state when programs
3927                  * writes+reads less than 8 bytes
3928                  */
3929                 if (size == BPF_REG_SIZE)
3930                         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
3931
3932                 /* when we zero initialize stack slots mark them as such */
3933                 if ((reg && register_is_null(reg)) ||
3934                     (!reg && is_bpf_st_mem(insn) && insn->imm == 0)) {
3935                         /* backtracking doesn't work for STACK_ZERO yet. */
3936                         err = mark_chain_precision(env, value_regno);
3937                         if (err)
3938                                 return err;
3939                         type = STACK_ZERO;
3940                 }
3941
3942                 /* Mark slots affected by this stack write. */
3943                 for (i = 0; i < size; i++)
3944                         state->stack[spi].slot_type[(slot - i) % BPF_REG_SIZE] =
3945                                 type;
3946         }
3947         return 0;
3948 }
3949
3950 /* Write the stack: 'stack[ptr_regno + off] = value_regno'. 'ptr_regno' is
3951  * known to contain a variable offset.
3952  * This function checks whether the write is permitted and conservatively
3953  * tracks the effects of the write, considering that each stack slot in the
3954  * dynamic range is potentially written to.
3955  *
3956  * 'off' includes 'regno->off'.
3957  * 'value_regno' can be -1, meaning that an unknown value is being written to
3958  * the stack.
3959  *
3960  * Spilled pointers in range are not marked as written because we don't know
3961  * what's going to be actually written. This means that read propagation for
3962  * future reads cannot be terminated by this write.
3963  *
3964  * For privileged programs, uninitialized stack slots are considered
3965  * initialized by this write (even though we don't know exactly what offsets
3966  * are going to be written to). The idea is that we don't want the verifier to
3967  * reject future reads that access slots written to through variable offsets.
3968  */
3969 static int check_stack_write_var_off(struct bpf_verifier_env *env,
3970                                      /* func where register points to */
3971                                      struct bpf_func_state *state,
3972                                      int ptr_regno, int off, int size,
3973                                      int value_regno, int insn_idx)
3974 {
3975         struct bpf_func_state *cur; /* state of the current function */
3976         int min_off, max_off;
3977         int i, err;
3978         struct bpf_reg_state *ptr_reg = NULL, *value_reg = NULL;
3979         struct bpf_insn *insn = &env->prog->insnsi[insn_idx];
3980         bool writing_zero = false;
3981         /* set if the fact that we're writing a zero is used to let any
3982          * stack slots remain STACK_ZERO
3983          */
3984         bool zero_used = false;
3985
3986         cur = env->cur_state->frame[env->cur_state->curframe];
3987         ptr_reg = &cur->regs[ptr_regno];
3988         min_off = ptr_reg->smin_value + off;
3989         max_off = ptr_reg->smax_value + off + size;
3990         if (value_regno >= 0)
3991                 value_reg = &cur->regs[value_regno];
3992         if ((value_reg && register_is_null(value_reg)) ||
3993             (!value_reg && is_bpf_st_mem(insn) && insn->imm == 0))
3994                 writing_zero = true;
3995
3996         err = grow_stack_state(state, round_up(-min_off, BPF_REG_SIZE));
3997         if (err)
3998                 return err;
3999
4000         for (i = min_off; i < max_off; i++) {
4001                 int spi;
4002
4003                 spi = __get_spi(i);
4004                 err = destroy_if_dynptr_stack_slot(env, state, spi);
4005                 if (err)
4006                         return err;
4007         }
4008
4009         /* Variable offset writes destroy any spilled pointers in range. */
4010         for (i = min_off; i < max_off; i++) {
4011                 u8 new_type, *stype;
4012                 int slot, spi;
4013
4014                 slot = -i - 1;
4015                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
4016                 stype = &state->stack[spi].slot_type[slot % BPF_REG_SIZE];
4017                 mark_stack_slot_scratched(env, spi);
4018
4019                 if (!env->allow_ptr_leaks && *stype != STACK_MISC && *stype != STACK_ZERO) {
4020                         /* Reject the write if range we may write to has not
4021                          * been initialized beforehand. If we didn't reject
4022                          * here, the ptr status would be erased below (even
4023                          * though not all slots are actually overwritten),
4024                          * possibly opening the door to leaks.
4025                          *
4026                          * We do however catch STACK_INVALID case below, and
4027                          * only allow reading possibly uninitialized memory
4028                          * later for CAP_PERFMON, as the write may not happen to
4029                          * that slot.
4030                          */
4031                         verbose(env, "spilled ptr in range of var-offset stack write; insn %d, ptr off: %d",
4032                                 insn_idx, i);
4033                         return -EINVAL;
4034                 }
4035
4036                 /* Erase all spilled pointers. */
4037                 state->stack[spi].spilled_ptr.type = NOT_INIT;
4038
4039                 /* Update the slot type. */
4040                 new_type = STACK_MISC;
4041                 if (writing_zero && *stype == STACK_ZERO) {
4042                         new_type = STACK_ZERO;
4043                         zero_used = true;
4044                 }
4045                 /* If the slot is STACK_INVALID, we check whether it's OK to
4046                  * pretend that it will be initialized by this write. The slot
4047                  * might not actually be written to, and so if we mark it as
4048                  * initialized future reads might leak uninitialized memory.
4049                  * For privileged programs, we will accept such reads to slots
4050                  * that may or may not be written because, if we're reject
4051                  * them, the error would be too confusing.
4052                  */
4053                 if (*stype == STACK_INVALID && !env->allow_uninit_stack) {
4054                         verbose(env, "uninit stack in range of var-offset write prohibited for !root; insn %d, off: %d",
4055                                         insn_idx, i);
4056                         return -EINVAL;
4057                 }
4058                 *stype = new_type;
4059         }
4060         if (zero_used) {
4061                 /* backtracking doesn't work for STACK_ZERO yet. */
4062                 err = mark_chain_precision(env, value_regno);
4063                 if (err)
4064                         return err;
4065         }
4066         return 0;
4067 }
4068
4069 /* When register 'dst_regno' is assigned some values from stack[min_off,
4070  * max_off), we set the register's type according to the types of the
4071  * respective stack slots. If all the stack values are known to be zeros, then
4072  * so is the destination reg. Otherwise, the register is considered to be
4073  * SCALAR. This function does not deal with register filling; the caller must
4074  * ensure that all spilled registers in the stack range have been marked as
4075  * read.
4076  */
4077 static void mark_reg_stack_read(struct bpf_verifier_env *env,
4078                                 /* func where src register points to */
4079                                 struct bpf_func_state *ptr_state,
4080                                 int min_off, int max_off, int dst_regno)
4081 {
4082         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
4083         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
4084         int i, slot, spi;
4085         u8 *stype;
4086         int zeros = 0;
4087
4088         for (i = min_off; i < max_off; i++) {
4089                 slot = -i - 1;
4090                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
4091                 stype = ptr_state->stack[spi].slot_type;
4092                 if (stype[slot % BPF_REG_SIZE] != STACK_ZERO)
4093                         break;
4094                 zeros++;
4095         }
4096         if (zeros == max_off - min_off) {
4097                 /* any access_size read into register is zero extended,
4098                  * so the whole register == const_zero
4099                  */
4100                 __mark_reg_const_zero(&state->regs[dst_regno]);
4101                 /* backtracking doesn't support STACK_ZERO yet,
4102                  * so mark it precise here, so that later
4103                  * backtracking can stop here.
4104                  * Backtracking may not need this if this register
4105                  * doesn't participate in pointer adjustment.
4106                  * Forward propagation of precise flag is not
4107                  * necessary either. This mark is only to stop
4108                  * backtracking. Any register that contributed
4109                  * to const 0 was marked precise before spill.
4110                  */
4111                 state->regs[dst_regno].precise = true;
4112         } else {
4113                 /* have read misc data from the stack */
4114                 mark_reg_unknown(env, state->regs, dst_regno);
4115         }
4116         state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4117 }
4118
4119 /* Read the stack at 'off' and put the results into the register indicated by
4120  * 'dst_regno'. It handles reg filling if the addressed stack slot is a
4121  * spilled reg.
4122  *
4123  * 'dst_regno' can be -1, meaning that the read value is not going to a
4124  * register.
4125  *
4126  * The access is assumed to be within the current stack bounds.
4127  */
4128 static int check_stack_read_fixed_off(struct bpf_verifier_env *env,
4129                                       /* func where src register points to */
4130                                       struct bpf_func_state *reg_state,
4131                                       int off, int size, int dst_regno)
4132 {
4133         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
4134         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
4135         int i, slot = -off - 1, spi = slot / BPF_REG_SIZE;
4136         struct bpf_reg_state *reg;
4137         u8 *stype, type;
4138
4139         stype = reg_state->stack[spi].slot_type;
4140         reg = &reg_state->stack[spi].spilled_ptr;
4141
4142         if (is_spilled_reg(&reg_state->stack[spi])) {
4143                 u8 spill_size = 1;
4144
4145                 for (i = BPF_REG_SIZE - 1; i > 0 && stype[i - 1] == STACK_SPILL; i--)
4146                         spill_size++;
4147
4148                 if (size != BPF_REG_SIZE || spill_size != BPF_REG_SIZE) {
4149                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
4150                                 verbose_linfo(env, env->insn_idx, "; ");
4151                                 verbose(env, "invalid size of register fill\n");
4152                                 return -EACCES;
4153                         }
4154
4155                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
4156                         if (dst_regno < 0)
4157                                 return 0;
4158
4159                         if (!(off % BPF_REG_SIZE) && size == spill_size) {
4160                                 /* The earlier check_reg_arg() has decided the
4161                                  * subreg_def for this insn.  Save it first.
4162                                  */
4163                                 s32 subreg_def = state->regs[dst_regno].subreg_def;
4164
4165                                 copy_register_state(&state->regs[dst_regno], reg);
4166                                 state->regs[dst_regno].subreg_def = subreg_def;
4167                         } else {
4168                                 for (i = 0; i < size; i++) {
4169                                         type = stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE];
4170                                         if (type == STACK_SPILL)
4171                                                 continue;
4172                                         if (type == STACK_MISC)
4173                                                 continue;
4174                                         if (type == STACK_INVALID && env->allow_uninit_stack)
4175                                                 continue;
4176                                         verbose(env, "invalid read from stack off %d+%d size %d\n",
4177                                                 off, i, size);
4178                                         return -EACCES;
4179                                 }
4180                                 mark_reg_unknown(env, state->regs, dst_regno);
4181                         }
4182                         state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4183                         return 0;
4184                 }
4185
4186                 if (dst_regno >= 0) {
4187                         /* restore register state from stack */
4188                         copy_register_state(&state->regs[dst_regno], reg);
4189                         /* mark reg as written since spilled pointer state likely
4190                          * has its liveness marks cleared by is_state_visited()
4191                          * which resets stack/reg liveness for state transitions
4192                          */
4193                         state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4194                 } else if (__is_pointer_value(env->allow_ptr_leaks, reg)) {
4195                         /* If dst_regno==-1, the caller is asking us whether
4196                          * it is acceptable to use this value as a SCALAR_VALUE
4197                          * (e.g. for XADD).
4198                          * We must not allow unprivileged callers to do that
4199                          * with spilled pointers.
4200                          */
4201                         verbose(env, "leaking pointer from stack off %d\n",
4202                                 off);
4203                         return -EACCES;
4204                 }
4205                 mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
4206         } else {
4207                 for (i = 0; i < size; i++) {
4208                         type = stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE];
4209                         if (type == STACK_MISC)
4210                                 continue;
4211                         if (type == STACK_ZERO)
4212                                 continue;
4213                         if (type == STACK_INVALID && env->allow_uninit_stack)
4214                                 continue;
4215                         verbose(env, "invalid read from stack off %d+%d size %d\n",
4216                                 off, i, size);
4217                         return -EACCES;
4218                 }
4219                 mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
4220                 if (dst_regno >= 0)
4221                         mark_reg_stack_read(env, reg_state, off, off + size, dst_regno);
4222         }
4223         return 0;
4224 }
4225
4226 enum bpf_access_src {
4227         ACCESS_DIRECT = 1,  /* the access is performed by an instruction */
4228         ACCESS_HELPER = 2,  /* the access is performed by a helper */
4229 };
4230
4231 static int check_stack_range_initialized(struct bpf_verifier_env *env,
4232                                          int regno, int off, int access_size,
4233                                          bool zero_size_allowed,
4234                                          enum bpf_access_src type,
4235                                          struct bpf_call_arg_meta *meta);
4236
4237 static struct bpf_reg_state *reg_state(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
4238 {
4239         return cur_regs(env) + regno;
4240 }
4241
4242 /* Read the stack at 'ptr_regno + off' and put the result into the register
4243  * 'dst_regno'.
4244  * 'off' includes the pointer register's fixed offset(i.e. 'ptr_regno.off'),
4245  * but not its variable offset.
4246  * 'size' is assumed to be <= reg size and the access is assumed to be aligned.
4247  *
4248  * As opposed to check_stack_read_fixed_off, this function doesn't deal with
4249  * filling registers (i.e. reads of spilled register cannot be detected when
4250  * the offset is not fixed). We conservatively mark 'dst_regno' as containing
4251  * SCALAR_VALUE. That's why we assert that the 'ptr_regno' has a variable
4252  * offset; for a fixed offset check_stack_read_fixed_off should be used
4253  * instead.
4254  */
4255 static int check_stack_read_var_off(struct bpf_verifier_env *env,
4256                                     int ptr_regno, int off, int size, int dst_regno)
4257 {
4258         /* The state of the source register. */
4259         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
4260         struct bpf_func_state *ptr_state = func(env, reg);
4261         int err;
4262         int min_off, max_off;
4263
4264         /* Note that we pass a NULL meta, so raw access will not be permitted.
4265          */
4266         err = check_stack_range_initialized(env, ptr_regno, off, size,
4267                                             false, ACCESS_DIRECT, NULL);
4268         if (err)
4269                 return err;
4270
4271         min_off = reg->smin_value + off;
4272         max_off = reg->smax_value + off;
4273         mark_reg_stack_read(env, ptr_state, min_off, max_off + size, dst_regno);
4274         return 0;
4275 }
4276
4277 /* check_stack_read dispatches to check_stack_read_fixed_off or
4278  * check_stack_read_var_off.
4279  *
4280  * The caller must ensure that the offset falls within the allocated stack
4281  * bounds.
4282  *
4283  * 'dst_regno' is a register which will receive the value from the stack. It
4284  * can be -1, meaning that the read value is not going to a register.
4285  */
4286 static int check_stack_read(struct bpf_verifier_env *env,
4287                             int ptr_regno, int off, int size,
4288                             int dst_regno)
4289 {
4290         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
4291         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
4292         int err;
4293         /* Some accesses are only permitted with a static offset. */
4294         bool var_off = !tnum_is_const(reg->var_off);
4295
4296         /* The offset is required to be static when reads don't go to a
4297          * register, in order to not leak pointers (see
4298          * check_stack_read_fixed_off).
4299          */
4300         if (dst_regno < 0 && var_off) {
4301                 char tn_buf[48];
4302
4303                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
4304                 verbose(env, "variable offset stack pointer cannot be passed into helper function; var_off=%s off=%d size=%d\n",
4305                         tn_buf, off, size);
4306                 return -EACCES;
4307         }
4308         /* Variable offset is prohibited for unprivileged mode for simplicity
4309          * since it requires corresponding support in Spectre masking for stack
4310          * ALU. See also retrieve_ptr_limit(). The check in
4311          * check_stack_access_for_ptr_arithmetic() called by
4312          * adjust_ptr_min_max_vals() prevents users from creating stack pointers
4313          * with variable offsets, therefore no check is required here. Further,
4314          * just checking it here would be insufficient as speculative stack
4315          * writes could still lead to unsafe speculative behaviour.
4316          */
4317         if (!var_off) {
4318                 off += reg->var_off.value;
4319                 err = check_stack_read_fixed_off(env, state, off, size,
4320                                                  dst_regno);
4321         } else {
4322                 /* Variable offset stack reads need more conservative handling
4323                  * than fixed offset ones. Note that dst_regno >= 0 on this
4324                  * branch.
4325                  */
4326                 err = check_stack_read_var_off(env, ptr_regno, off, size,
4327                                                dst_regno);
4328         }
4329         return err;
4330 }
4331
4332
4333 /* check_stack_write dispatches to check_stack_write_fixed_off or
4334  * check_stack_write_var_off.
4335  *
4336  * 'ptr_regno' is the register used as a pointer into the stack.
4337  * 'off' includes 'ptr_regno->off', but not its variable offset (if any).
4338  * 'value_regno' is the register whose value we're writing to the stack. It can
4339  * be -1, meaning that we're not writing from a register.
4340  *
4341  * The caller must ensure that the offset falls within the maximum stack size.
4342  */
4343 static int check_stack_write(struct bpf_verifier_env *env,
4344                              int ptr_regno, int off, int size,
4345                              int value_regno, int insn_idx)
4346 {
4347         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
4348         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
4349         int err;
4350
4351         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
4352                 off += reg->var_off.value;
4353                 err = check_stack_write_fixed_off(env, state, off, size,
4354                                                   value_regno, insn_idx);
4355         } else {
4356                 /* Variable offset stack reads need more conservative handling
4357                  * than fixed offset ones.
4358                  */
4359                 err = check_stack_write_var_off(env, state,
4360                                                 ptr_regno, off, size,
4361                                                 value_regno, insn_idx);
4362         }
4363         return err;
4364 }
4365
4366 static int check_map_access_type(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
4367                                  int off, int size, enum bpf_access_type type)
4368 {
4369         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
4370         struct bpf_map *map = regs[regno].map_ptr;
4371         u32 cap = bpf_map_flags_to_cap(map);
4372
4373         if (type == BPF_WRITE && !(cap & BPF_MAP_CAN_WRITE)) {
4374                 verbose(env, "write into map forbidden, value_size=%d off=%d size=%d\n",
4375                         map->value_size, off, size);
4376                 return -EACCES;
4377         }
4378
4379         if (type == BPF_READ && !(cap & BPF_MAP_CAN_READ)) {
4380                 verbose(env, "read from map forbidden, value_size=%d off=%d size=%d\n",
4381                         map->value_size, off, size);
4382                 return -EACCES;
4383         }
4384
4385         return 0;
4386 }
4387
4388 /* check read/write into memory region (e.g., map value, ringbuf sample, etc) */
4389 static int __check_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
4390                               int off, int size, u32 mem_size,
4391                               bool zero_size_allowed)
4392 {
4393         bool size_ok = size > 0 || (size == 0 && zero_size_allowed);
4394         struct bpf_reg_state *reg;
4395
4396         if (off >= 0 && size_ok && (u64)off + size <= mem_size)
4397                 return 0;
4398
4399         reg = &cur_regs(env)[regno];
4400         switch (reg->type) {
4401         case PTR_TO_MAP_KEY:
4402                 verbose(env, "invalid access to map key, key_size=%d off=%d size=%d\n",
4403                         mem_size, off, size);
4404                 break;
4405         case PTR_TO_MAP_VALUE:
4406                 verbose(env, "invalid access to map value, value_size=%d off=%d size=%d\n",
4407                         mem_size, off, size);
4408                 break;
4409         case PTR_TO_PACKET:
4410         case PTR_TO_PACKET_META:
4411         case PTR_TO_PACKET_END:
4412                 verbose(env, "invalid access to packet, off=%d size=%d, R%d(id=%d,off=%d,r=%d)\n",
4413                         off, size, regno, reg->id, off, mem_size);
4414                 break;
4415         case PTR_TO_MEM:
4416         default:
4417                 verbose(env, "invalid access to memory, mem_size=%u off=%d size=%d\n",
4418                         mem_size, off, size);
4419         }
4420
4421         return -EACCES;
4422 }
4423
4424 /* check read/write into a memory region with possible variable offset */
4425 static int check_mem_region_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
4426                                    int off, int size, u32 mem_size,
4427                                    bool zero_size_allowed)
4428 {
4429         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
4430         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
4431         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regno];
4432         int err;
4433
4434         /* We may have adjusted the register pointing to memory region, so we
4435          * need to try adding each of min_value and max_value to off
4436          * to make sure our theoretical access will be safe.
4437          *
4438          * The minimum value is only important with signed
4439          * comparisons where we can't assume the floor of a
4440          * value is 0.  If we are using signed variables for our
4441          * index'es we need to make sure that whatever we use
4442          * will have a set floor within our range.
4443          */
4444         if (reg->smin_value < 0 &&
4445             (reg->smin_value == S64_MIN ||
4446              (off + reg->smin_value != (s64)(s32)(off + reg->smin_value)) ||
4447               reg->smin_value + off < 0)) {
4448                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
4449                         regno);
4450                 return -EACCES;
4451         }
4452         err = __check_mem_access(env, regno, reg->smin_value + off, size,
4453                                  mem_size, zero_size_allowed);
4454         if (err) {
4455                 verbose(env, "R%d min value is outside of the allowed memory range\n",
4456                         regno);
4457                 return err;
4458         }
4459
4460         /* If we haven't set a max value then we need to bail since we can't be
4461          * sure we won't do bad things.
4462          * If reg->umax_value + off could overflow, treat that as unbounded too.
4463          */
4464         if (reg->umax_value >= BPF_MAX_VAR_OFF) {
4465                 verbose(env, "R%d unbounded memory access, make sure to bounds check any such access\n",
4466                         regno);
4467                 return -EACCES;
4468         }
4469         err = __check_mem_access(env, regno, reg->umax_value + off, size,
4470                                  mem_size, zero_size_allowed);
4471         if (err) {
4472                 verbose(env, "R%d max value is outside of the allowed memory range\n",
4473                         regno);
4474                 return err;
4475         }
4476
4477         return 0;
4478 }
4479
4480 static int __check_ptr_off_reg(struct bpf_verifier_env *env,
4481                                const struct bpf_reg_state *reg, int regno,
4482                                bool fixed_off_ok)
4483 {
4484         /* Access to this pointer-typed register or passing it to a helper
4485          * is only allowed in its original, unmodified form.
4486          */
4487
4488         if (reg->off < 0) {
4489                 verbose(env, "negative offset %s ptr R%d off=%d disallowed\n",
4490                         reg_type_str(env, reg->type), regno, reg->off);
4491                 return -EACCES;
4492         }
4493
4494         if (!fixed_off_ok && reg->off) {
4495                 verbose(env, "dereference of modified %s ptr R%d off=%d disallowed\n",
4496                         reg_type_str(env, reg->type), regno, reg->off);
4497                 return -EACCES;
4498         }
4499
4500         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
4501                 char tn_buf[48];
4502
4503                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
4504                 verbose(env, "variable %s access var_off=%s disallowed\n",
4505                         reg_type_str(env, reg->type), tn_buf);
4506                 return -EACCES;
4507         }
4508
4509         return 0;
4510 }
4511
4512 int check_ptr_off_reg(struct bpf_verifier_env *env,
4513                       const struct bpf_reg_state *reg, int regno)
4514 {
4515         return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, false);
4516 }
4517
4518 static int map_kptr_match_type(struct bpf_verifier_env *env,
4519                                struct btf_field *kptr_field,
4520                                struct bpf_reg_state *reg, u32 regno)
4521 {
4522         const char *targ_name = btf_type_name(kptr_field->kptr.btf, kptr_field->kptr.btf_id);
4523         int perm_flags = PTR_MAYBE_NULL | PTR_TRUSTED | MEM_RCU;
4524         const char *reg_name = "";
4525
4526         /* Only unreferenced case accepts untrusted pointers */
4527         if (kptr_field->type == BPF_KPTR_UNREF)
4528                 perm_flags |= PTR_UNTRUSTED;
4529
4530         if (base_type(reg->type) != PTR_TO_BTF_ID || (type_flag(reg->type) & ~perm_flags))
4531                 goto bad_type;
4532
4533         if (!btf_is_kernel(reg->btf)) {
4534                 verbose(env, "R%d must point to kernel BTF\n", regno);
4535                 return -EINVAL;
4536         }
4537         /* We need to verify reg->type and reg->btf, before accessing reg->btf */
4538         reg_name = btf_type_name(reg->btf, reg->btf_id);
4539
4540         /* For ref_ptr case, release function check should ensure we get one
4541          * referenced PTR_TO_BTF_ID, and that its fixed offset is 0. For the
4542          * normal store of unreferenced kptr, we must ensure var_off is zero.
4543          * Since ref_ptr cannot be accessed directly by BPF insns, checks for
4544          * reg->off and reg->ref_obj_id are not needed here.
4545          */
4546         if (__check_ptr_off_reg(env, reg, regno, true))
4547                 return -EACCES;
4548
4549         /* A full type match is needed, as BTF can be vmlinux or module BTF, and
4550          * we also need to take into account the reg->off.
4551          *
4552          * We want to support cases like:
4553          *
4554          * struct foo {
4555          *         struct bar br;
4556          *         struct baz bz;
4557          * };
4558          *
4559          * struct foo *v;
4560          * v = func();        // PTR_TO_BTF_ID
4561          * val->foo = v;      // reg->off is zero, btf and btf_id match type
4562          * val->bar = &v->br; // reg->off is still zero, but we need to retry with
4563          *                    // first member type of struct after comparison fails
4564          * val->baz = &v->bz; // reg->off is non-zero, so struct needs to be walked
4565          *                    // to match type
4566          *
4567          * In the kptr_ref case, check_func_arg_reg_off already ensures reg->off
4568          * is zero. We must also ensure that btf_struct_ids_match does not walk
4569          * the struct to match type against first member of struct, i.e. reject
4570          * second case from above. Hence, when type is BPF_KPTR_REF, we set
4571          * strict mode to true for type match.
4572          */
4573         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg->btf, reg->btf_id, reg->off,
4574                                   kptr_field->kptr.btf, kptr_field->kptr.btf_id,
4575                                   kptr_field->type == BPF_KPTR_REF))
4576                 goto bad_type;
4577         return 0;
4578 bad_type:
4579         verbose(env, "invalid kptr access, R%d type=%s%s ", regno,
4580                 reg_type_str(env, reg->type), reg_name);
4581         verbose(env, "expected=%s%s", reg_type_str(env, PTR_TO_BTF_ID), targ_name);
4582         if (kptr_field->type == BPF_KPTR_UNREF)
4583                 verbose(env, " or %s%s\n", reg_type_str(env, PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED),
4584                         targ_name);
4585         else
4586                 verbose(env, "\n");
4587         return -EINVAL;
4588 }
4589
4590 /* The non-sleepable programs and sleepable programs with explicit bpf_rcu_read_lock()
4591  * can dereference RCU protected pointers and result is PTR_TRUSTED.
4592  */
4593 static bool in_rcu_cs(struct bpf_verifier_env *env)
4594 {
4595         return env->cur_state->active_rcu_lock || !env->prog->aux->sleepable;
4596 }
4597
4598 /* Once GCC supports btf_type_tag the following mechanism will be replaced with tag check */
4599 BTF_SET_START(rcu_protected_types)
4600 BTF_ID(struct, prog_test_ref_kfunc)
4601 BTF_ID(struct, cgroup)
4602 BTF_ID(struct, bpf_cpumask)
4603 BTF_ID(struct, task_struct)
4604 BTF_SET_END(rcu_protected_types)
4605
4606 static bool rcu_protected_object(const struct btf *btf, u32 btf_id)
4607 {
4608         if (!btf_is_kernel(btf))
4609                 return false;
4610         return btf_id_set_contains(&rcu_protected_types, btf_id);
4611 }
4612
4613 static bool rcu_safe_kptr(const struct btf_field *field)
4614 {
4615         const struct btf_field_kptr *kptr = &field->kptr;
4616
4617         return field->type == BPF_KPTR_REF && rcu_protected_object(kptr->btf, kptr->btf_id);
4618 }
4619
4620 static int check_map_kptr_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
4621                                  int value_regno, int insn_idx,
4622                                  struct btf_field *kptr_field)
4623 {
4624         struct bpf_insn *insn = &env->prog->insnsi[insn_idx];
4625         int class = BPF_CLASS(insn->code);
4626         struct bpf_reg_state *val_reg;
4627
4628         /* Things we already checked for in check_map_access and caller:
4629          *  - Reject cases where variable offset may touch kptr
4630          *  - size of access (must be BPF_DW)
4631          *  - tnum_is_const(reg->var_off)
4632          *  - kptr_field->offset == off + reg->var_off.value
4633          */
4634         /* Only BPF_[LDX,STX,ST] | BPF_MEM | BPF_DW is supported */
4635         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM) {
4636                 verbose(env, "kptr in map can only be accessed using BPF_MEM instruction mode\n");
4637                 return -EACCES;
4638         }
4639
4640         /* We only allow loading referenced kptr, since it will be marked as
4641          * untrusted, similar to unreferenced kptr.
4642          */
4643         if (class != BPF_LDX && kptr_field->type == BPF_KPTR_REF) {
4644                 verbose(env, "store to referenced kptr disallowed\n");
4645                 return -EACCES;
4646         }
4647
4648         if (class == BPF_LDX) {
4649                 val_reg = reg_state(env, value_regno);
4650                 /* We can simply mark the value_regno receiving the pointer
4651                  * value from map as PTR_TO_BTF_ID, with the correct type.
4652                  */
4653                 mark_btf_ld_reg(env, cur_regs(env), value_regno, PTR_TO_BTF_ID, kptr_field->kptr.btf,
4654                                 kptr_field->kptr.btf_id,
4655                                 rcu_safe_kptr(kptr_field) && in_rcu_cs(env) ?
4656                                 PTR_MAYBE_NULL | MEM_RCU :
4657                                 PTR_MAYBE_NULL | PTR_UNTRUSTED);
4658                 /* For mark_ptr_or_null_reg */
4659                 val_reg->id = ++env->id_gen;
4660         } else if (class == BPF_STX) {
4661                 val_reg = reg_state(env, value_regno);
4662                 if (!register_is_null(val_reg) &&
4663                     map_kptr_match_type(env, kptr_field, val_reg, value_regno))
4664                         return -EACCES;
4665         } else if (class == BPF_ST) {
4666                 if (insn->imm) {
4667                         verbose(env, "BPF_ST imm must be 0 when storing to kptr at off=%u\n",
4668                                 kptr_field->offset);
4669                         return -EACCES;
4670                 }
4671         } else {
4672                 verbose(env, "kptr in map can only be accessed using BPF_LDX/BPF_STX/BPF_ST\n");
4673                 return -EACCES;
4674         }
4675         return 0;
4676 }
4677
4678 /* check read/write into a map element with possible variable offset */
4679 static int check_map_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
4680                             int off, int size, bool zero_size_allowed,
4681                             enum bpf_access_src src)
4682 {
4683         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
4684         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
4685         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regno];
4686         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
4687         struct btf_record *rec;
4688         int err, i;
4689
4690         err = check_mem_region_access(env, regno, off, size, map->value_size,
4691                                       zero_size_allowed);
4692         if (err)
4693                 return err;
4694
4695         if (IS_ERR_OR_NULL(map->record))
4696                 return 0;
4697         rec = map->record;
4698         for (i = 0; i < rec->cnt; i++) {
4699                 struct btf_field *field = &rec->fields[i];
4700                 u32 p = field->offset;
4701
4702                 /* If any part of a field  can be touched by load/store, reject
4703                  * this program. To check that [x1, x2) overlaps with [y1, y2),
4704                  * it is sufficient to check x1 < y2 && y1 < x2.
4705                  */
4706                 if (reg->smin_value + off < p + btf_field_type_size(field->type) &&
4707                     p < reg->umax_value + off + size) {
4708                         switch (field->type) {
4709                         case BPF_KPTR_UNREF:
4710                         case BPF_KPTR_REF:
4711                                 if (src != ACCESS_DIRECT) {
4712                                         verbose(env, "kptr cannot be accessed indirectly by helper\n");
4713                                         return -EACCES;
4714                                 }
4715                                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
4716                                         verbose(env, "kptr access cannot have variable offset\n");
4717                                         return -EACCES;
4718                                 }
4719                                 if (p != off + reg->var_off.value) {
4720                                         verbose(env, "kptr access misaligned expected=%u off=%llu\n",
4721                                                 p, off + reg->var_off.value);
4722                                         return -EACCES;
4723                                 }
4724                                 if (size != bpf_size_to_bytes(BPF_DW)) {
4725                                         verbose(env, "kptr access size must be BPF_DW\n");
4726                                         return -EACCES;
4727                                 }
4728                                 break;
4729                         default:
4730                                 verbose(env, "%s cannot be accessed directly by load/store\n",
4731                                         btf_field_type_name(field->type));
4732                                 return -EACCES;
4733                         }
4734                 }
4735         }
4736         return 0;
4737 }
4738
4739 #define MAX_PACKET_OFF 0xffff
4740
4741 static bool may_access_direct_pkt_data(struct bpf_verifier_env *env,
4742                                        const struct bpf_call_arg_meta *meta,
4743                                        enum bpf_access_type t)
4744 {
4745         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
4746
4747         switch (prog_type) {
4748         /* Program types only with direct read access go here! */
4749         case BPF_PROG_TYPE_LWT_IN:
4750         case BPF_PROG_TYPE_LWT_OUT:
4751         case BPF_PROG_TYPE_LWT_SEG6LOCAL:
4752         case BPF_PROG_TYPE_SK_REUSEPORT:
4753         case BPF_PROG_TYPE_FLOW_DISSECTOR:
4754         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SKB:
4755                 if (t == BPF_WRITE)
4756                         return false;
4757                 fallthrough;
4758
4759         /* Program types with direct read + write access go here! */
4760         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
4761         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
4762         case BPF_PROG_TYPE_XDP:
4763         case BPF_PROG_TYPE_LWT_XMIT:
4764         case BPF_PROG_TYPE_SK_SKB:
4765         case BPF_PROG_TYPE_SK_MSG:
4766                 if (meta)
4767                         return meta->pkt_access;
4768
4769                 env->seen_direct_write = true;
4770                 return true;
4771
4772         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCKOPT:
4773                 if (t == BPF_WRITE)
4774                         env->seen_direct_write = true;
4775
4776                 return true;
4777
4778         default:
4779                 return false;
4780         }
4781 }
4782
4783 static int check_packet_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno, int off,
4784                                int size, bool zero_size_allowed)
4785 {
4786         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
4787         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
4788         int err;
4789
4790         /* We may have added a variable offset to the packet pointer; but any
4791          * reg->range we have comes after that.  We are only checking the fixed
4792          * offset.
4793          */
4794
4795         /* We don't allow negative numbers, because we aren't tracking enough
4796          * detail to prove they're safe.
4797          */
4798         if (reg->smin_value < 0) {
4799                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
4800                         regno);
4801                 return -EACCES;
4802         }
4803
4804         err = reg->range < 0 ? -EINVAL :
4805               __check_mem_access(env, regno, off, size, reg->range,
4806                                  zero_size_allowed);
4807         if (err) {
4808                 verbose(env, "R%d offset is outside of the packet\n", regno);
4809                 return err;
4810         }
4811
4812         /* __check_mem_access has made sure "off + size - 1" is within u16.
4813          * reg->umax_value can't be bigger than MAX_PACKET_OFF which is 0xffff,
4814          * otherwise find_good_pkt_pointers would have refused to set range info
4815          * that __check_mem_access would have rejected this pkt access.
4816          * Therefore, "off + reg->umax_value + size - 1" won't overflow u32.
4817          */
4818         env->prog->aux->max_pkt_offset =
4819                 max_t(u32, env->prog->aux->max_pkt_offset,
4820                       off + reg->umax_value + size - 1);
4821
4822         return err;
4823 }
4824
4825 /* check access to 'struct bpf_context' fields.  Supports fixed offsets only */
4826 static int check_ctx_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, int off, int size,
4827                             enum bpf_access_type t, enum bpf_reg_type *reg_type,
4828                             struct btf **btf, u32 *btf_id)
4829 {
4830         struct bpf_insn_access_aux info = {
4831                 .reg_type = *reg_type,
4832                 .log = &env->log,
4833         };
4834
4835         if (env->ops->is_valid_access &&
4836             env->ops->is_valid_access(off, size, t, env->prog, &info)) {
4837                 /* A non zero info.ctx_field_size indicates that this field is a
4838                  * candidate for later verifier transformation to load the whole
4839                  * field and then apply a mask when accessed with a narrower
4840                  * access than actual ctx access size. A zero info.ctx_field_size
4841                  * will only allow for whole field access and rejects any other
4842                  * type of narrower access.
4843                  */
4844                 *reg_type = info.reg_type;
4845
4846                 if (base_type(*reg_type) == PTR_TO_BTF_ID) {
4847                         *btf = info.btf;
4848                         *btf_id = info.btf_id;
4849                 } else {
4850                         env->insn_aux_data[insn_idx].ctx_field_size = info.ctx_field_size;
4851                 }
4852                 /* remember the offset of last byte accessed in ctx */
4853                 if (env->prog->aux->max_ctx_offset < off + size)
4854                         env->prog->aux->max_ctx_offset = off + size;
4855                 return 0;
4856         }
4857
4858         verbose(env, "invalid bpf_context access off=%d size=%d\n", off, size);
4859         return -EACCES;
4860 }
4861
4862 static int check_flow_keys_access(struct bpf_verifier_env *env, int off,
4863                                   int size)
4864 {
4865         if (size < 0 || off < 0 ||
4866             (u64)off + size > sizeof(struct bpf_flow_keys)) {
4867                 verbose(env, "invalid access to flow keys off=%d size=%d\n",
4868                         off, size);
4869                 return -EACCES;
4870         }
4871         return 0;
4872 }
4873
4874 static int check_sock_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx,
4875                              u32 regno, int off, int size,
4876                              enum bpf_access_type t)
4877 {
4878         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
4879         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
4880         struct bpf_insn_access_aux info = {};
4881         bool valid;
4882
4883         if (reg->smin_value < 0) {
4884                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
4885                         regno);
4886                 return -EACCES;
4887         }
4888
4889         switch (reg->type) {
4890         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
4891                 valid = bpf_sock_common_is_valid_access(off, size, t, &info);
4892                 break;
4893         case PTR_TO_SOCKET:
4894                 valid = bpf_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
4895                 break;
4896         case PTR_TO_TCP_SOCK:
4897                 valid = bpf_tcp_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
4898                 break;
4899         case PTR_TO_XDP_SOCK:
4900                 valid = bpf_xdp_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
4901                 break;
4902         default:
4903                 valid = false;
4904         }
4905
4906
4907         if (valid) {
4908                 env->insn_aux_data[insn_idx].ctx_field_size =
4909                         info.ctx_field_size;
4910                 return 0;
4911         }
4912
4913         verbose(env, "R%d invalid %s access off=%d size=%d\n",
4914                 regno, reg_type_str(env, reg->type), off, size);
4915
4916         return -EACCES;
4917 }
4918
4919 static bool is_pointer_value(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
4920 {
4921         return __is_pointer_value(env->allow_ptr_leaks, reg_state(env, regno));
4922 }
4923
4924 static bool is_ctx_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
4925 {
4926         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
4927
4928         return reg->type == PTR_TO_CTX;
4929 }
4930
4931 static bool is_sk_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
4932 {
4933         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
4934
4935         return type_is_sk_pointer(reg->type);
4936 }
4937
4938 static bool is_pkt_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
4939 {
4940         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
4941
4942         return type_is_pkt_pointer(reg->type);
4943 }
4944
4945 static bool is_flow_key_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
4946 {
4947         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
4948
4949         /* Separate to is_ctx_reg() since we still want to allow BPF_ST here. */
4950         return reg->type == PTR_TO_FLOW_KEYS;
4951 }
4952
4953 static bool is_trusted_reg(const struct bpf_reg_state *reg)
4954 {
4955         /* A referenced register is always trusted. */
4956         if (reg->ref_obj_id)
4957                 return true;
4958
4959         /* If a register is not referenced, it is trusted if it has the
4960          * MEM_ALLOC or PTR_TRUSTED type modifiers, and no others. Some of the
4961          * other type modifiers may be safe, but we elect to take an opt-in
4962          * approach here as some (e.g. PTR_UNTRUSTED and PTR_MAYBE_NULL) are
4963          * not.
4964          *
4965          * Eventually, we should make PTR_TRUSTED the single source of truth
4966          * for whether a register is trusted.
4967          */
4968         return type_flag(reg->type) & BPF_REG_TRUSTED_MODIFIERS &&
4969                !bpf_type_has_unsafe_modifiers(reg->type);
4970 }
4971
4972 static bool is_rcu_reg(const struct bpf_reg_state *reg)
4973 {
4974         return reg->type & MEM_RCU;
4975 }
4976
4977 static int check_pkt_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
4978                                    const struct bpf_reg_state *reg,
4979                                    int off, int size, bool strict)
4980 {
4981         struct tnum reg_off;
4982         int ip_align;
4983
4984         /* Byte size accesses are always allowed. */
4985         if (!strict || size == 1)
4986                 return 0;
4987
4988         /* For platforms that do not have a Kconfig enabling
4989          * CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS the value of
4990          * NET_IP_ALIGN is universally set to '2'.  And on platforms
4991          * that do set CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS, we get
4992          * to this code only in strict mode where we want to emulate
4993          * the NET_IP_ALIGN==2 checking.  Therefore use an
4994          * unconditional IP align value of '2'.
4995          */
4996         ip_align = 2;
4997
4998         reg_off = tnum_add(reg->var_off, tnum_const(ip_align + reg->off + off));
4999         if (!tnum_is_aligned(reg_off, size)) {
5000                 char tn_buf[48];
5001
5002                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
5003                 verbose(env,
5004                         "misaligned packet access off %d+%s+%d+%d size %d\n",
5005                         ip_align, tn_buf, reg->off, off, size);
5006                 return -EACCES;
5007         }
5008
5009         return 0;
5010 }
5011
5012 static int check_generic_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
5013                                        const struct bpf_reg_state *reg,
5014                                        const char *pointer_desc,
5015                                        int off, int size, bool strict)
5016 {
5017         struct tnum reg_off;
5018
5019         /* Byte size accesses are always allowed. */
5020         if (!strict || size == 1)
5021                 return 0;
5022
5023         reg_off = tnum_add(reg->var_off, tnum_const(reg->off + off));
5024         if (!tnum_is_aligned(reg_off, size)) {
5025                 char tn_buf[48];
5026
5027                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
5028                 verbose(env, "misaligned %saccess off %s+%d+%d size %d\n",
5029                         pointer_desc, tn_buf, reg->off, off, size);
5030                 return -EACCES;
5031         }
5032
5033         return 0;
5034 }
5035
5036 static int check_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
5037                                const struct bpf_reg_state *reg, int off,
5038                                int size, bool strict_alignment_once)
5039 {
5040         bool strict = env->strict_alignment || strict_alignment_once;
5041         const char *pointer_desc = "";
5042
5043         switch (reg->type) {
5044         case PTR_TO_PACKET:
5045         case PTR_TO_PACKET_META:
5046                 /* Special case, because of NET_IP_ALIGN. Given metadata sits
5047                  * right in front, treat it the very same way.
5048                  */
5049                 return check_pkt_ptr_alignment(env, reg, off, size, strict);
5050         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
5051                 pointer_desc = "flow keys ";
5052                 break;
5053         case PTR_TO_MAP_KEY:
5054                 pointer_desc = "key ";
5055                 break;
5056         case PTR_TO_MAP_VALUE:
5057                 pointer_desc = "value ";
5058                 break;
5059         case PTR_TO_CTX:
5060                 pointer_desc = "context ";
5061                 break;
5062         case PTR_TO_STACK:
5063                 pointer_desc = "stack ";
5064                 /* The stack spill tracking logic in check_stack_write_fixed_off()
5065                  * and check_stack_read_fixed_off() relies on stack accesses being
5066                  * aligned.
5067                  */
5068                 strict = true;
5069                 break;
5070         case PTR_TO_SOCKET:
5071                 pointer_desc = "sock ";
5072                 break;
5073         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
5074                 pointer_desc = "sock_common ";
5075                 break;
5076         case PTR_TO_TCP_SOCK:
5077                 pointer_desc = "tcp_sock ";
5078                 break;
5079         case PTR_TO_XDP_SOCK:
5080                 pointer_desc = "xdp_sock ";
5081                 break;
5082         default:
5083                 break;
5084         }
5085         return check_generic_ptr_alignment(env, reg, pointer_desc, off, size,
5086                                            strict);
5087 }
5088
5089 static int update_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env,
5090                               const struct bpf_func_state *func,
5091                               int off)
5092 {
5093         u16 stack = env->subprog_info[func->subprogno].stack_depth;
5094
5095         if (stack >= -off)
5096                 return 0;
5097
5098         /* update known max for given subprogram */
5099         env->subprog_info[func->subprogno].stack_depth = -off;
5100         return 0;
5101 }
5102
5103 /* starting from main bpf function walk all instructions of the function
5104  * and recursively walk all callees that given function can call.
5105  * Ignore jump and exit insns.
5106  * Since recursion is prevented by check_cfg() this algorithm
5107  * only needs a local stack of MAX_CALL_FRAMES to remember callsites
5108  */
5109 static int check_max_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env)
5110 {
5111         int depth = 0, frame = 0, idx = 0, i = 0, subprog_end;
5112         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
5113         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
5114         bool tail_call_reachable = false;
5115         int ret_insn[MAX_CALL_FRAMES];
5116         int ret_prog[MAX_CALL_FRAMES];
5117         int j;
5118
5119 process_func:
5120         /* protect against potential stack overflow that might happen when
5121          * bpf2bpf calls get combined with tailcalls. Limit the caller's stack
5122          * depth for such case down to 256 so that the worst case scenario
5123          * would result in 8k stack size (32 which is tailcall limit * 256 =
5124          * 8k).
5125          *
5126          * To get the idea what might happen, see an example:
5127          * func1 -> sub rsp, 128
5128          *  subfunc1 -> sub rsp, 256
5129          *  tailcall1 -> add rsp, 256
5130          *   func2 -> sub rsp, 192 (total stack size = 128 + 192 = 320)
5131          *   subfunc2 -> sub rsp, 64
5132          *   subfunc22 -> sub rsp, 128
5133          *   tailcall2 -> add rsp, 128
5134          *    func3 -> sub rsp, 32 (total stack size 128 + 192 + 64 + 32 = 416)
5135          *
5136          * tailcall will unwind the current stack frame but it will not get rid
5137          * of caller's stack as shown on the example above.
5138          */
5139         if (idx && subprog[idx].has_tail_call && depth >= 256) {
5140                 verbose(env,
5141                         "tail_calls are not allowed when call stack of previous frames is %d bytes. Too large\n",
5142                         depth);
5143                 return -EACCES;
5144         }
5145         /* round up to 32-bytes, since this is granularity
5146          * of interpreter stack size
5147          */
5148         depth += round_up(max_t(u32, subprog[idx].stack_depth, 1), 32);
5149         if (depth > MAX_BPF_STACK) {
5150                 verbose(env, "combined stack size of %d calls is %d. Too large\n",
5151                         frame + 1, depth);
5152                 return -EACCES;
5153         }
5154 continue_func:
5155         subprog_end = subprog[idx + 1].start;
5156         for (; i < subprog_end; i++) {
5157                 int next_insn;
5158
5159                 if (!bpf_pseudo_call(insn + i) && !bpf_pseudo_func(insn + i))
5160                         continue;
5161                 /* remember insn and function to return to */
5162                 ret_insn[frame] = i + 1;
5163                 ret_prog[frame] = idx;
5164
5165                 /* find the callee */
5166                 next_insn = i + insn[i].imm + 1;
5167                 idx = find_subprog(env, next_insn);
5168                 if (idx < 0) {
5169                         WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
5170                                   next_insn);
5171                         return -EFAULT;
5172                 }
5173                 if (subprog[idx].is_async_cb) {
5174                         if (subprog[idx].has_tail_call) {
5175                                 verbose(env, "verifier bug. subprog has tail_call and async cb\n");
5176                                 return -EFAULT;
5177                         }
5178                          /* async callbacks don't increase bpf prog stack size */
5179                         continue;
5180                 }
5181                 i = next_insn;
5182
5183                 if (subprog[idx].has_tail_call)
5184                         tail_call_reachable = true;
5185
5186                 frame++;
5187                 if (frame >= MAX_CALL_FRAMES) {
5188                         verbose(env, "the call stack of %d frames is too deep !\n",
5189                                 frame);
5190                         return -E2BIG;
5191                 }
5192                 goto process_func;
5193         }
5194         /* if tail call got detected across bpf2bpf calls then mark each of the
5195          * currently present subprog frames as tail call reachable subprogs;
5196          * this info will be utilized by JIT so that we will be preserving the
5197          * tail call counter throughout bpf2bpf calls combined with tailcalls
5198          */
5199         if (tail_call_reachable)
5200                 for (j = 0; j < frame; j++)
5201                         subprog[ret_prog[j]].tail_call_reachable = true;
5202         if (subprog[0].tail_call_reachable)
5203                 env->prog->aux->tail_call_reachable = true;
5204
5205         /* end of for() loop means the last insn of the 'subprog'
5206          * was reached. Doesn't matter whether it was JA or EXIT
5207          */
5208         if (frame == 0)
5209                 return 0;
5210         depth -= round_up(max_t(u32, subprog[idx].stack_depth, 1), 32);
5211         frame--;
5212         i = ret_insn[frame];
5213         idx = ret_prog[frame];
5214         goto continue_func;
5215 }
5216
5217 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
5218 static int get_callee_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env,
5219                                   const struct bpf_insn *insn, int idx)
5220 {
5221         int start = idx + insn->imm + 1, subprog;
5222
5223         subprog = find_subprog(env, start);
5224         if (subprog < 0) {
5225                 WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
5226                           start);
5227                 return -EFAULT;
5228         }
5229         return env->subprog_info[subprog].stack_depth;
5230 }
5231 #endif
5232
5233 static int __check_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
5234                                  const char *buf_info,
5235                                  const struct bpf_reg_state *reg,
5236                                  int regno, int off, int size)
5237 {
5238         if (off < 0) {
5239                 verbose(env,
5240                         "R%d invalid %s buffer access: off=%d, size=%d\n",
5241                         regno, buf_info, off, size);
5242                 return -EACCES;
5243         }
5244         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
5245                 char tn_buf[48];
5246
5247                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
5248                 verbose(env,
5249                         "R%d invalid variable buffer offset: off=%d, var_off=%s\n",
5250                         regno, off, tn_buf);
5251                 return -EACCES;
5252         }
5253
5254         return 0;
5255 }
5256
5257 static int check_tp_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
5258                                   const struct bpf_reg_state *reg,
5259                                   int regno, int off, int size)
5260 {
5261         int err;
5262
5263         err = __check_buffer_access(env, "tracepoint", reg, regno, off, size);
5264         if (err)
5265                 return err;
5266
5267         if (off + size > env->prog->aux->max_tp_access)
5268                 env->prog->aux->max_tp_access = off + size;
5269
5270         return 0;
5271 }
5272
5273 static int check_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
5274                                const struct bpf_reg_state *reg,
5275                                int regno, int off, int size,
5276                                bool zero_size_allowed,
5277                                u32 *max_access)
5278 {
5279         const char *buf_info = type_is_rdonly_mem(reg->type) ? "rdonly" : "rdwr";
5280         int err;
5281
5282         err = __check_buffer_access(env, buf_info, reg, regno, off, size);
5283         if (err)
5284                 return err;
5285
5286         if (off + size > *max_access)
5287                 *max_access = off + size;
5288
5289         return 0;
5290 }
5291
5292 /* BPF architecture zero extends alu32 ops into 64-bit registesr */
5293 static void zext_32_to_64(struct bpf_reg_state *reg)
5294 {
5295         reg->var_off = tnum_subreg(reg->var_off);
5296         __reg_assign_32_into_64(reg);
5297 }
5298
5299 /* truncate register to smaller size (in bytes)
5300  * must be called with size < BPF_REG_SIZE
5301  */
5302 static void coerce_reg_to_size(struct bpf_reg_state *reg, int size)
5303 {
5304         u64 mask;
5305
5306         /* clear high bits in bit representation */
5307         reg->var_off = tnum_cast(reg->var_off, size);
5308
5309         /* fix arithmetic bounds */
5310         mask = ((u64)1 << (size * 8)) - 1;
5311         if ((reg->umin_value & ~mask) == (reg->umax_value & ~mask)) {
5312                 reg->umin_value &= mask;
5313                 reg->umax_value &= mask;
5314         } else {
5315                 reg->umin_value = 0;
5316                 reg->umax_value = mask;
5317         }
5318         reg->smin_value = reg->umin_value;
5319         reg->smax_value = reg->umax_value;
5320
5321         /* If size is smaller than 32bit register the 32bit register
5322          * values are also truncated so we push 64-bit bounds into
5323          * 32-bit bounds. Above were truncated < 32-bits already.
5324          */
5325         if (size >= 4)
5326                 return;
5327         __reg_combine_64_into_32(reg);
5328 }
5329
5330 static bool bpf_map_is_rdonly(const struct bpf_map *map)
5331 {
5332         /* A map is considered read-only if the following condition are true:
5333          *
5334          * 1) BPF program side cannot change any of the map content. The
5335          *    BPF_F_RDONLY_PROG flag is throughout the lifetime of a map
5336          *    and was set at map creation time.
5337          * 2) The map value(s) have been initialized from user space by a
5338          *    loader and then "frozen", such that no new map update/delete
5339          *    operations from syscall side are possible for the rest of
5340          *    the map's lifetime from that point onwards.
5341          * 3) Any parallel/pending map update/delete operations from syscall
5342          *    side have been completed. Only after that point, it's safe to
5343          *    assume that map value(s) are immutable.
5344          */
5345         return (map->map_flags & BPF_F_RDONLY_PROG) &&
5346                READ_ONCE(map->frozen) &&
5347                !bpf_map_write_active(map);
5348 }
5349
5350 static int bpf_map_direct_read(struct bpf_map *map, int off, int size, u64 *val)
5351 {
5352         void *ptr;
5353         u64 addr;
5354         int err;
5355
5356         err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &addr, off);
5357         if (err)
5358                 return err;
5359         ptr = (void *)(long)addr + off;
5360
5361         switch (size) {
5362         case sizeof(u8):
5363                 *val = (u64)*(u8 *)ptr;
5364                 break;
5365         case sizeof(u16):
5366                 *val = (u64)*(u16 *)ptr;
5367                 break;
5368         case sizeof(u32):
5369                 *val = (u64)*(u32 *)ptr;
5370                 break;
5371         case sizeof(u64):
5372                 *val = *(u64 *)ptr;
5373                 break;
5374         default:
5375                 return -EINVAL;
5376         }
5377         return 0;
5378 }
5379
5380 #define BTF_TYPE_SAFE_RCU(__type)  __PASTE(__type, __safe_rcu)
5381 #define BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(__type)  __PASTE(__type, __safe_trusted)
5382
5383 /*
5384  * Allow list few fields as RCU trusted or full trusted.
5385  * This logic doesn't allow mix tagging and will be removed once GCC supports
5386  * btf_type_tag.
5387  */
5388
5389 /* RCU trusted: these fields are trusted in RCU CS and never NULL */
5390 BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct task_struct) {
5391         const cpumask_t *cpus_ptr;
5392         struct css_set __rcu *cgroups;
5393         struct task_struct __rcu *real_parent;
5394         struct task_struct *group_leader;
5395 };
5396
5397 BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct css_set) {
5398         struct cgroup *dfl_cgrp;
5399 };
5400
5401 /* full trusted: these fields are trusted even outside of RCU CS and never NULL */
5402 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct bpf_iter_meta) {
5403         struct seq_file *seq;
5404 };
5405
5406 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct bpf_iter__task) {
5407         struct bpf_iter_meta *meta;
5408         struct task_struct *task;
5409 };
5410
5411 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct linux_binprm) {
5412         struct file *file;
5413 };
5414
5415 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct file) {
5416         struct inode *f_inode;
5417 };
5418
5419 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct dentry) {
5420         /* no negative dentry-s in places where bpf can see it */
5421         struct inode *d_inode;
5422 };
5423
5424 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct socket) {
5425         struct sock *sk;
5426 };
5427
5428 static bool type_is_rcu(struct bpf_verifier_env *env,
5429                         struct bpf_reg_state *reg,
5430                         const char *field_name, u32 btf_id)
5431 {
5432         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct task_struct));
5433         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct css_set));
5434
5435         return btf_nested_type_is_trusted(&env->log, reg, field_name, btf_id, "__safe_rcu");
5436 }
5437
5438 static bool type_is_trusted(struct bpf_verifier_env *env,
5439                             struct bpf_reg_state *reg,
5440                             const char *field_name, u32 btf_id)
5441 {
5442         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct bpf_iter_meta));
5443         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct bpf_iter__task));
5444         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct linux_binprm));
5445         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct file));
5446         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct dentry));
5447         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct socket));
5448
5449         return btf_nested_type_is_trusted(&env->log, reg, field_name, btf_id, "__safe_trusted");
5450 }
5451
5452 static int check_ptr_to_btf_access(struct bpf_verifier_env *env,
5453                                    struct bpf_reg_state *regs,
5454                                    int regno, int off, int size,
5455                                    enum bpf_access_type atype,
5456                                    int value_regno)
5457 {
5458         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
5459         const struct btf_type *t = btf_type_by_id(reg->btf, reg->btf_id);
5460         const char *tname = btf_name_by_offset(reg->btf, t->name_off);
5461         const char *field_name = NULL;
5462         enum bpf_type_flag flag = 0;
5463         u32 btf_id = 0;
5464         int ret;
5465
5466         if (!env->allow_ptr_leaks) {
5467                 verbose(env,
5468                         "'struct %s' access is allowed only to CAP_PERFMON and CAP_SYS_ADMIN\n",
5469                         tname);
5470                 return -EPERM;
5471         }
5472         if (!env->prog->gpl_compatible && btf_is_kernel(reg->btf)) {
5473                 verbose(env,
5474                         "Cannot access kernel 'struct %s' from non-GPL compatible program\n",
5475                         tname);
5476                 return -EINVAL;
5477         }
5478         if (off < 0) {
5479                 verbose(env,
5480                         "R%d is ptr_%s invalid negative access: off=%d\n",
5481                         regno, tname, off);
5482                 return -EACCES;
5483         }
5484         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
5485                 char tn_buf[48];
5486
5487                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
5488                 verbose(env,
5489                         "R%d is ptr_%s invalid variable offset: off=%d, var_off=%s\n",
5490                         regno, tname, off, tn_buf);
5491                 return -EACCES;
5492         }
5493
5494         if (reg->type & MEM_USER) {
5495                 verbose(env,
5496                         "R%d is ptr_%s access user memory: off=%d\n",
5497                         regno, tname, off);
5498                 return -EACCES;
5499         }
5500
5501         if (reg->type & MEM_PERCPU) {
5502                 verbose(env,
5503                         "R%d is ptr_%s access percpu memory: off=%d\n",
5504                         regno, tname, off);
5505                 return -EACCES;
5506         }
5507
5508         if (env->ops->btf_struct_access && !type_is_alloc(reg->type) && atype == BPF_WRITE) {
5509                 if (!btf_is_kernel(reg->btf)) {
5510                         verbose(env, "verifier internal error: reg->btf must be kernel btf\n");
5511                         return -EFAULT;
5512                 }
5513                 ret = env->ops->btf_struct_access(&env->log, reg, off, size);
5514         } else {
5515                 /* Writes are permitted with default btf_struct_access for
5516                  * program allocated objects (which always have ref_obj_id > 0),
5517                  * but not for untrusted PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC.
5518                  */
5519                 if (atype != BPF_READ && reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
5520                         verbose(env, "only read is supported\n");
5521                         return -EACCES;
5522                 }
5523
5524                 if (type_is_alloc(reg->type) && !type_is_non_owning_ref(reg->type) &&
5525                     !reg->ref_obj_id) {
5526                         verbose(env, "verifier internal error: ref_obj_id for allocated object must be non-zero\n");
5527                         return -EFAULT;
5528                 }
5529
5530                 ret = btf_struct_access(&env->log, reg, off, size, atype, &btf_id, &flag, &field_name);
5531         }
5532
5533         if (ret < 0)
5534                 return ret;
5535
5536         if (ret != PTR_TO_BTF_ID) {
5537                 /* just mark; */
5538
5539         } else if (type_flag(reg->type) & PTR_UNTRUSTED) {
5540                 /* If this is an untrusted pointer, all pointers formed by walking it
5541                  * also inherit the untrusted flag.
5542                  */
5543                 flag = PTR_UNTRUSTED;
5544
5545         } else if (is_trusted_reg(reg) || is_rcu_reg(reg)) {
5546                 /* By default any pointer obtained from walking a trusted pointer is no
5547                  * longer trusted, unless the field being accessed has explicitly been
5548                  * marked as inheriting its parent's state of trust (either full or RCU).
5549                  * For example:
5550                  * 'cgroups' pointer is untrusted if task->cgroups dereference
5551                  * happened in a sleepable program outside of bpf_rcu_read_lock()
5552                  * section. In a non-sleepable program it's trusted while in RCU CS (aka MEM_RCU).
5553                  * Note bpf_rcu_read_unlock() converts MEM_RCU pointers to PTR_UNTRUSTED.
5554                  *
5555                  * A regular RCU-protected pointer with __rcu tag can also be deemed
5556                  * trusted if we are in an RCU CS. Such pointer can be NULL.
5557                  */
5558                 if (type_is_trusted(env, reg, field_name, btf_id)) {
5559                         flag |= PTR_TRUSTED;
5560                 } else if (in_rcu_cs(env) && !type_may_be_null(reg->type)) {
5561                         if (type_is_rcu(env, reg, field_name, btf_id)) {
5562                                 /* ignore __rcu tag and mark it MEM_RCU */
5563                                 flag |= MEM_RCU;
5564                         } else if (flag & MEM_RCU) {
5565                                 /* __rcu tagged pointers can be NULL */
5566                                 flag |= PTR_MAYBE_NULL;
5567                         } else if (flag & (MEM_PERCPU | MEM_USER)) {
5568                                 /* keep as-is */
5569                         } else {
5570                                 /* walking unknown pointers yields untrusted pointer */
5571                                 flag = PTR_UNTRUSTED;
5572                         }
5573                 } else {
5574                         /*
5575                          * If not in RCU CS or MEM_RCU pointer can be NULL then
5576                          * aggressively mark as untrusted otherwise such
5577                          * pointers will be plain PTR_TO_BTF_ID without flags
5578                          * and will be allowed to be passed into helpers for
5579                          * compat reasons.
5580                          */
5581                         flag = PTR_UNTRUSTED;
5582                 }
5583         } else {
5584                 /* Old compat. Deprecated */
5585                 flag &= ~PTR_TRUSTED;
5586         }
5587
5588         if (atype == BPF_READ && value_regno >= 0)
5589                 mark_btf_ld_reg(env, regs, value_regno, ret, reg->btf, btf_id, flag);
5590
5591         return 0;
5592 }
5593
5594 static int check_ptr_to_map_access(struct bpf_verifier_env *env,
5595                                    struct bpf_reg_state *regs,
5596                                    int regno, int off, int size,
5597                                    enum bpf_access_type atype,
5598                                    int value_regno)
5599 {
5600         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
5601         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
5602         struct bpf_reg_state map_reg;
5603         enum bpf_type_flag flag = 0;
5604         const struct btf_type *t;
5605         const char *tname;
5606         u32 btf_id;
5607         int ret;
5608
5609         if (!btf_vmlinux) {
5610                 verbose(env, "map_ptr access not supported without CONFIG_DEBUG_INFO_BTF\n");
5611                 return -ENOTSUPP;
5612         }
5613
5614         if (!map->ops->map_btf_id || !*map->ops->map_btf_id) {
5615                 verbose(env, "map_ptr access not supported for map type %d\n",
5616                         map->map_type);
5617                 return -ENOTSUPP;
5618         }
5619
5620         t = btf_type_by_id(btf_vmlinux, *map->ops->map_btf_id);
5621         tname = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, t->name_off);
5622
5623         if (!env->allow_ptr_leaks) {
5624                 verbose(env,
5625                         "'struct %s' access is allowed only to CAP_PERFMON and CAP_SYS_ADMIN\n",
5626                         tname);
5627                 return -EPERM;
5628         }
5629
5630         if (off < 0) {
5631                 verbose(env, "R%d is %s invalid negative access: off=%d\n",
5632                         regno, tname, off);
5633                 return -EACCES;
5634         }
5635
5636         if (atype != BPF_READ) {
5637                 verbose(env, "only read from %s is supported\n", tname);
5638                 return -EACCES;
5639         }
5640
5641         /* Simulate access to a PTR_TO_BTF_ID */
5642         memset(&map_reg, 0, sizeof(map_reg));
5643         mark_btf_ld_reg(env, &map_reg, 0, PTR_TO_BTF_ID, btf_vmlinux, *map->ops->map_btf_id, 0);
5644         ret = btf_struct_access(&env->log, &map_reg, off, size, atype, &btf_id, &flag, NULL);
5645         if (ret < 0)
5646                 return ret;
5647
5648         if (value_regno >= 0)
5649                 mark_btf_ld_reg(env, regs, value_regno, ret, btf_vmlinux, btf_id, flag);
5650
5651         return 0;
5652 }
5653
5654 /* Check that the stack access at the given offset is within bounds. The
5655  * maximum valid offset is -1.
5656  *
5657  * The minimum valid offset is -MAX_BPF_STACK for writes, and
5658  * -state->allocated_stack for reads.
5659  */
5660 static int check_stack_slot_within_bounds(int off,
5661                                           struct bpf_func_state *state,
5662                                           enum bpf_access_type t)
5663 {
5664         int min_valid_off;
5665
5666         if (t == BPF_WRITE)
5667                 min_valid_off = -MAX_BPF_STACK;
5668         else
5669                 min_valid_off = -state->allocated_stack;
5670
5671         if (off < min_valid_off || off > -1)
5672                 return -EACCES;
5673         return 0;
5674 }
5675
5676 /* Check that the stack access at 'regno + off' falls within the maximum stack
5677  * bounds.
5678  *
5679  * 'off' includes `regno->offset`, but not its dynamic part (if any).
5680  */
5681 static int check_stack_access_within_bounds(
5682                 struct bpf_verifier_env *env,
5683                 int regno, int off, int access_size,
5684                 enum bpf_access_src src, enum bpf_access_type type)
5685 {
5686         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
5687         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
5688         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
5689         int min_off, max_off;
5690         int err;
5691         char *err_extra;
5692
5693         if (src == ACCESS_HELPER)
5694                 /* We don't know if helpers are reading or writing (or both). */
5695                 err_extra = " indirect access to";
5696         else if (type == BPF_READ)
5697                 err_extra = " read from";
5698         else
5699                 err_extra = " write to";
5700
5701         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
5702                 min_off = reg->var_off.value + off;
5703                 if (access_size > 0)
5704                         max_off = min_off + access_size - 1;
5705                 else
5706                         max_off = min_off;
5707         } else {
5708                 if (reg->smax_value >= BPF_MAX_VAR_OFF ||
5709                     reg->smin_value <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
5710                         verbose(env, "invalid unbounded variable-offset%s stack R%d\n",
5711                                 err_extra, regno);
5712                         return -EACCES;
5713                 }
5714                 min_off = reg->smin_value + off;
5715                 if (access_size > 0)
5716                         max_off = reg->smax_value + off + access_size - 1;
5717                 else
5718                         max_off = min_off;
5719         }
5720
5721         err = check_stack_slot_within_bounds(min_off, state, type);
5722         if (!err)
5723                 err = check_stack_slot_within_bounds(max_off, state, type);
5724
5725         if (err) {
5726                 if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
5727                         verbose(env, "invalid%s stack R%d off=%d size=%d\n",
5728                                 err_extra, regno, off, access_size);
5729                 } else {
5730                         char tn_buf[48];
5731
5732                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
5733                         verbose(env, "invalid variable-offset%s stack R%d var_off=%s size=%d\n",
5734                                 err_extra, regno, tn_buf, access_size);
5735                 }
5736         }
5737         return err;
5738 }
5739
5740 /* check whether memory at (regno + off) is accessible for t = (read | write)
5741  * if t==write, value_regno is a register which value is stored into memory
5742  * if t==read, value_regno is a register which will receive the value from memory
5743  * if t==write && value_regno==-1, some unknown value is stored into memory
5744  * if t==read && value_regno==-1, don't care what we read from memory
5745  */
5746 static int check_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, u32 regno,
5747                             int off, int bpf_size, enum bpf_access_type t,
5748                             int value_regno, bool strict_alignment_once)
5749 {
5750         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
5751         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
5752         struct bpf_func_state *state;
5753         int size, err = 0;
5754
5755         size = bpf_size_to_bytes(bpf_size);
5756         if (size < 0)
5757                 return size;
5758
5759         /* alignment checks will add in reg->off themselves */
5760         err = check_ptr_alignment(env, reg, off, size, strict_alignment_once);
5761         if (err)
5762                 return err;
5763
5764         /* for access checks, reg->off is just part of off */
5765         off += reg->off;
5766
5767         if (reg->type == PTR_TO_MAP_KEY) {
5768                 if (t == BPF_WRITE) {
5769                         verbose(env, "write to change key R%d not allowed\n", regno);
5770                         return -EACCES;
5771                 }
5772
5773                 err = check_mem_region_access(env, regno, off, size,
5774                                               reg->map_ptr->key_size, false);
5775                 if (err)
5776                         return err;
5777                 if (value_regno >= 0)
5778                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
5779         } else if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE) {
5780                 struct btf_field *kptr_field = NULL;
5781
5782                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
5783                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
5784                         verbose(env, "R%d leaks addr into map\n", value_regno);
5785                         return -EACCES;
5786                 }
5787                 err = check_map_access_type(env, regno, off, size, t);
5788                 if (err)
5789                         return err;
5790                 err = check_map_access(env, regno, off, size, false, ACCESS_DIRECT);
5791                 if (err)
5792                         return err;
5793                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
5794                         kptr_field = btf_record_find(reg->map_ptr->record,
5795                                                      off + reg->var_off.value, BPF_KPTR);
5796                 if (kptr_field) {
5797                         err = check_map_kptr_access(env, regno, value_regno, insn_idx, kptr_field);
5798                 } else if (t == BPF_READ && value_regno >= 0) {
5799                         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
5800
5801                         /* if map is read-only, track its contents as scalars */
5802                         if (tnum_is_const(reg->var_off) &&
5803                             bpf_map_is_rdonly(map) &&
5804                             map->ops->map_direct_value_addr) {
5805                                 int map_off = off + reg->var_off.value;
5806                                 u64 val = 0;
5807
5808                                 err = bpf_map_direct_read(map, map_off, size,
5809                                                           &val);
5810                                 if (err)
5811                                         return err;
5812
5813                                 regs[value_regno].type = SCALAR_VALUE;
5814                                 __mark_reg_known(&regs[value_regno], val);
5815                         } else {
5816                                 mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
5817                         }
5818                 }
5819         } else if (base_type(reg->type) == PTR_TO_MEM) {
5820                 bool rdonly_mem = type_is_rdonly_mem(reg->type);
5821
5822                 if (type_may_be_null(reg->type)) {
5823                         verbose(env, "R%d invalid mem access '%s'\n", regno,
5824                                 reg_type_str(env, reg->type));
5825                         return -EACCES;
5826                 }
5827
5828                 if (t == BPF_WRITE && rdonly_mem) {
5829                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
5830                                 regno, reg_type_str(env, reg->type));
5831                         return -EACCES;
5832                 }
5833
5834                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
5835                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
5836                         verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", value_regno);
5837                         return -EACCES;
5838                 }
5839
5840                 err = check_mem_region_access(env, regno, off, size,
5841                                               reg->mem_size, false);
5842                 if (!err && value_regno >= 0 && (t == BPF_READ || rdonly_mem))
5843                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
5844         } else if (reg->type == PTR_TO_CTX) {
5845                 enum bpf_reg_type reg_type = SCALAR_VALUE;
5846                 struct btf *btf = NULL;
5847                 u32 btf_id = 0;
5848
5849                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
5850                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
5851                         verbose(env, "R%d leaks addr into ctx\n", value_regno);
5852                         return -EACCES;
5853                 }
5854
5855                 err = check_ptr_off_reg(env, reg, regno);
5856                 if (err < 0)
5857                         return err;
5858
5859                 err = check_ctx_access(env, insn_idx, off, size, t, &reg_type, &btf,
5860                                        &btf_id);
5861                 if (err)
5862                         verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
5863                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0) {
5864                         /* ctx access returns either a scalar, or a
5865                          * PTR_TO_PACKET[_META,_END]. In the latter
5866                          * case, we know the offset is zero.
5867                          */
5868                         if (reg_type == SCALAR_VALUE) {
5869                                 mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
5870                         } else {
5871                                 mark_reg_known_zero(env, regs,
5872                                                     value_regno);
5873                                 if (type_may_be_null(reg_type))
5874                                         regs[value_regno].id = ++env->id_gen;
5875                                 /* A load of ctx field could have different
5876                                  * actual load size with the one encoded in the
5877                                  * insn. When the dst is PTR, it is for sure not
5878                                  * a sub-register.
5879                                  */
5880                                 regs[value_regno].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
5881                                 if (base_type(reg_type) == PTR_TO_BTF_ID) {
5882                                         regs[value_regno].btf = btf;
5883                                         regs[value_regno].btf_id = btf_id;
5884                                 }
5885                         }
5886                         regs[value_regno].type = reg_type;
5887                 }
5888
5889         } else if (reg->type == PTR_TO_STACK) {
5890                 /* Basic bounds checks. */
5891                 err = check_stack_access_within_bounds(env, regno, off, size, ACCESS_DIRECT, t);
5892                 if (err)
5893                         return err;
5894
5895                 state = func(env, reg);
5896                 err = update_stack_depth(env, state, off);
5897                 if (err)
5898                         return err;
5899
5900                 if (t == BPF_READ)
5901                         err = check_stack_read(env, regno, off, size,
5902                                                value_regno);
5903                 else
5904                         err = check_stack_write(env, regno, off, size,
5905                                                 value_regno, insn_idx);
5906         } else if (reg_is_pkt_pointer(reg)) {
5907                 if (t == BPF_WRITE && !may_access_direct_pkt_data(env, NULL, t)) {
5908                         verbose(env, "cannot write into packet\n");
5909                         return -EACCES;
5910                 }
5911                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
5912                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
5913                         verbose(env, "R%d leaks addr into packet\n",
5914                                 value_regno);
5915                         return -EACCES;
5916                 }
5917                 err = check_packet_access(env, regno, off, size, false);
5918                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
5919                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
5920         } else if (reg->type == PTR_TO_FLOW_KEYS) {
5921                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
5922                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
5923                         verbose(env, "R%d leaks addr into flow keys\n",
5924                                 value_regno);
5925                         return -EACCES;
5926                 }
5927
5928                 err = check_flow_keys_access(env, off, size);
5929                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
5930                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
5931         } else if (type_is_sk_pointer(reg->type)) {
5932                 if (t == BPF_WRITE) {
5933                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
5934                                 regno, reg_type_str(env, reg->type));
5935                         return -EACCES;
5936                 }
5937                 err = check_sock_access(env, insn_idx, regno, off, size, t);
5938                 if (!err && value_regno >= 0)
5939                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
5940         } else if (reg->type == PTR_TO_TP_BUFFER) {
5941                 err = check_tp_buffer_access(env, reg, regno, off, size);
5942                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
5943                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
5944         } else if (base_type(reg->type) == PTR_TO_BTF_ID &&
5945                    !type_may_be_null(reg->type)) {
5946                 err = check_ptr_to_btf_access(env, regs, regno, off, size, t,
5947                                               value_regno);
5948         } else if (reg->type == CONST_PTR_TO_MAP) {
5949                 err = check_ptr_to_map_access(env, regs, regno, off, size, t,
5950                                               value_regno);
5951         } else if (base_type(reg->type) == PTR_TO_BUF) {
5952                 bool rdonly_mem = type_is_rdonly_mem(reg->type);
5953                 u32 *max_access;
5954
5955                 if (rdonly_mem) {
5956                         if (t == BPF_WRITE) {
5957                                 verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
5958                                         regno, reg_type_str(env, reg->type));
5959                                 return -EACCES;
5960                         }
5961                         max_access = &env->prog->aux->max_rdonly_access;
5962                 } else {
5963                         max_access = &env->prog->aux->max_rdwr_access;
5964                 }
5965
5966                 err = check_buffer_access(env, reg, regno, off, size, false,
5967                                           max_access);
5968
5969                 if (!err && value_regno >= 0 && (rdonly_mem || t == BPF_READ))
5970                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
5971         } else {
5972                 verbose(env, "R%d invalid mem access '%s'\n", regno,
5973                         reg_type_str(env, reg->type));
5974                 return -EACCES;
5975         }
5976
5977         if (!err && size < BPF_REG_SIZE && value_regno >= 0 && t == BPF_READ &&
5978             regs[value_regno].type == SCALAR_VALUE) {
5979                 /* b/h/w load zero-extends, mark upper bits as known 0 */
5980                 coerce_reg_to_size(&regs[value_regno], size);
5981         }
5982         return err;
5983 }
5984
5985 static int check_atomic(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, struct bpf_insn *insn)
5986 {
5987         int load_reg;
5988         int err;
5989
5990         switch (insn->imm) {
5991         case BPF_ADD:
5992         case BPF_ADD | BPF_FETCH:
5993         case BPF_AND:
5994         case BPF_AND | BPF_FETCH:
5995         case BPF_OR:
5996         case BPF_OR | BPF_FETCH:
5997         case BPF_XOR:
5998         case BPF_XOR | BPF_FETCH:
5999         case BPF_XCHG:
6000         case BPF_CMPXCHG:
6001                 break;
6002         default:
6003                 verbose(env, "BPF_ATOMIC uses invalid atomic opcode %02x\n", insn->imm);
6004                 return -EINVAL;
6005         }
6006
6007         if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_W && BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW) {
6008                 verbose(env, "invalid atomic operand size\n");
6009                 return -EINVAL;
6010         }
6011
6012         /* check src1 operand */
6013         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
6014         if (err)
6015                 return err;
6016
6017         /* check src2 operand */
6018         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
6019         if (err)
6020                 return err;
6021
6022         if (insn->imm == BPF_CMPXCHG) {
6023                 /* Check comparison of R0 with memory location */
6024                 const u32 aux_reg = BPF_REG_0;
6025
6026                 err = check_reg_arg(env, aux_reg, SRC_OP);
6027                 if (err)
6028                         return err;
6029
6030                 if (is_pointer_value(env, aux_reg)) {
6031                         verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", aux_reg);
6032                         return -EACCES;
6033                 }
6034         }
6035
6036         if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
6037                 verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", insn->src_reg);
6038                 return -EACCES;
6039         }
6040
6041         if (is_ctx_reg(env, insn->dst_reg) ||
6042             is_pkt_reg(env, insn->dst_reg) ||
6043             is_flow_key_reg(env, insn->dst_reg) ||
6044             is_sk_reg(env, insn->dst_reg)) {
6045                 verbose(env, "BPF_ATOMIC stores into R%d %s is not allowed\n",
6046                         insn->dst_reg,
6047                         reg_type_str(env, reg_state(env, insn->dst_reg)->type));
6048                 return -EACCES;
6049         }
6050
6051         if (insn->imm & BPF_FETCH) {
6052                 if (insn->imm == BPF_CMPXCHG)
6053                         load_reg = BPF_REG_0;
6054                 else
6055                         load_reg = insn->src_reg;
6056
6057                 /* check and record load of old value */
6058                 err = check_reg_arg(env, load_reg, DST_OP);
6059                 if (err)
6060                         return err;
6061         } else {
6062                 /* This instruction accesses a memory location but doesn't
6063                  * actually load it into a register.
6064                  */
6065                 load_reg = -1;
6066         }
6067
6068         /* Check whether we can read the memory, with second call for fetch
6069          * case to simulate the register fill.
6070          */
6071         err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
6072                                BPF_SIZE(insn->code), BPF_READ, -1, true);
6073         if (!err && load_reg >= 0)
6074                 err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
6075                                        BPF_SIZE(insn->code), BPF_READ, load_reg,
6076                                        true);
6077         if (err)
6078                 return err;
6079
6080         /* Check whether we can write into the same memory. */
6081         err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
6082                                BPF_SIZE(insn->code), BPF_WRITE, -1, true);
6083         if (err)
6084                 return err;
6085
6086         return 0;
6087 }
6088
6089 /* When register 'regno' is used to read the stack (either directly or through
6090  * a helper function) make sure that it's within stack boundary and, depending
6091  * on the access type, that all elements of the stack are initialized.
6092  *
6093  * 'off' includes 'regno->off', but not its dynamic part (if any).
6094  *
6095  * All registers that have been spilled on the stack in the slots within the
6096  * read offsets are marked as read.
6097  */
6098 static int check_stack_range_initialized(
6099                 struct bpf_verifier_env *env, int regno, int off,
6100                 int access_size, bool zero_size_allowed,
6101                 enum bpf_access_src type, struct bpf_call_arg_meta *meta)
6102 {
6103         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
6104         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
6105         int err, min_off, max_off, i, j, slot, spi;
6106         char *err_extra = type == ACCESS_HELPER ? " indirect" : "";
6107         enum bpf_access_type bounds_check_type;
6108         /* Some accesses can write anything into the stack, others are
6109          * read-only.
6110          */
6111         bool clobber = false;
6112
6113         if (access_size == 0 && !zero_size_allowed) {
6114                 verbose(env, "invalid zero-sized read\n");
6115                 return -EACCES;
6116         }
6117
6118         if (type == ACCESS_HELPER) {
6119                 /* The bounds checks for writes are more permissive than for
6120                  * reads. However, if raw_mode is not set, we'll do extra
6121                  * checks below.
6122                  */
6123                 bounds_check_type = BPF_WRITE;
6124                 clobber = true;
6125         } else {
6126                 bounds_check_type = BPF_READ;
6127         }
6128         err = check_stack_access_within_bounds(env, regno, off, access_size,
6129                                                type, bounds_check_type);
6130         if (err)
6131                 return err;
6132
6133
6134         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
6135                 min_off = max_off = reg->var_off.value + off;
6136         } else {
6137                 /* Variable offset is prohibited for unprivileged mode for
6138                  * simplicity since it requires corresponding support in
6139                  * Spectre masking for stack ALU.
6140                  * See also retrieve_ptr_limit().
6141                  */
6142                 if (!env->bypass_spec_v1) {
6143                         char tn_buf[48];
6144
6145                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
6146                         verbose(env, "R%d%s variable offset stack access prohibited for !root, var_off=%s\n",
6147                                 regno, err_extra, tn_buf);
6148                         return -EACCES;
6149                 }
6150                 /* Only initialized buffer on stack is allowed to be accessed
6151                  * with variable offset. With uninitialized buffer it's hard to
6152                  * guarantee that whole memory is marked as initialized on
6153                  * helper return since specific bounds are unknown what may
6154                  * cause uninitialized stack leaking.
6155                  */
6156                 if (meta && meta->raw_mode)
6157                         meta = NULL;
6158
6159                 min_off = reg->smin_value + off;
6160                 max_off = reg->smax_value + off;
6161         }
6162
6163         if (meta && meta->raw_mode) {
6164                 /* Ensure we won't be overwriting dynptrs when simulating byte
6165                  * by byte access in check_helper_call using meta.access_size.
6166                  * This would be a problem if we have a helper in the future
6167                  * which takes:
6168                  *
6169                  *      helper(uninit_mem, len, dynptr)
6170                  *
6171                  * Now, uninint_mem may overlap with dynptr pointer. Hence, it
6172                  * may end up writing to dynptr itself when touching memory from
6173                  * arg 1. This can be relaxed on a case by case basis for known
6174                  * safe cases, but reject due to the possibilitiy of aliasing by
6175                  * default.
6176                  */
6177                 for (i = min_off; i < max_off + access_size; i++) {
6178                         int stack_off = -i - 1;
6179
6180                         spi = __get_spi(i);
6181                         /* raw_mode may write past allocated_stack */
6182                         if (state->allocated_stack <= stack_off)
6183                                 continue;
6184                         if (state->stack[spi].slot_type[stack_off % BPF_REG_SIZE] == STACK_DYNPTR) {
6185                                 verbose(env, "potential write to dynptr at off=%d disallowed\n", i);
6186                                 return -EACCES;
6187                         }
6188                 }
6189                 meta->access_size = access_size;
6190                 meta->regno = regno;
6191                 return 0;
6192         }
6193
6194         for (i = min_off; i < max_off + access_size; i++) {
6195                 u8 *stype;
6196
6197                 slot = -i - 1;
6198                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
6199                 if (state->allocated_stack <= slot)
6200                         goto err;
6201                 stype = &state->stack[spi].slot_type[slot % BPF_REG_SIZE];
6202                 if (*stype == STACK_MISC)
6203                         goto mark;
6204                 if ((*stype == STACK_ZERO) ||
6205                     (*stype == STACK_INVALID && env->allow_uninit_stack)) {
6206                         if (clobber) {
6207                                 /* helper can write anything into the stack */
6208                                 *stype = STACK_MISC;
6209                         }
6210                         goto mark;
6211                 }
6212
6213                 if (is_spilled_reg(&state->stack[spi]) &&
6214                     (state->stack[spi].spilled_ptr.type == SCALAR_VALUE ||
6215                      env->allow_ptr_leaks)) {
6216                         if (clobber) {
6217                                 __mark_reg_unknown(env, &state->stack[spi].spilled_ptr);
6218                                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
6219                                         scrub_spilled_slot(&state->stack[spi].slot_type[j]);
6220                         }
6221                         goto mark;
6222                 }
6223
6224 err:
6225                 if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
6226                         verbose(env, "invalid%s read from stack R%d off %d+%d size %d\n",
6227                                 err_extra, regno, min_off, i - min_off, access_size);
6228                 } else {
6229                         char tn_buf[48];
6230
6231                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
6232                         verbose(env, "invalid%s read from stack R%d var_off %s+%d size %d\n",
6233                                 err_extra, regno, tn_buf, i - min_off, access_size);
6234                 }
6235                 return -EACCES;
6236 mark:
6237                 /* reading any byte out of 8-byte 'spill_slot' will cause
6238                  * the whole slot to be marked as 'read'
6239                  */
6240                 mark_reg_read(env, &state->stack[spi].spilled_ptr,
6241                               state->stack[spi].spilled_ptr.parent,
6242                               REG_LIVE_READ64);
6243                 /* We do not set REG_LIVE_WRITTEN for stack slot, as we can not
6244                  * be sure that whether stack slot is written to or not. Hence,
6245                  * we must still conservatively propagate reads upwards even if
6246                  * helper may write to the entire memory range.
6247                  */
6248         }
6249         return update_stack_depth(env, state, min_off);
6250 }
6251
6252 static int check_helper_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
6253                                    int access_size, bool zero_size_allowed,
6254                                    struct bpf_call_arg_meta *meta)
6255 {
6256         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
6257         u32 *max_access;
6258
6259         switch (base_type(reg->type)) {
6260         case PTR_TO_PACKET:
6261         case PTR_TO_PACKET_META:
6262                 return check_packet_access(env, regno, reg->off, access_size,
6263                                            zero_size_allowed);
6264         case PTR_TO_MAP_KEY:
6265                 if (meta && meta->raw_mode) {
6266                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n", regno,
6267                                 reg_type_str(env, reg->type));
6268                         return -EACCES;
6269                 }
6270                 return check_mem_region_access(env, regno, reg->off, access_size,
6271                                                reg->map_ptr->key_size, false);
6272         case PTR_TO_MAP_VALUE:
6273                 if (check_map_access_type(env, regno, reg->off, access_size,
6274                                           meta && meta->raw_mode ? BPF_WRITE :
6275                                           BPF_READ))
6276                         return -EACCES;
6277                 return check_map_access(env, regno, reg->off, access_size,
6278                                         zero_size_allowed, ACCESS_HELPER);
6279         case PTR_TO_MEM:
6280                 if (type_is_rdonly_mem(reg->type)) {
6281                         if (meta && meta->raw_mode) {
6282                                 verbose(env, "R%d cannot write into %s\n", regno,
6283                                         reg_type_str(env, reg->type));
6284                                 return -EACCES;
6285                         }
6286                 }
6287                 return check_mem_region_access(env, regno, reg->off,
6288                                                access_size, reg->mem_size,
6289                                                zero_size_allowed);
6290         case PTR_TO_BUF:
6291                 if (type_is_rdonly_mem(reg->type)) {
6292                         if (meta && meta->raw_mode) {
6293                                 verbose(env, "R%d cannot write into %s\n", regno,
6294                                         reg_type_str(env, reg->type));
6295                                 return -EACCES;
6296                         }
6297
6298                         max_access = &env->prog->aux->max_rdonly_access;
6299                 } else {
6300                         max_access = &env->prog->aux->max_rdwr_access;
6301                 }
6302                 return check_buffer_access(env, reg, regno, reg->off,
6303                                            access_size, zero_size_allowed,
6304                                            max_access);
6305         case PTR_TO_STACK:
6306                 return check_stack_range_initialized(
6307                                 env,
6308                                 regno, reg->off, access_size,
6309                                 zero_size_allowed, ACCESS_HELPER, meta);
6310         case PTR_TO_BTF_ID:
6311                 return check_ptr_to_btf_access(env, regs, regno, reg->off,
6312                                                access_size, BPF_READ, -1);
6313         case PTR_TO_CTX:
6314                 /* in case the function doesn't know how to access the context,
6315                  * (because we are in a program of type SYSCALL for example), we
6316                  * can not statically check its size.
6317                  * Dynamically check it now.
6318                  */
6319                 if (!env->ops->convert_ctx_access) {
6320                         enum bpf_access_type atype = meta && meta->raw_mode ? BPF_WRITE : BPF_READ;
6321                         int offset = access_size - 1;
6322
6323                         /* Allow zero-byte read from PTR_TO_CTX */
6324                         if (access_size == 0)
6325                                 return zero_size_allowed ? 0 : -EACCES;
6326
6327                         return check_mem_access(env, env->insn_idx, regno, offset, BPF_B,
6328                                                 atype, -1, false);
6329                 }
6330
6331                 fallthrough;
6332         default: /* scalar_value or invalid ptr */
6333                 /* Allow zero-byte read from NULL, regardless of pointer type */
6334                 if (zero_size_allowed && access_size == 0 &&
6335                     register_is_null(reg))
6336                         return 0;
6337
6338                 verbose(env, "R%d type=%s ", regno,
6339                         reg_type_str(env, reg->type));
6340                 verbose(env, "expected=%s\n", reg_type_str(env, PTR_TO_STACK));
6341                 return -EACCES;
6342         }
6343 }
6344
6345 static int check_mem_size_reg(struct bpf_verifier_env *env,
6346                               struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
6347                               bool zero_size_allowed,
6348                               struct bpf_call_arg_meta *meta)
6349 {
6350         int err;
6351
6352         /* This is used to refine r0 return value bounds for helpers
6353          * that enforce this value as an upper bound on return values.
6354          * See do_refine_retval_range() for helpers that can refine
6355          * the return value. C type of helper is u32 so we pull register
6356          * bound from umax_value however, if negative verifier errors
6357          * out. Only upper bounds can be learned because retval is an
6358          * int type and negative retvals are allowed.
6359          */
6360         meta->msize_max_value = reg->umax_value;
6361
6362         /* The register is SCALAR_VALUE; the access check
6363          * happens using its boundaries.
6364          */
6365         if (!tnum_is_const(reg->var_off))
6366                 /* For unprivileged variable accesses, disable raw
6367                  * mode so that the program is required to
6368                  * initialize all the memory that the helper could
6369                  * just partially fill up.
6370                  */
6371                 meta = NULL;
6372
6373         if (reg->smin_value < 0) {
6374                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned or 'var &= const'\n",
6375                         regno);
6376                 return -EACCES;
6377         }
6378
6379         if (reg->umin_value == 0) {
6380                 err = check_helper_mem_access(env, regno - 1, 0,
6381                                               zero_size_allowed,
6382                                               meta);
6383                 if (err)
6384                         return err;
6385         }
6386
6387         if (reg->umax_value >= BPF_MAX_VAR_SIZ) {
6388                 verbose(env, "R%d unbounded memory access, use 'var &= const' or 'if (var < const)'\n",
6389                         regno);
6390                 return -EACCES;
6391         }
6392         err = check_helper_mem_access(env, regno - 1,
6393                                       reg->umax_value,
6394                                       zero_size_allowed, meta);
6395         if (!err)
6396                 err = mark_chain_precision(env, regno);
6397         return err;
6398 }
6399
6400 int check_mem_reg(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
6401                    u32 regno, u32 mem_size)
6402 {
6403         bool may_be_null = type_may_be_null(reg->type);
6404         struct bpf_reg_state saved_reg;
6405         struct bpf_call_arg_meta meta;
6406         int err;
6407
6408         if (register_is_null(reg))
6409                 return 0;
6410
6411         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
6412         /* Assuming that the register contains a value check if the memory
6413          * access is safe. Temporarily save and restore the register's state as
6414          * the conversion shouldn't be visible to a caller.
6415          */
6416         if (may_be_null) {
6417                 saved_reg = *reg;
6418                 mark_ptr_not_null_reg(reg);
6419         }
6420
6421         err = check_helper_mem_access(env, regno, mem_size, true, &meta);
6422         /* Check access for BPF_WRITE */
6423         meta.raw_mode = true;
6424         err = err ?: check_helper_mem_access(env, regno, mem_size, true, &meta);
6425
6426         if (may_be_null)
6427                 *reg = saved_reg;
6428
6429         return err;
6430 }
6431
6432 static int check_kfunc_mem_size_reg(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
6433                                     u32 regno)
6434 {
6435         struct bpf_reg_state *mem_reg = &cur_regs(env)[regno - 1];
6436         bool may_be_null = type_may_be_null(mem_reg->type);
6437         struct bpf_reg_state saved_reg;
6438         struct bpf_call_arg_meta meta;
6439         int err;
6440
6441         WARN_ON_ONCE(regno < BPF_REG_2 || regno > BPF_REG_5);
6442
6443         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
6444
6445         if (may_be_null) {
6446                 saved_reg = *mem_reg;
6447                 mark_ptr_not_null_reg(mem_reg);
6448         }
6449
6450         err = check_mem_size_reg(env, reg, regno, true, &meta);
6451         /* Check access for BPF_WRITE */
6452         meta.raw_mode = true;
6453         err = err ?: check_mem_size_reg(env, reg, regno, true, &meta);
6454
6455         if (may_be_null)
6456                 *mem_reg = saved_reg;
6457         return err;
6458 }
6459
6460 /* Implementation details:
6461  * bpf_map_lookup returns PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL.
6462  * bpf_obj_new returns PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | PTR_MAYBE_NULL.
6463  * Two bpf_map_lookups (even with the same key) will have different reg->id.
6464  * Two separate bpf_obj_new will also have different reg->id.
6465  * For traditional PTR_TO_MAP_VALUE or PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC, the verifier
6466  * clears reg->id after value_or_null->value transition, since the verifier only
6467  * cares about the range of access to valid map value pointer and doesn't care
6468  * about actual address of the map element.
6469  * For maps with 'struct bpf_spin_lock' inside map value the verifier keeps
6470  * reg->id > 0 after value_or_null->value transition. By doing so
6471  * two bpf_map_lookups will be considered two different pointers that
6472  * point to different bpf_spin_locks. Likewise for pointers to allocated objects
6473  * returned from bpf_obj_new.
6474  * The verifier allows taking only one bpf_spin_lock at a time to avoid
6475  * dead-locks.
6476  * Since only one bpf_spin_lock is allowed the checks are simpler than
6477  * reg_is_refcounted() logic. The verifier needs to remember only
6478  * one spin_lock instead of array of acquired_refs.
6479  * cur_state->active_lock remembers which map value element or allocated
6480  * object got locked and clears it after bpf_spin_unlock.
6481  */
6482 static int process_spin_lock(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
6483                              bool is_lock)
6484 {
6485         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
6486         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
6487         bool is_const = tnum_is_const(reg->var_off);
6488         u64 val = reg->var_off.value;
6489         struct bpf_map *map = NULL;
6490         struct btf *btf = NULL;
6491         struct btf_record *rec;
6492
6493         if (!is_const) {
6494                 verbose(env,
6495                         "R%d doesn't have constant offset. bpf_spin_lock has to be at the constant offset\n",
6496                         regno);
6497                 return -EINVAL;
6498         }
6499         if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE) {
6500                 map = reg->map_ptr;
6501                 if (!map->btf) {
6502                         verbose(env,
6503                                 "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_spin_lock\n",
6504                                 map->name);
6505                         return -EINVAL;
6506                 }
6507         } else {
6508                 btf = reg->btf;
6509         }
6510
6511         rec = reg_btf_record(reg);
6512         if (!btf_record_has_field(rec, BPF_SPIN_LOCK)) {
6513                 verbose(env, "%s '%s' has no valid bpf_spin_lock\n", map ? "map" : "local",
6514                         map ? map->name : "kptr");
6515                 return -EINVAL;
6516         }
6517         if (rec->spin_lock_off != val + reg->off) {
6518                 verbose(env, "off %lld doesn't point to 'struct bpf_spin_lock' that is at %d\n",
6519                         val + reg->off, rec->spin_lock_off);
6520                 return -EINVAL;
6521         }
6522         if (is_lock) {
6523                 if (cur->active_lock.ptr) {
6524                         verbose(env,
6525                                 "Locking two bpf_spin_locks are not allowed\n");
6526                         return -EINVAL;
6527                 }
6528                 if (map)
6529                         cur->active_lock.ptr = map;
6530                 else
6531                         cur->active_lock.ptr = btf;
6532                 cur->active_lock.id = reg->id;
6533         } else {
6534                 void *ptr;
6535
6536                 if (map)
6537                         ptr = map;
6538                 else
6539                         ptr = btf;
6540
6541                 if (!cur->active_lock.ptr) {
6542                         verbose(env, "bpf_spin_unlock without taking a lock\n");
6543                         return -EINVAL;
6544                 }
6545                 if (cur->active_lock.ptr != ptr ||
6546                     cur->active_lock.id != reg->id) {
6547                         verbose(env, "bpf_spin_unlock of different lock\n");
6548                         return -EINVAL;
6549                 }
6550
6551                 invalidate_non_owning_refs(env);
6552
6553                 cur->active_lock.ptr = NULL;
6554                 cur->active_lock.id = 0;
6555         }
6556         return 0;
6557 }
6558
6559 static int process_timer_func(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
6560                               struct bpf_call_arg_meta *meta)
6561 {
6562         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
6563         bool is_const = tnum_is_const(reg->var_off);
6564         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
6565         u64 val = reg->var_off.value;
6566
6567         if (!is_const) {
6568                 verbose(env,
6569                         "R%d doesn't have constant offset. bpf_timer has to be at the constant offset\n",
6570                         regno);
6571                 return -EINVAL;
6572         }
6573         if (!map->btf) {
6574                 verbose(env, "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_timer\n",
6575                         map->name);
6576                 return -EINVAL;
6577         }
6578         if (!btf_record_has_field(map->record, BPF_TIMER)) {
6579                 verbose(env, "map '%s' has no valid bpf_timer\n", map->name);
6580                 return -EINVAL;
6581         }
6582         if (map->record->timer_off != val + reg->off) {
6583                 verbose(env, "off %lld doesn't point to 'struct bpf_timer' that is at %d\n",
6584                         val + reg->off, map->record->timer_off);
6585                 return -EINVAL;
6586         }
6587         if (meta->map_ptr) {
6588                 verbose(env, "verifier bug. Two map pointers in a timer helper\n");
6589                 return -EFAULT;
6590         }
6591         meta->map_uid = reg->map_uid;
6592         meta->map_ptr = map;
6593         return 0;
6594 }
6595
6596 static int process_kptr_func(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
6597                              struct bpf_call_arg_meta *meta)
6598 {
6599         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
6600         struct bpf_map *map_ptr = reg->map_ptr;
6601         struct btf_field *kptr_field;
6602         u32 kptr_off;
6603
6604         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
6605                 verbose(env,
6606                         "R%d doesn't have constant offset. kptr has to be at the constant offset\n",
6607                         regno);
6608                 return -EINVAL;
6609         }
6610         if (!map_ptr->btf) {
6611                 verbose(env, "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_kptr_xchg\n",
6612                         map_ptr->name);
6613                 return -EINVAL;
6614         }
6615         if (!btf_record_has_field(map_ptr->record, BPF_KPTR)) {
6616                 verbose(env, "map '%s' has no valid kptr\n", map_ptr->name);
6617                 return -EINVAL;
6618         }
6619
6620         meta->map_ptr = map_ptr;
6621         kptr_off = reg->off + reg->var_off.value;
6622         kptr_field = btf_record_find(map_ptr->record, kptr_off, BPF_KPTR);
6623         if (!kptr_field) {
6624                 verbose(env, "off=%d doesn't point to kptr\n", kptr_off);
6625                 return -EACCES;
6626         }
6627         if (kptr_field->type != BPF_KPTR_REF) {
6628                 verbose(env, "off=%d kptr isn't referenced kptr\n", kptr_off);
6629                 return -EACCES;
6630         }
6631         meta->kptr_field = kptr_field;
6632         return 0;
6633 }
6634
6635 /* There are two register types representing a bpf_dynptr, one is PTR_TO_STACK
6636  * which points to a stack slot, and the other is CONST_PTR_TO_DYNPTR.
6637  *
6638  * In both cases we deal with the first 8 bytes, but need to mark the next 8
6639  * bytes as STACK_DYNPTR in case of PTR_TO_STACK. In case of
6640  * CONST_PTR_TO_DYNPTR, we are guaranteed to get the beginning of the object.
6641  *
6642  * Mutability of bpf_dynptr is at two levels, one is at the level of struct
6643  * bpf_dynptr itself, i.e. whether the helper is receiving a pointer to struct
6644  * bpf_dynptr or pointer to const struct bpf_dynptr. In the former case, it can
6645  * mutate the view of the dynptr and also possibly destroy it. In the latter
6646  * case, it cannot mutate the bpf_dynptr itself but it can still mutate the
6647  * memory that dynptr points to.
6648  *
6649  * The verifier will keep track both levels of mutation (bpf_dynptr's in
6650  * reg->type and the memory's in reg->dynptr.type), but there is no support for
6651  * readonly dynptr view yet, hence only the first case is tracked and checked.
6652  *
6653  * This is consistent with how C applies the const modifier to a struct object,
6654  * where the pointer itself inside bpf_dynptr becomes const but not what it
6655  * points to.
6656  *
6657  * Helpers which do not mutate the bpf_dynptr set MEM_RDONLY in their argument
6658  * type, and declare it as 'const struct bpf_dynptr *' in their prototype.
6659  */
6660 static int process_dynptr_func(struct bpf_verifier_env *env, int regno, int insn_idx,
6661                                enum bpf_arg_type arg_type)
6662 {
6663         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
6664         int err;
6665
6666         /* MEM_UNINIT and MEM_RDONLY are exclusive, when applied to an
6667          * ARG_PTR_TO_DYNPTR (or ARG_PTR_TO_DYNPTR | DYNPTR_TYPE_*):
6668          */
6669         if ((arg_type & (MEM_UNINIT | MEM_RDONLY)) == (MEM_UNINIT | MEM_RDONLY)) {
6670                 verbose(env, "verifier internal error: misconfigured dynptr helper type flags\n");
6671                 return -EFAULT;
6672         }
6673
6674         /*  MEM_UNINIT - Points to memory that is an appropriate candidate for
6675          *               constructing a mutable bpf_dynptr object.
6676          *
6677          *               Currently, this is only possible with PTR_TO_STACK
6678          *               pointing to a region of at least 16 bytes which doesn't
6679          *               contain an existing bpf_dynptr.
6680          *
6681          *  MEM_RDONLY - Points to a initialized bpf_dynptr that will not be
6682          *               mutated or destroyed. However, the memory it points to
6683          *               may be mutated.
6684          *
6685          *  None       - Points to a initialized dynptr that can be mutated and
6686          *               destroyed, including mutation of the memory it points
6687          *               to.
6688          */
6689         if (arg_type & MEM_UNINIT) {
6690                 int i;
6691
6692                 if (!is_dynptr_reg_valid_uninit(env, reg)) {
6693                         verbose(env, "Dynptr has to be an uninitialized dynptr\n");
6694                         return -EINVAL;
6695                 }
6696
6697                 /* we write BPF_DW bits (8 bytes) at a time */
6698                 for (i = 0; i < BPF_DYNPTR_SIZE; i += 8) {
6699                         err = check_mem_access(env, insn_idx, regno,
6700                                                i, BPF_DW, BPF_WRITE, -1, false);
6701                         if (err)
6702                                 return err;
6703                 }
6704
6705                 err = mark_stack_slots_dynptr(env, reg, arg_type, insn_idx);
6706         } else /* MEM_RDONLY and None case from above */ {
6707                 /* For the reg->type == PTR_TO_STACK case, bpf_dynptr is never const */
6708                 if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR && !(arg_type & MEM_RDONLY)) {
6709                         verbose(env, "cannot pass pointer to const bpf_dynptr, the helper mutates it\n");
6710                         return -EINVAL;
6711                 }
6712
6713                 if (!is_dynptr_reg_valid_init(env, reg)) {
6714                         verbose(env,
6715                                 "Expected an initialized dynptr as arg #%d\n",
6716                                 regno);
6717                         return -EINVAL;
6718                 }
6719
6720                 /* Fold modifiers (in this case, MEM_RDONLY) when checking expected type */
6721                 if (!is_dynptr_type_expected(env, reg, arg_type & ~MEM_RDONLY)) {
6722                         verbose(env,
6723                                 "Expected a dynptr of type %s as arg #%d\n",
6724                                 dynptr_type_str(arg_to_dynptr_type(arg_type)), regno);
6725                         return -EINVAL;
6726                 }
6727
6728                 err = mark_dynptr_read(env, reg);
6729         }
6730         return err;
6731 }
6732
6733 static u32 iter_ref_obj_id(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg, int spi)
6734 {
6735         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
6736
6737         return state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id;
6738 }
6739
6740 static bool is_iter_kfunc(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
6741 {
6742         return meta->kfunc_flags & (KF_ITER_NEW | KF_ITER_NEXT | KF_ITER_DESTROY);
6743 }
6744
6745 static bool is_iter_new_kfunc(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
6746 {
6747         return meta->kfunc_flags & KF_ITER_NEW;
6748 }
6749
6750 static bool is_iter_next_kfunc(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
6751 {
6752         return meta->kfunc_flags & KF_ITER_NEXT;
6753 }
6754
6755 static bool is_iter_destroy_kfunc(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
6756 {
6757         return meta->kfunc_flags & KF_ITER_DESTROY;
6758 }
6759
6760 static bool is_kfunc_arg_iter(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta, int arg)
6761 {
6762         /* btf_check_iter_kfuncs() guarantees that first argument of any iter
6763          * kfunc is iter state pointer
6764          */
6765         return arg == 0 && is_iter_kfunc(meta);
6766 }
6767
6768 static int process_iter_arg(struct bpf_verifier_env *env, int regno, int insn_idx,
6769                             struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
6770 {
6771         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
6772         const struct btf_type *t;
6773         const struct btf_param *arg;
6774         int spi, err, i, nr_slots;
6775         u32 btf_id;
6776
6777         /* btf_check_iter_kfuncs() ensures we don't need to validate anything here */
6778         arg = &btf_params(meta->func_proto)[0];
6779         t = btf_type_skip_modifiers(meta->btf, arg->type, NULL);        /* PTR */
6780         t = btf_type_skip_modifiers(meta->btf, t->type, &btf_id);       /* STRUCT */
6781         nr_slots = t->size / BPF_REG_SIZE;
6782
6783         if (is_iter_new_kfunc(meta)) {
6784                 /* bpf_iter_<type>_new() expects pointer to uninit iter state */
6785                 if (!is_iter_reg_valid_uninit(env, reg, nr_slots)) {
6786                         verbose(env, "expected uninitialized iter_%s as arg #%d\n",
6787                                 iter_type_str(meta->btf, btf_id), regno);
6788                         return -EINVAL;
6789                 }
6790
6791                 for (i = 0; i < nr_slots * 8; i += BPF_REG_SIZE) {
6792                         err = check_mem_access(env, insn_idx, regno,
6793                                                i, BPF_DW, BPF_WRITE, -1, false);
6794                         if (err)
6795                                 return err;
6796                 }
6797
6798                 err = mark_stack_slots_iter(env, reg, insn_idx, meta->btf, btf_id, nr_slots);
6799                 if (err)
6800                         return err;
6801         } else {
6802                 /* iter_next() or iter_destroy() expect initialized iter state*/
6803                 if (!is_iter_reg_valid_init(env, reg, meta->btf, btf_id, nr_slots)) {
6804                         verbose(env, "expected an initialized iter_%s as arg #%d\n",
6805                                 iter_type_str(meta->btf, btf_id), regno);
6806                         return -EINVAL;
6807                 }
6808
6809                 spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
6810                 if (spi < 0)
6811                         return spi;
6812
6813                 err = mark_iter_read(env, reg, spi, nr_slots);
6814                 if (err)
6815                         return err;
6816
6817                 /* remember meta->iter info for process_iter_next_call() */
6818                 meta->iter.spi = spi;
6819                 meta->iter.frameno = reg->frameno;
6820                 meta->ref_obj_id = iter_ref_obj_id(env, reg, spi);
6821
6822                 if (is_iter_destroy_kfunc(meta)) {
6823                         err = unmark_stack_slots_iter(env, reg, nr_slots);
6824                         if (err)
6825                                 return err;
6826                 }
6827         }
6828
6829         return 0;
6830 }
6831
6832 /* process_iter_next_call() is called when verifier gets to iterator's next
6833  * "method" (e.g., bpf_iter_num_next() for numbers iterator) call. We'll refer
6834  * to it as just "iter_next()" in comments below.
6835  *
6836  * BPF verifier relies on a crucial contract for any iter_next()
6837  * implementation: it should *eventually* return NULL, and once that happens
6838  * it should keep returning NULL. That is, once iterator exhausts elements to
6839  * iterate, it should never reset or spuriously return new elements.
6840  *
6841  * With the assumption of such contract, process_iter_next_call() simulates
6842  * a fork in the verifier state to validate loop logic correctness and safety
6843  * without having to simulate infinite amount of iterations.
6844  *
6845  * In current state, we first assume that iter_next() returned NULL and
6846  * iterator state is set to DRAINED (BPF_ITER_STATE_DRAINED). In such
6847  * conditions we should not form an infinite loop and should eventually reach
6848  * exit.
6849  *
6850  * Besides that, we also fork current state and enqueue it for later
6851  * verification. In a forked state we keep iterator state as ACTIVE
6852  * (BPF_ITER_STATE_ACTIVE) and assume non-NULL return from iter_next(). We
6853  * also bump iteration depth to prevent erroneous infinite loop detection
6854  * later on (see iter_active_depths_differ() comment for details). In this
6855  * state we assume that we'll eventually loop back to another iter_next()
6856  * calls (it could be in exactly same location or in some other instruction,
6857  * it doesn't matter, we don't make any unnecessary assumptions about this,
6858  * everything revolves around iterator state in a stack slot, not which
6859  * instruction is calling iter_next()). When that happens, we either will come
6860  * to iter_next() with equivalent state and can conclude that next iteration
6861  * will proceed in exactly the same way as we just verified, so it's safe to
6862  * assume that loop converges. If not, we'll go on another iteration
6863  * simulation with a different input state, until all possible starting states
6864  * are validated or we reach maximum number of instructions limit.
6865  *
6866  * This way, we will either exhaustively discover all possible input states
6867  * that iterator loop can start with and eventually will converge, or we'll
6868  * effectively regress into bounded loop simulation logic and either reach
6869  * maximum number of instructions if loop is not provably convergent, or there
6870  * is some statically known limit on number of iterations (e.g., if there is
6871  * an explicit `if n > 100 then break;` statement somewhere in the loop).
6872  *
6873  * One very subtle but very important aspect is that we *always* simulate NULL
6874  * condition first (as the current state) before we simulate non-NULL case.
6875  * This has to do with intricacies of scalar precision tracking. By simulating
6876  * "exit condition" of iter_next() returning NULL first, we make sure all the
6877  * relevant precision marks *that will be set **after** we exit iterator loop*
6878  * are propagated backwards to common parent state of NULL and non-NULL
6879  * branches. Thanks to that, state equivalence checks done later in forked
6880  * state, when reaching iter_next() for ACTIVE iterator, can assume that
6881  * precision marks are finalized and won't change. Because simulating another
6882  * ACTIVE iterator iteration won't change them (because given same input
6883  * states we'll end up with exactly same output states which we are currently
6884  * comparing; and verification after the loop already propagated back what
6885  * needs to be **additionally** tracked as precise). It's subtle, grok
6886  * precision tracking for more intuitive understanding.
6887  */
6888 static int process_iter_next_call(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx,
6889                                   struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
6890 {
6891         struct bpf_verifier_state *cur_st = env->cur_state, *queued_st;
6892         struct bpf_func_state *cur_fr = cur_st->frame[cur_st->curframe], *queued_fr;
6893         struct bpf_reg_state *cur_iter, *queued_iter;
6894         int iter_frameno = meta->iter.frameno;
6895         int iter_spi = meta->iter.spi;
6896
6897         BTF_TYPE_EMIT(struct bpf_iter);
6898
6899         cur_iter = &env->cur_state->frame[iter_frameno]->stack[iter_spi].spilled_ptr;
6900
6901         if (cur_iter->iter.state != BPF_ITER_STATE_ACTIVE &&
6902             cur_iter->iter.state != BPF_ITER_STATE_DRAINED) {
6903                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected iterator state %d (%s)\n",
6904                         cur_iter->iter.state, iter_state_str(cur_iter->iter.state));
6905                 return -EFAULT;
6906         }
6907
6908         if (cur_iter->iter.state == BPF_ITER_STATE_ACTIVE) {
6909                 /* branch out active iter state */
6910                 queued_st = push_stack(env, insn_idx + 1, insn_idx, false);
6911                 if (!queued_st)
6912                         return -ENOMEM;
6913
6914                 queued_iter = &queued_st->frame[iter_frameno]->stack[iter_spi].spilled_ptr;
6915                 queued_iter->iter.state = BPF_ITER_STATE_ACTIVE;
6916                 queued_iter->iter.depth++;
6917
6918                 queued_fr = queued_st->frame[queued_st->curframe];
6919                 mark_ptr_not_null_reg(&queued_fr->regs[BPF_REG_0]);
6920         }
6921
6922         /* switch to DRAINED state, but keep the depth unchanged */
6923         /* mark current iter state as drained and assume returned NULL */
6924         cur_iter->iter.state = BPF_ITER_STATE_DRAINED;
6925         __mark_reg_const_zero(&cur_fr->regs[BPF_REG_0]);
6926
6927         return 0;
6928 }
6929
6930 static bool arg_type_is_mem_size(enum bpf_arg_type type)
6931 {
6932         return type == ARG_CONST_SIZE ||
6933                type == ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO;
6934 }
6935
6936 static bool arg_type_is_release(enum bpf_arg_type type)
6937 {
6938         return type & OBJ_RELEASE;
6939 }
6940
6941 static bool arg_type_is_dynptr(enum bpf_arg_type type)
6942 {
6943         return base_type(type) == ARG_PTR_TO_DYNPTR;
6944 }
6945
6946 static int int_ptr_type_to_size(enum bpf_arg_type type)
6947 {
6948         if (type == ARG_PTR_TO_INT)
6949                 return sizeof(u32);
6950         else if (type == ARG_PTR_TO_LONG)
6951                 return sizeof(u64);
6952
6953         return -EINVAL;
6954 }
6955
6956 static int resolve_map_arg_type(struct bpf_verifier_env *env,
6957                                  const struct bpf_call_arg_meta *meta,
6958                                  enum bpf_arg_type *arg_type)
6959 {
6960         if (!meta->map_ptr) {
6961                 /* kernel subsystem misconfigured verifier */
6962                 verbose(env, "invalid map_ptr to access map->type\n");
6963                 return -EACCES;
6964         }
6965
6966         switch (meta->map_ptr->map_type) {
6967         case BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP:
6968         case BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH:
6969                 if (*arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE) {
6970                         *arg_type = ARG_PTR_TO_BTF_ID_SOCK_COMMON;
6971                 } else {
6972                         verbose(env, "invalid arg_type for sockmap/sockhash\n");
6973                         return -EINVAL;
6974                 }
6975                 break;
6976         case BPF_MAP_TYPE_BLOOM_FILTER:
6977                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_map_peek_elem)
6978                         *arg_type = ARG_PTR_TO_MAP_VALUE;
6979                 break;
6980         default:
6981                 break;
6982         }
6983         return 0;
6984 }
6985
6986 struct bpf_reg_types {
6987         const enum bpf_reg_type types[10];
6988         u32 *btf_id;
6989 };
6990
6991 static const struct bpf_reg_types sock_types = {
6992         .types = {
6993                 PTR_TO_SOCK_COMMON,
6994                 PTR_TO_SOCKET,
6995                 PTR_TO_TCP_SOCK,
6996                 PTR_TO_XDP_SOCK,
6997         },
6998 };
6999
7000 #ifdef CONFIG_NET
7001 static const struct bpf_reg_types btf_id_sock_common_types = {
7002         .types = {
7003                 PTR_TO_SOCK_COMMON,
7004                 PTR_TO_SOCKET,
7005                 PTR_TO_TCP_SOCK,
7006                 PTR_TO_XDP_SOCK,
7007                 PTR_TO_BTF_ID,
7008                 PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED,
7009         },
7010         .btf_id = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_SOCK_COMMON],
7011 };
7012 #endif
7013
7014 static const struct bpf_reg_types mem_types = {
7015         .types = {
7016                 PTR_TO_STACK,
7017                 PTR_TO_PACKET,
7018                 PTR_TO_PACKET_META,
7019                 PTR_TO_MAP_KEY,
7020                 PTR_TO_MAP_VALUE,
7021                 PTR_TO_MEM,
7022                 PTR_TO_MEM | MEM_RINGBUF,
7023                 PTR_TO_BUF,
7024                 PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED,
7025         },
7026 };
7027
7028 static const struct bpf_reg_types int_ptr_types = {
7029         .types = {
7030                 PTR_TO_STACK,
7031                 PTR_TO_PACKET,
7032                 PTR_TO_PACKET_META,
7033                 PTR_TO_MAP_KEY,
7034                 PTR_TO_MAP_VALUE,
7035         },
7036 };
7037
7038 static const struct bpf_reg_types spin_lock_types = {
7039         .types = {
7040                 PTR_TO_MAP_VALUE,
7041                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC,
7042         }
7043 };
7044
7045 static const struct bpf_reg_types fullsock_types = { .types = { PTR_TO_SOCKET } };
7046 static const struct bpf_reg_types scalar_types = { .types = { SCALAR_VALUE } };
7047 static const struct bpf_reg_types context_types = { .types = { PTR_TO_CTX } };
7048 static const struct bpf_reg_types ringbuf_mem_types = { .types = { PTR_TO_MEM | MEM_RINGBUF } };
7049 static const struct bpf_reg_types const_map_ptr_types = { .types = { CONST_PTR_TO_MAP } };
7050 static const struct bpf_reg_types btf_ptr_types = {
7051         .types = {
7052                 PTR_TO_BTF_ID,
7053                 PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED,
7054                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_RCU,
7055         },
7056 };
7057 static const struct bpf_reg_types percpu_btf_ptr_types = {
7058         .types = {
7059                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU,
7060                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU | PTR_TRUSTED,
7061         }
7062 };
7063 static const struct bpf_reg_types func_ptr_types = { .types = { PTR_TO_FUNC } };
7064 static const struct bpf_reg_types stack_ptr_types = { .types = { PTR_TO_STACK } };
7065 static const struct bpf_reg_types const_str_ptr_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
7066 static const struct bpf_reg_types timer_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
7067 static const struct bpf_reg_types kptr_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
7068 static const struct bpf_reg_types dynptr_types = {
7069         .types = {
7070                 PTR_TO_STACK,
7071                 CONST_PTR_TO_DYNPTR,
7072         }
7073 };
7074
7075 static const struct bpf_reg_types *compatible_reg_types[__BPF_ARG_TYPE_MAX] = {
7076         [ARG_PTR_TO_MAP_KEY]            = &mem_types,
7077         [ARG_PTR_TO_MAP_VALUE]          = &mem_types,
7078         [ARG_CONST_SIZE]                = &scalar_types,
7079         [ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO]        = &scalar_types,
7080         [ARG_CONST_ALLOC_SIZE_OR_ZERO]  = &scalar_types,
7081         [ARG_CONST_MAP_PTR]             = &const_map_ptr_types,
7082         [ARG_PTR_TO_CTX]                = &context_types,
7083         [ARG_PTR_TO_SOCK_COMMON]        = &sock_types,
7084 #ifdef CONFIG_NET
7085         [ARG_PTR_TO_BTF_ID_SOCK_COMMON] = &btf_id_sock_common_types,
7086 #endif
7087         [ARG_PTR_TO_SOCKET]             = &fullsock_types,
7088         [ARG_PTR_TO_BTF_ID]             = &btf_ptr_types,
7089         [ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK]          = &spin_lock_types,
7090         [ARG_PTR_TO_MEM]                = &mem_types,
7091         [ARG_PTR_TO_RINGBUF_MEM]        = &ringbuf_mem_types,
7092         [ARG_PTR_TO_INT]                = &int_ptr_types,
7093         [ARG_PTR_TO_LONG]               = &int_ptr_types,
7094         [ARG_PTR_TO_PERCPU_BTF_ID]      = &percpu_btf_ptr_types,
7095         [ARG_PTR_TO_FUNC]               = &func_ptr_types,
7096         [ARG_PTR_TO_STACK]              = &stack_ptr_types,
7097         [ARG_PTR_TO_CONST_STR]          = &const_str_ptr_types,
7098         [ARG_PTR_TO_TIMER]              = &timer_types,
7099         [ARG_PTR_TO_KPTR]               = &kptr_types,
7100         [ARG_PTR_TO_DYNPTR]             = &dynptr_types,
7101 };
7102
7103 static int check_reg_type(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
7104                           enum bpf_arg_type arg_type,
7105                           const u32 *arg_btf_id,
7106                           struct bpf_call_arg_meta *meta)
7107 {
7108         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7109         enum bpf_reg_type expected, type = reg->type;
7110         const struct bpf_reg_types *compatible;
7111         int i, j;
7112
7113         compatible = compatible_reg_types[base_type(arg_type)];
7114         if (!compatible) {
7115                 verbose(env, "verifier internal error: unsupported arg type %d\n", arg_type);
7116                 return -EFAULT;
7117         }
7118
7119         /* ARG_PTR_TO_MEM + RDONLY is compatible with PTR_TO_MEM and PTR_TO_MEM + RDONLY,
7120          * but ARG_PTR_TO_MEM is compatible only with PTR_TO_MEM and NOT with PTR_TO_MEM + RDONLY
7121          *
7122          * Same for MAYBE_NULL:
7123          *
7124          * ARG_PTR_TO_MEM + MAYBE_NULL is compatible with PTR_TO_MEM and PTR_TO_MEM + MAYBE_NULL,
7125          * but ARG_PTR_TO_MEM is compatible only with PTR_TO_MEM but NOT with PTR_TO_MEM + MAYBE_NULL
7126          *
7127          * Therefore we fold these flags depending on the arg_type before comparison.
7128          */
7129         if (arg_type & MEM_RDONLY)
7130                 type &= ~MEM_RDONLY;
7131         if (arg_type & PTR_MAYBE_NULL)
7132                 type &= ~PTR_MAYBE_NULL;
7133
7134         if (meta->func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg && type & MEM_ALLOC)
7135                 type &= ~MEM_ALLOC;
7136
7137         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(compatible->types); i++) {
7138                 expected = compatible->types[i];
7139                 if (expected == NOT_INIT)
7140                         break;
7141
7142                 if (type == expected)
7143                         goto found;
7144         }
7145
7146         verbose(env, "R%d type=%s expected=", regno, reg_type_str(env, reg->type));
7147         for (j = 0; j + 1 < i; j++)
7148                 verbose(env, "%s, ", reg_type_str(env, compatible->types[j]));
7149         verbose(env, "%s\n", reg_type_str(env, compatible->types[j]));
7150         return -EACCES;
7151
7152 found:
7153         if (base_type(reg->type) != PTR_TO_BTF_ID)
7154                 return 0;
7155
7156         if (compatible == &mem_types) {
7157                 if (!(arg_type & MEM_RDONLY)) {
7158                         verbose(env,
7159                                 "%s() may write into memory pointed by R%d type=%s\n",
7160                                 func_id_name(meta->func_id),
7161                                 regno, reg_type_str(env, reg->type));
7162                         return -EACCES;
7163                 }
7164                 return 0;
7165         }
7166
7167         switch ((int)reg->type) {
7168         case PTR_TO_BTF_ID:
7169         case PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED:
7170         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_RCU:
7171         case PTR_TO_BTF_ID | PTR_MAYBE_NULL:
7172         case PTR_TO_BTF_ID | PTR_MAYBE_NULL | MEM_RCU:
7173         {
7174                 /* For bpf_sk_release, it needs to match against first member
7175                  * 'struct sock_common', hence make an exception for it. This
7176                  * allows bpf_sk_release to work for multiple socket types.
7177                  */
7178                 bool strict_type_match = arg_type_is_release(arg_type) &&
7179                                          meta->func_id != BPF_FUNC_sk_release;
7180
7181                 if (type_may_be_null(reg->type) &&
7182                     (!type_may_be_null(arg_type) || arg_type_is_release(arg_type))) {
7183                         verbose(env, "Possibly NULL pointer passed to helper arg%d\n", regno);
7184                         return -EACCES;
7185                 }
7186
7187                 if (!arg_btf_id) {
7188                         if (!compatible->btf_id) {
7189                                 verbose(env, "verifier internal error: missing arg compatible BTF ID\n");
7190                                 return -EFAULT;
7191                         }
7192                         arg_btf_id = compatible->btf_id;
7193                 }
7194
7195                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg) {
7196                         if (map_kptr_match_type(env, meta->kptr_field, reg, regno))
7197                                 return -EACCES;
7198                 } else {
7199                         if (arg_btf_id == BPF_PTR_POISON) {
7200                                 verbose(env, "verifier internal error:");
7201                                 verbose(env, "R%d has non-overwritten BPF_PTR_POISON type\n",
7202                                         regno);
7203                                 return -EACCES;
7204                         }
7205
7206                         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg->btf, reg->btf_id, reg->off,
7207                                                   btf_vmlinux, *arg_btf_id,
7208                                                   strict_type_match)) {
7209                                 verbose(env, "R%d is of type %s but %s is expected\n",
7210                                         regno, btf_type_name(reg->btf, reg->btf_id),
7211                                         btf_type_name(btf_vmlinux, *arg_btf_id));
7212                                 return -EACCES;
7213                         }
7214                 }
7215                 break;
7216         }
7217         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC:
7218                 if (meta->func_id != BPF_FUNC_spin_lock && meta->func_id != BPF_FUNC_spin_unlock &&
7219                     meta->func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg) {
7220                         verbose(env, "verifier internal error: unimplemented handling of MEM_ALLOC\n");
7221                         return -EFAULT;
7222                 }
7223                 /* Handled by helper specific checks */
7224                 break;
7225         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU:
7226         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU | PTR_TRUSTED:
7227                 /* Handled by helper specific checks */
7228                 break;
7229         default:
7230                 verbose(env, "verifier internal error: invalid PTR_TO_BTF_ID register for type match\n");
7231                 return -EFAULT;
7232         }
7233         return 0;
7234 }
7235
7236 static struct btf_field *
7237 reg_find_field_offset(const struct bpf_reg_state *reg, s32 off, u32 fields)
7238 {
7239         struct btf_field *field;
7240         struct btf_record *rec;
7241
7242         rec = reg_btf_record(reg);
7243         if (!rec)
7244                 return NULL;
7245
7246         field = btf_record_find(rec, off, fields);
7247         if (!field)
7248                 return NULL;
7249
7250         return field;
7251 }
7252
7253 int check_func_arg_reg_off(struct bpf_verifier_env *env,
7254                            const struct bpf_reg_state *reg, int regno,
7255                            enum bpf_arg_type arg_type)
7256 {
7257         u32 type = reg->type;
7258
7259         /* When referenced register is passed to release function, its fixed
7260          * offset must be 0.
7261          *
7262          * We will check arg_type_is_release reg has ref_obj_id when storing
7263          * meta->release_regno.
7264          */
7265         if (arg_type_is_release(arg_type)) {
7266                 /* ARG_PTR_TO_DYNPTR with OBJ_RELEASE is a bit special, as it
7267                  * may not directly point to the object being released, but to
7268                  * dynptr pointing to such object, which might be at some offset
7269                  * on the stack. In that case, we simply to fallback to the
7270                  * default handling.
7271                  */
7272                 if (arg_type_is_dynptr(arg_type) && type == PTR_TO_STACK)
7273                         return 0;
7274
7275                 if ((type_is_ptr_alloc_obj(type) || type_is_non_owning_ref(type)) && reg->off) {
7276                         if (reg_find_field_offset(reg, reg->off, BPF_GRAPH_NODE_OR_ROOT))
7277                                 return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, true);
7278
7279                         verbose(env, "R%d must have zero offset when passed to release func\n",
7280                                 regno);
7281                         verbose(env, "No graph node or root found at R%d type:%s off:%d\n", regno,
7282                                 btf_type_name(reg->btf, reg->btf_id), reg->off);
7283                         return -EINVAL;
7284                 }
7285
7286                 /* Doing check_ptr_off_reg check for the offset will catch this
7287                  * because fixed_off_ok is false, but checking here allows us
7288                  * to give the user a better error message.
7289                  */
7290                 if (reg->off) {
7291                         verbose(env, "R%d must have zero offset when passed to release func or trusted arg to kfunc\n",
7292                                 regno);
7293                         return -EINVAL;
7294                 }
7295                 return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, false);
7296         }
7297
7298         switch (type) {
7299         /* Pointer types where both fixed and variable offset is explicitly allowed: */
7300         case PTR_TO_STACK:
7301         case PTR_TO_PACKET:
7302         case PTR_TO_PACKET_META:
7303         case PTR_TO_MAP_KEY:
7304         case PTR_TO_MAP_VALUE:
7305         case PTR_TO_MEM:
7306         case PTR_TO_MEM | MEM_RDONLY:
7307         case PTR_TO_MEM | MEM_RINGBUF:
7308         case PTR_TO_BUF:
7309         case PTR_TO_BUF | MEM_RDONLY:
7310         case SCALAR_VALUE:
7311                 return 0;
7312         /* All the rest must be rejected, except PTR_TO_BTF_ID which allows
7313          * fixed offset.
7314          */
7315         case PTR_TO_BTF_ID:
7316         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC:
7317         case PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED:
7318         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_RCU:
7319         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | NON_OWN_REF:
7320                 /* When referenced PTR_TO_BTF_ID is passed to release function,
7321                  * its fixed offset must be 0. In the other cases, fixed offset
7322                  * can be non-zero. This was already checked above. So pass
7323                  * fixed_off_ok as true to allow fixed offset for all other
7324                  * cases. var_off always must be 0 for PTR_TO_BTF_ID, hence we
7325                  * still need to do checks instead of returning.
7326                  */
7327                 return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, true);
7328         default:
7329                 return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, false);
7330         }
7331 }
7332
7333 static struct bpf_reg_state *get_dynptr_arg_reg(struct bpf_verifier_env *env,
7334                                                 const struct bpf_func_proto *fn,
7335                                                 struct bpf_reg_state *regs)
7336 {
7337         struct bpf_reg_state *state = NULL;
7338         int i;
7339
7340         for (i = 0; i < MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS; i++)
7341                 if (arg_type_is_dynptr(fn->arg_type[i])) {
7342                         if (state) {
7343                                 verbose(env, "verifier internal error: multiple dynptr args\n");
7344                                 return NULL;
7345                         }
7346                         state = &regs[BPF_REG_1 + i];
7347                 }
7348
7349         if (!state)
7350                 verbose(env, "verifier internal error: no dynptr arg found\n");
7351
7352         return state;
7353 }
7354
7355 static int dynptr_id(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
7356 {
7357         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
7358         int spi;
7359
7360         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
7361                 return reg->id;
7362         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
7363         if (spi < 0)
7364                 return spi;
7365         return state->stack[spi].spilled_ptr.id;
7366 }
7367
7368 static int dynptr_ref_obj_id(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
7369 {
7370         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
7371         int spi;
7372
7373         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
7374                 return reg->ref_obj_id;
7375         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
7376         if (spi < 0)
7377                 return spi;
7378         return state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id;
7379 }
7380
7381 static enum bpf_dynptr_type dynptr_get_type(struct bpf_verifier_env *env,
7382                                             struct bpf_reg_state *reg)
7383 {
7384         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
7385         int spi;
7386
7387         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
7388                 return reg->dynptr.type;
7389
7390         spi = __get_spi(reg->off);
7391         if (spi < 0) {
7392                 verbose(env, "verifier internal error: invalid spi when querying dynptr type\n");
7393                 return BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID;
7394         }
7395
7396         return state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type;
7397 }
7398
7399 static int check_func_arg(struct bpf_verifier_env *env, u32 arg,
7400                           struct bpf_call_arg_meta *meta,
7401                           const struct bpf_func_proto *fn,
7402                           int insn_idx)
7403 {
7404         u32 regno = BPF_REG_1 + arg;
7405         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7406         enum bpf_arg_type arg_type = fn->arg_type[arg];
7407         enum bpf_reg_type type = reg->type;
7408         u32 *arg_btf_id = NULL;
7409         int err = 0;
7410
7411         if (arg_type == ARG_DONTCARE)
7412                 return 0;
7413
7414         err = check_reg_arg(env, regno, SRC_OP);
7415         if (err)
7416                 return err;
7417
7418         if (arg_type == ARG_ANYTHING) {
7419                 if (is_pointer_value(env, regno)) {
7420                         verbose(env, "R%d leaks addr into helper function\n",
7421                                 regno);
7422                         return -EACCES;
7423                 }
7424                 return 0;
7425         }
7426
7427         if (type_is_pkt_pointer(type) &&
7428             !may_access_direct_pkt_data(env, meta, BPF_READ)) {
7429                 verbose(env, "helper access to the packet is not allowed\n");
7430                 return -EACCES;
7431         }
7432
7433         if (base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE) {
7434                 err = resolve_map_arg_type(env, meta, &arg_type);
7435                 if (err)
7436                         return err;
7437         }
7438
7439         if (register_is_null(reg) && type_may_be_null(arg_type))
7440                 /* A NULL register has a SCALAR_VALUE type, so skip
7441                  * type checking.
7442                  */
7443                 goto skip_type_check;
7444
7445         /* arg_btf_id and arg_size are in a union. */
7446         if (base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_BTF_ID ||
7447             base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK)
7448                 arg_btf_id = fn->arg_btf_id[arg];
7449
7450         err = check_reg_type(env, regno, arg_type, arg_btf_id, meta);
7451         if (err)
7452                 return err;
7453
7454         err = check_func_arg_reg_off(env, reg, regno, arg_type);
7455         if (err)
7456                 return err;
7457
7458 skip_type_check:
7459         if (arg_type_is_release(arg_type)) {
7460                 if (arg_type_is_dynptr(arg_type)) {
7461                         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
7462                         int spi;
7463
7464                         /* Only dynptr created on stack can be released, thus
7465                          * the get_spi and stack state checks for spilled_ptr
7466                          * should only be done before process_dynptr_func for
7467                          * PTR_TO_STACK.
7468                          */
7469                         if (reg->type == PTR_TO_STACK) {
7470                                 spi = dynptr_get_spi(env, reg);
7471                                 if (spi < 0 || !state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id) {
7472                                         verbose(env, "arg %d is an unacquired reference\n", regno);
7473                                         return -EINVAL;
7474                                 }
7475                         } else {
7476                                 verbose(env, "cannot release unowned const bpf_dynptr\n");
7477                                 return -EINVAL;
7478                         }
7479                 } else if (!reg->ref_obj_id && !register_is_null(reg)) {
7480                         verbose(env, "R%d must be referenced when passed to release function\n",
7481                                 regno);
7482                         return -EINVAL;
7483                 }
7484                 if (meta->release_regno) {
7485                         verbose(env, "verifier internal error: more than one release argument\n");
7486                         return -EFAULT;
7487                 }
7488                 meta->release_regno = regno;
7489         }
7490
7491         if (reg->ref_obj_id) {
7492                 if (meta->ref_obj_id) {
7493                         verbose(env, "verifier internal error: more than one arg with ref_obj_id R%d %u %u\n",
7494                                 regno, reg->ref_obj_id,
7495                                 meta->ref_obj_id);
7496                         return -EFAULT;
7497                 }
7498                 meta->ref_obj_id = reg->ref_obj_id;
7499         }
7500
7501         switch (base_type(arg_type)) {
7502         case ARG_CONST_MAP_PTR:
7503                 /* bpf_map_xxx(map_ptr) call: remember that map_ptr */
7504                 if (meta->map_ptr) {
7505                         /* Use map_uid (which is unique id of inner map) to reject:
7506                          * inner_map1 = bpf_map_lookup_elem(outer_map, key1)
7507                          * inner_map2 = bpf_map_lookup_elem(outer_map, key2)
7508                          * if (inner_map1 && inner_map2) {
7509                          *     timer = bpf_map_lookup_elem(inner_map1);
7510                          *     if (timer)
7511                          *         // mismatch would have been allowed
7512                          *         bpf_timer_init(timer, inner_map2);
7513                          * }
7514                          *
7515                          * Comparing map_ptr is enough to distinguish normal and outer maps.
7516                          */
7517                         if (meta->map_ptr != reg->map_ptr ||
7518                             meta->map_uid != reg->map_uid) {
7519                                 verbose(env,
7520                                         "timer pointer in R1 map_uid=%d doesn't match map pointer in R2 map_uid=%d\n",
7521                                         meta->map_uid, reg->map_uid);
7522                                 return -EINVAL;
7523                         }
7524                 }
7525                 meta->map_ptr = reg->map_ptr;
7526                 meta->map_uid = reg->map_uid;
7527                 break;
7528         case ARG_PTR_TO_MAP_KEY:
7529                 /* bpf_map_xxx(..., map_ptr, ..., key) call:
7530                  * check that [key, key + map->key_size) are within
7531                  * stack limits and initialized
7532                  */
7533                 if (!meta->map_ptr) {
7534                         /* in function declaration map_ptr must come before
7535                          * map_key, so that it's verified and known before
7536                          * we have to check map_key here. Otherwise it means
7537                          * that kernel subsystem misconfigured verifier
7538                          */
7539                         verbose(env, "invalid map_ptr to access map->key\n");
7540                         return -EACCES;
7541                 }
7542                 err = check_helper_mem_access(env, regno,
7543                                               meta->map_ptr->key_size, false,
7544                                               NULL);
7545                 break;
7546         case ARG_PTR_TO_MAP_VALUE:
7547                 if (type_may_be_null(arg_type) && register_is_null(reg))
7548                         return 0;
7549
7550                 /* bpf_map_xxx(..., map_ptr, ..., value) call:
7551                  * check [value, value + map->value_size) validity
7552                  */
7553                 if (!meta->map_ptr) {
7554                         /* kernel subsystem misconfigured verifier */
7555                         verbose(env, "invalid map_ptr to access map->value\n");
7556                         return -EACCES;
7557                 }
7558                 meta->raw_mode = arg_type & MEM_UNINIT;
7559                 err = check_helper_mem_access(env, regno,
7560                                               meta->map_ptr->value_size, false,
7561                                               meta);
7562                 break;
7563         case ARG_PTR_TO_PERCPU_BTF_ID:
7564                 if (!reg->btf_id) {
7565                         verbose(env, "Helper has invalid btf_id in R%d\n", regno);
7566                         return -EACCES;
7567                 }
7568                 meta->ret_btf = reg->btf;
7569                 meta->ret_btf_id = reg->btf_id;
7570                 break;
7571         case ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK:
7572                 if (in_rbtree_lock_required_cb(env)) {
7573                         verbose(env, "can't spin_{lock,unlock} in rbtree cb\n");
7574                         return -EACCES;
7575                 }
7576                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_spin_lock) {
7577                         err = process_spin_lock(env, regno, true);
7578                         if (err)
7579                                 return err;
7580                 } else if (meta->func_id == BPF_FUNC_spin_unlock) {
7581                         err = process_spin_lock(env, regno, false);
7582                         if (err)
7583                                 return err;
7584                 } else {
7585                         verbose(env, "verifier internal error\n");
7586                         return -EFAULT;
7587                 }
7588                 break;
7589         case ARG_PTR_TO_TIMER:
7590                 err = process_timer_func(env, regno, meta);
7591                 if (err)
7592                         return err;
7593                 break;
7594         case ARG_PTR_TO_FUNC:
7595                 meta->subprogno = reg->subprogno;
7596                 break;
7597         case ARG_PTR_TO_MEM:
7598                 /* The access to this pointer is only checked when we hit the
7599                  * next is_mem_size argument below.
7600                  */
7601                 meta->raw_mode = arg_type & MEM_UNINIT;
7602                 if (arg_type & MEM_FIXED_SIZE) {
7603                         err = check_helper_mem_access(env, regno,
7604                                                       fn->arg_size[arg], false,
7605                                                       meta);
7606                 }
7607                 break;
7608         case ARG_CONST_SIZE:
7609                 err = check_mem_size_reg(env, reg, regno, false, meta);
7610                 break;
7611         case ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO:
7612                 err = check_mem_size_reg(env, reg, regno, true, meta);
7613                 break;
7614         case ARG_PTR_TO_DYNPTR:
7615                 err = process_dynptr_func(env, regno, insn_idx, arg_type);
7616                 if (err)
7617                         return err;
7618                 break;
7619         case ARG_CONST_ALLOC_SIZE_OR_ZERO:
7620                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
7621                         verbose(env, "R%d is not a known constant'\n",
7622                                 regno);
7623                         return -EACCES;
7624                 }
7625                 meta->mem_size = reg->var_off.value;
7626                 err = mark_chain_precision(env, regno);
7627                 if (err)
7628                         return err;
7629                 break;
7630         case ARG_PTR_TO_INT:
7631         case ARG_PTR_TO_LONG:
7632         {
7633                 int size = int_ptr_type_to_size(arg_type);
7634
7635                 err = check_helper_mem_access(env, regno, size, false, meta);
7636                 if (err)
7637                         return err;
7638                 err = check_ptr_alignment(env, reg, 0, size, true);
7639                 break;
7640         }
7641         case ARG_PTR_TO_CONST_STR:
7642         {
7643                 struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
7644                 int map_off;
7645                 u64 map_addr;
7646                 char *str_ptr;
7647
7648                 if (!bpf_map_is_rdonly(map)) {
7649                         verbose(env, "R%d does not point to a readonly map'\n", regno);
7650                         return -EACCES;
7651                 }
7652
7653                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
7654                         verbose(env, "R%d is not a constant address'\n", regno);
7655                         return -EACCES;
7656                 }
7657
7658                 if (!map->ops->map_direct_value_addr) {
7659                         verbose(env, "no direct value access support for this map type\n");
7660                         return -EACCES;
7661                 }
7662
7663                 err = check_map_access(env, regno, reg->off,
7664                                        map->value_size - reg->off, false,
7665                                        ACCESS_HELPER);
7666                 if (err)
7667                         return err;
7668
7669                 map_off = reg->off + reg->var_off.value;
7670                 err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &map_addr, map_off);
7671                 if (err) {
7672                         verbose(env, "direct value access on string failed\n");
7673                         return err;
7674                 }
7675
7676                 str_ptr = (char *)(long)(map_addr);
7677                 if (!strnchr(str_ptr + map_off, map->value_size - map_off, 0)) {
7678                         verbose(env, "string is not zero-terminated\n");
7679                         return -EINVAL;
7680                 }
7681                 break;
7682         }
7683         case ARG_PTR_TO_KPTR:
7684                 err = process_kptr_func(env, regno, meta);
7685                 if (err)
7686                         return err;
7687                 break;
7688         }
7689
7690         return err;
7691 }
7692
7693 static bool may_update_sockmap(struct bpf_verifier_env *env, int func_id)
7694 {
7695         enum bpf_attach_type eatype = env->prog->expected_attach_type;
7696         enum bpf_prog_type type = resolve_prog_type(env->prog);
7697
7698         if (func_id != BPF_FUNC_map_update_elem)
7699                 return false;
7700
7701         /* It's not possible to get access to a locked struct sock in these
7702          * contexts, so updating is safe.
7703          */
7704         switch (type) {
7705         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
7706                 if (eatype == BPF_TRACE_ITER)
7707                         return true;
7708                 break;
7709         case BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER:
7710         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
7711         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
7712         case BPF_PROG_TYPE_XDP:
7713         case BPF_PROG_TYPE_SK_REUSEPORT:
7714         case BPF_PROG_TYPE_FLOW_DISSECTOR:
7715         case BPF_PROG_TYPE_SK_LOOKUP:
7716                 return true;
7717         default:
7718                 break;
7719         }
7720
7721         verbose(env, "cannot update sockmap in this context\n");
7722         return false;
7723 }
7724
7725 static bool allow_tail_call_in_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
7726 {
7727         return env->prog->jit_requested &&
7728                bpf_jit_supports_subprog_tailcalls();
7729 }
7730
7731 static int check_map_func_compatibility(struct bpf_verifier_env *env,
7732                                         struct bpf_map *map, int func_id)
7733 {
7734         if (!map)
7735                 return 0;
7736
7737         /* We need a two way check, first is from map perspective ... */
7738         switch (map->map_type) {
7739         case BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY:
7740                 if (func_id != BPF_FUNC_tail_call)
7741                         goto error;
7742                 break;
7743         case BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY:
7744                 if (func_id != BPF_FUNC_perf_event_read &&
7745                     func_id != BPF_FUNC_perf_event_output &&
7746                     func_id != BPF_FUNC_skb_output &&
7747                     func_id != BPF_FUNC_perf_event_read_value &&
7748                     func_id != BPF_FUNC_xdp_output)
7749                         goto error;
7750                 break;
7751         case BPF_MAP_TYPE_RINGBUF:
7752                 if (func_id != BPF_FUNC_ringbuf_output &&
7753                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_reserve &&
7754                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_query &&
7755                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_reserve_dynptr &&
7756                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_submit_dynptr &&
7757                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_discard_dynptr)
7758                         goto error;
7759                 break;
7760         case BPF_MAP_TYPE_USER_RINGBUF:
7761                 if (func_id != BPF_FUNC_user_ringbuf_drain)
7762                         goto error;
7763                 break;
7764         case BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE:
7765                 if (func_id != BPF_FUNC_get_stackid)
7766                         goto error;
7767                 break;
7768         case BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY:
7769                 if (func_id != BPF_FUNC_skb_under_cgroup &&
7770                     func_id != BPF_FUNC_current_task_under_cgroup)
7771                         goto error;
7772                 break;
7773         case BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE:
7774         case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE:
7775                 if (func_id != BPF_FUNC_get_local_storage)
7776                         goto error;
7777                 break;
7778         case BPF_MAP_TYPE_DEVMAP:
7779         case BPF_MAP_TYPE_DEVMAP_HASH:
7780                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
7781                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
7782                         goto error;
7783                 break;
7784         /* Restrict bpf side of cpumap and xskmap, open when use-cases
7785          * appear.
7786          */
7787         case BPF_MAP_TYPE_CPUMAP:
7788                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map)
7789                         goto error;
7790                 break;
7791         case BPF_MAP_TYPE_XSKMAP:
7792                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
7793                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
7794                         goto error;
7795                 break;
7796         case BPF_MAP_TYPE_ARRAY_OF_MAPS:
7797         case BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS:
7798                 if (func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
7799                         goto error;
7800                 break;
7801         case BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP:
7802                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_redirect_map &&
7803                     func_id != BPF_FUNC_sock_map_update &&
7804                     func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
7805                     func_id != BPF_FUNC_msg_redirect_map &&
7806                     func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport &&
7807                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
7808                     !may_update_sockmap(env, func_id))
7809                         goto error;
7810                 break;
7811         case BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH:
7812                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_redirect_hash &&
7813                     func_id != BPF_FUNC_sock_hash_update &&
7814                     func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
7815                     func_id != BPF_FUNC_msg_redirect_hash &&
7816                     func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport &&
7817                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
7818                     !may_update_sockmap(env, func_id))
7819                         goto error;
7820                 break;
7821         case BPF_MAP_TYPE_REUSEPORT_SOCKARRAY:
7822                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport)
7823                         goto error;
7824                 break;
7825         case BPF_MAP_TYPE_QUEUE:
7826         case BPF_MAP_TYPE_STACK:
7827                 if (func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
7828                     func_id != BPF_FUNC_map_pop_elem &&
7829                     func_id != BPF_FUNC_map_push_elem)
7830                         goto error;
7831                 break;
7832         case BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE:
7833                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_storage_get &&
7834                     func_id != BPF_FUNC_sk_storage_delete &&
7835                     func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg)
7836                         goto error;
7837                 break;
7838         case BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE:
7839                 if (func_id != BPF_FUNC_inode_storage_get &&
7840                     func_id != BPF_FUNC_inode_storage_delete &&
7841                     func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg)
7842                         goto error;
7843                 break;
7844         case BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE:
7845                 if (func_id != BPF_FUNC_task_storage_get &&
7846                     func_id != BPF_FUNC_task_storage_delete &&
7847                     func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg)
7848                         goto error;
7849                 break;
7850         case BPF_MAP_TYPE_CGRP_STORAGE:
7851                 if (func_id != BPF_FUNC_cgrp_storage_get &&
7852                     func_id != BPF_FUNC_cgrp_storage_delete &&
7853                     func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg)
7854                         goto error;
7855                 break;
7856         case BPF_MAP_TYPE_BLOOM_FILTER:
7857                 if (func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
7858                     func_id != BPF_FUNC_map_push_elem)
7859                         goto error;
7860                 break;
7861         default:
7862                 break;
7863         }
7864
7865         /* ... and second from the function itself. */
7866         switch (func_id) {
7867         case BPF_FUNC_tail_call:
7868                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY)
7869                         goto error;
7870                 if (env->subprog_cnt > 1 && !allow_tail_call_in_subprogs(env)) {
7871                         verbose(env, "tail_calls are not allowed in non-JITed programs with bpf-to-bpf calls\n");
7872                         return -EINVAL;
7873                 }
7874                 break;
7875         case BPF_FUNC_perf_event_read:
7876         case BPF_FUNC_perf_event_output:
7877         case BPF_FUNC_perf_event_read_value:
7878         case BPF_FUNC_skb_output:
7879         case BPF_FUNC_xdp_output:
7880                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY)
7881                         goto error;
7882                 break;
7883         case BPF_FUNC_ringbuf_output:
7884         case BPF_FUNC_ringbuf_reserve:
7885         case BPF_FUNC_ringbuf_query:
7886         case BPF_FUNC_ringbuf_reserve_dynptr:
7887         case BPF_FUNC_ringbuf_submit_dynptr:
7888         case BPF_FUNC_ringbuf_discard_dynptr:
7889                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_RINGBUF)
7890                         goto error;
7891                 break;
7892         case BPF_FUNC_user_ringbuf_drain:
7893                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_USER_RINGBUF)
7894                         goto error;
7895                 break;
7896         case BPF_FUNC_get_stackid:
7897                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE)
7898                         goto error;
7899                 break;
7900         case BPF_FUNC_current_task_under_cgroup:
7901         case BPF_FUNC_skb_under_cgroup:
7902                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY)
7903                         goto error;
7904                 break;
7905         case BPF_FUNC_redirect_map:
7906                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_DEVMAP &&
7907                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_DEVMAP_HASH &&
7908                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CPUMAP &&
7909                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_XSKMAP)
7910                         goto error;
7911                 break;
7912         case BPF_FUNC_sk_redirect_map:
7913         case BPF_FUNC_msg_redirect_map:
7914         case BPF_FUNC_sock_map_update:
7915                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP)
7916                         goto error;
7917                 break;
7918         case BPF_FUNC_sk_redirect_hash:
7919         case BPF_FUNC_msg_redirect_hash:
7920         case BPF_FUNC_sock_hash_update:
7921                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH)
7922                         goto error;
7923                 break;
7924         case BPF_FUNC_get_local_storage:
7925                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE &&
7926                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE)
7927                         goto error;
7928                 break;
7929         case BPF_FUNC_sk_select_reuseport:
7930                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_REUSEPORT_SOCKARRAY &&
7931                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP &&
7932                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH)
7933                         goto error;
7934                 break;
7935         case BPF_FUNC_map_pop_elem:
7936                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_QUEUE &&
7937                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK)
7938                         goto error;
7939                 break;
7940         case BPF_FUNC_map_peek_elem:
7941         case BPF_FUNC_map_push_elem:
7942                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_QUEUE &&
7943                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK &&
7944                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_BLOOM_FILTER)
7945                         goto error;
7946                 break;
7947         case BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem:
7948                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_ARRAY &&
7949                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH &&
7950                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_LRU_PERCPU_HASH)
7951                         goto error;
7952                 break;
7953         case BPF_FUNC_sk_storage_get:
7954         case BPF_FUNC_sk_storage_delete:
7955                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE)
7956                         goto error;
7957                 break;
7958         case BPF_FUNC_inode_storage_get:
7959         case BPF_FUNC_inode_storage_delete:
7960                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE)
7961                         goto error;
7962                 break;
7963         case BPF_FUNC_task_storage_get:
7964         case BPF_FUNC_task_storage_delete:
7965                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE)
7966                         goto error;
7967                 break;
7968         case BPF_FUNC_cgrp_storage_get:
7969         case BPF_FUNC_cgrp_storage_delete:
7970                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGRP_STORAGE)
7971                         goto error;
7972                 break;
7973         default:
7974                 break;
7975         }
7976
7977         return 0;
7978 error:
7979         verbose(env, "cannot pass map_type %d into func %s#%d\n",
7980                 map->map_type, func_id_name(func_id), func_id);
7981         return -EINVAL;
7982 }
7983
7984 static bool check_raw_mode_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
7985 {
7986         int count = 0;
7987
7988         if (fn->arg1_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
7989                 count++;
7990         if (fn->arg2_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
7991                 count++;
7992         if (fn->arg3_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
7993                 count++;
7994         if (fn->arg4_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
7995                 count++;
7996         if (fn->arg5_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
7997                 count++;
7998
7999         /* We only support one arg being in raw mode at the moment,
8000          * which is sufficient for the helper functions we have
8001          * right now.
8002          */
8003         return count <= 1;
8004 }
8005
8006 static bool check_args_pair_invalid(const struct bpf_func_proto *fn, int arg)
8007 {
8008         bool is_fixed = fn->arg_type[arg] & MEM_FIXED_SIZE;
8009         bool has_size = fn->arg_size[arg] != 0;
8010         bool is_next_size = false;
8011
8012         if (arg + 1 < ARRAY_SIZE(fn->arg_type))
8013                 is_next_size = arg_type_is_mem_size(fn->arg_type[arg + 1]);
8014
8015         if (base_type(fn->arg_type[arg]) != ARG_PTR_TO_MEM)
8016                 return is_next_size;
8017
8018         return has_size == is_next_size || is_next_size == is_fixed;
8019 }
8020
8021 static bool check_arg_pair_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
8022 {
8023         /* bpf_xxx(..., buf, len) call will access 'len'
8024          * bytes from memory 'buf'. Both arg types need
8025          * to be paired, so make sure there's no buggy
8026          * helper function specification.
8027          */
8028         if (arg_type_is_mem_size(fn->arg1_type) ||
8029             check_args_pair_invalid(fn, 0) ||
8030             check_args_pair_invalid(fn, 1) ||
8031             check_args_pair_invalid(fn, 2) ||
8032             check_args_pair_invalid(fn, 3) ||
8033             check_args_pair_invalid(fn, 4))
8034                 return false;
8035
8036         return true;
8037 }
8038
8039 static bool check_btf_id_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
8040 {
8041         int i;
8042
8043         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(fn->arg_type); i++) {
8044                 if (base_type(fn->arg_type[i]) == ARG_PTR_TO_BTF_ID)
8045                         return !!fn->arg_btf_id[i];
8046                 if (base_type(fn->arg_type[i]) == ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK)
8047                         return fn->arg_btf_id[i] == BPF_PTR_POISON;
8048                 if (base_type(fn->arg_type[i]) != ARG_PTR_TO_BTF_ID && fn->arg_btf_id[i] &&
8049                     /* arg_btf_id and arg_size are in a union. */
8050                     (base_type(fn->arg_type[i]) != ARG_PTR_TO_MEM ||
8051                      !(fn->arg_type[i] & MEM_FIXED_SIZE)))
8052                         return false;
8053         }
8054
8055         return true;
8056 }
8057
8058 static int check_func_proto(const struct bpf_func_proto *fn, int func_id)
8059 {
8060         return check_raw_mode_ok(fn) &&
8061                check_arg_pair_ok(fn) &&
8062                check_btf_id_ok(fn) ? 0 : -EINVAL;
8063 }
8064
8065 /* Packet data might have moved, any old PTR_TO_PACKET[_META,_END]
8066  * are now invalid, so turn them into unknown SCALAR_VALUE.
8067  *
8068  * This also applies to dynptr slices belonging to skb and xdp dynptrs,
8069  * since these slices point to packet data.
8070  */
8071 static void clear_all_pkt_pointers(struct bpf_verifier_env *env)
8072 {
8073         struct bpf_func_state *state;
8074         struct bpf_reg_state *reg;
8075
8076         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, state, reg, ({
8077                 if (reg_is_pkt_pointer_any(reg) || reg_is_dynptr_slice_pkt(reg))
8078                         mark_reg_invalid(env, reg);
8079         }));
8080 }
8081
8082 enum {
8083         AT_PKT_END = -1,
8084         BEYOND_PKT_END = -2,
8085 };
8086
8087 static void mark_pkt_end(struct bpf_verifier_state *vstate, int regn, bool range_open)
8088 {
8089         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
8090         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regn];
8091
8092         if (reg->type != PTR_TO_PACKET)
8093                 /* PTR_TO_PACKET_META is not supported yet */
8094                 return;
8095
8096         /* The 'reg' is pkt > pkt_end or pkt >= pkt_end.
8097          * How far beyond pkt_end it goes is unknown.
8098          * if (!range_open) it's the case of pkt >= pkt_end
8099          * if (range_open) it's the case of pkt > pkt_end
8100          * hence this pointer is at least 1 byte bigger than pkt_end
8101          */
8102         if (range_open)
8103                 reg->range = BEYOND_PKT_END;
8104         else
8105                 reg->range = AT_PKT_END;
8106 }
8107
8108 /* The pointer with the specified id has released its reference to kernel
8109  * resources. Identify all copies of the same pointer and clear the reference.
8110  */
8111 static int release_reference(struct bpf_verifier_env *env,
8112                              int ref_obj_id)
8113 {
8114         struct bpf_func_state *state;
8115         struct bpf_reg_state *reg;
8116         int err;
8117
8118         err = release_reference_state(cur_func(env), ref_obj_id);
8119         if (err)
8120                 return err;
8121
8122         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, state, reg, ({
8123                 if (reg->ref_obj_id == ref_obj_id)
8124                         mark_reg_invalid(env, reg);
8125         }));
8126
8127         return 0;
8128 }
8129
8130 static void invalidate_non_owning_refs(struct bpf_verifier_env *env)
8131 {
8132         struct bpf_func_state *unused;
8133         struct bpf_reg_state *reg;
8134
8135         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, unused, reg, ({
8136                 if (type_is_non_owning_ref(reg->type))
8137                         mark_reg_invalid(env, reg);
8138         }));
8139 }
8140
8141 static void clear_caller_saved_regs(struct bpf_verifier_env *env,
8142                                     struct bpf_reg_state *regs)
8143 {
8144         int i;
8145
8146         /* after the call registers r0 - r5 were scratched */
8147         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
8148                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
8149                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
8150         }
8151 }
8152
8153 typedef int (*set_callee_state_fn)(struct bpf_verifier_env *env,
8154                                    struct bpf_func_state *caller,
8155                                    struct bpf_func_state *callee,
8156                                    int insn_idx);
8157
8158 static int set_callee_state(struct bpf_verifier_env *env,
8159                             struct bpf_func_state *caller,
8160                             struct bpf_func_state *callee, int insn_idx);
8161
8162 static bool is_callback_calling_kfunc(u32 btf_id);
8163
8164 static int __check_func_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
8165                              int *insn_idx, int subprog,
8166                              set_callee_state_fn set_callee_state_cb)
8167 {
8168         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
8169         struct bpf_func_info_aux *func_info_aux;
8170         struct bpf_func_state *caller, *callee;
8171         int err;
8172         bool is_global = false;
8173
8174         if (state->curframe + 1 >= MAX_CALL_FRAMES) {
8175                 verbose(env, "the call stack of %d frames is too deep\n",
8176                         state->curframe + 2);
8177                 return -E2BIG;
8178         }
8179
8180         caller = state->frame[state->curframe];
8181         if (state->frame[state->curframe + 1]) {
8182                 verbose(env, "verifier bug. Frame %d already allocated\n",
8183                         state->curframe + 1);
8184                 return -EFAULT;
8185         }
8186
8187         func_info_aux = env->prog->aux->func_info_aux;
8188         if (func_info_aux)
8189                 is_global = func_info_aux[subprog].linkage == BTF_FUNC_GLOBAL;
8190         err = btf_check_subprog_call(env, subprog, caller->regs);
8191         if (err == -EFAULT)
8192                 return err;
8193         if (is_global) {
8194                 if (err) {
8195                         verbose(env, "Caller passes invalid args into func#%d\n",
8196                                 subprog);
8197                         return err;
8198                 } else {
8199                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
8200                                 verbose(env,
8201                                         "Func#%d is global and valid. Skipping.\n",
8202                                         subprog);
8203                         clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
8204
8205                         /* All global functions return a 64-bit SCALAR_VALUE */
8206                         mark_reg_unknown(env, caller->regs, BPF_REG_0);
8207                         caller->regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
8208
8209                         /* continue with next insn after call */
8210                         return 0;
8211                 }
8212         }
8213
8214         /* set_callee_state is used for direct subprog calls, but we are
8215          * interested in validating only BPF helpers that can call subprogs as
8216          * callbacks
8217          */
8218         if (set_callee_state_cb != set_callee_state) {
8219                 if (bpf_pseudo_kfunc_call(insn) &&
8220                     !is_callback_calling_kfunc(insn->imm)) {
8221                         verbose(env, "verifier bug: kfunc %s#%d not marked as callback-calling\n",
8222                                 func_id_name(insn->imm), insn->imm);
8223                         return -EFAULT;
8224                 } else if (!bpf_pseudo_kfunc_call(insn) &&
8225                            !is_callback_calling_function(insn->imm)) { /* helper */
8226                         verbose(env, "verifier bug: helper %s#%d not marked as callback-calling\n",
8227                                 func_id_name(insn->imm), insn->imm);
8228                         return -EFAULT;
8229                 }
8230         }
8231
8232         if (insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
8233             insn->src_reg == 0 &&
8234             insn->imm == BPF_FUNC_timer_set_callback) {
8235                 struct bpf_verifier_state *async_cb;
8236
8237                 /* there is no real recursion here. timer callbacks are async */
8238                 env->subprog_info[subprog].is_async_cb = true;
8239                 async_cb = push_async_cb(env, env->subprog_info[subprog].start,
8240                                          *insn_idx, subprog);
8241                 if (!async_cb)
8242                         return -EFAULT;
8243                 callee = async_cb->frame[0];
8244                 callee->async_entry_cnt = caller->async_entry_cnt + 1;
8245
8246                 /* Convert bpf_timer_set_callback() args into timer callback args */
8247                 err = set_callee_state_cb(env, caller, callee, *insn_idx);
8248                 if (err)
8249                         return err;
8250
8251                 clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
8252                 mark_reg_unknown(env, caller->regs, BPF_REG_0);
8253                 caller->regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
8254                 /* continue with next insn after call */
8255                 return 0;
8256         }
8257
8258         callee = kzalloc(sizeof(*callee), GFP_KERNEL);
8259         if (!callee)
8260                 return -ENOMEM;
8261         state->frame[state->curframe + 1] = callee;
8262
8263         /* callee cannot access r0, r6 - r9 for reading and has to write
8264          * into its own stack before reading from it.
8265          * callee can read/write into caller's stack
8266          */
8267         init_func_state(env, callee,
8268                         /* remember the callsite, it will be used by bpf_exit */
8269                         *insn_idx /* callsite */,
8270                         state->curframe + 1 /* frameno within this callchain */,
8271                         subprog /* subprog number within this prog */);
8272
8273         /* Transfer references to the callee */
8274         err = copy_reference_state(callee, caller);
8275         if (err)
8276                 goto err_out;
8277
8278         err = set_callee_state_cb(env, caller, callee, *insn_idx);
8279         if (err)
8280                 goto err_out;
8281
8282         clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
8283
8284         /* only increment it after check_reg_arg() finished */
8285         state->curframe++;
8286
8287         /* and go analyze first insn of the callee */
8288         *insn_idx = env->subprog_info[subprog].start - 1;
8289
8290         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
8291                 verbose(env, "caller:\n");
8292                 print_verifier_state(env, caller, true);
8293                 verbose(env, "callee:\n");
8294                 print_verifier_state(env, callee, true);
8295         }
8296         return 0;
8297
8298 err_out:
8299         free_func_state(callee);
8300         state->frame[state->curframe + 1] = NULL;
8301         return err;
8302 }
8303
8304 int map_set_for_each_callback_args(struct bpf_verifier_env *env,
8305                                    struct bpf_func_state *caller,
8306                                    struct bpf_func_state *callee)
8307 {
8308         /* bpf_for_each_map_elem(struct bpf_map *map, void *callback_fn,
8309          *      void *callback_ctx, u64 flags);
8310          * callback_fn(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
8311          *      void *callback_ctx);
8312          */
8313         callee->regs[BPF_REG_1] = caller->regs[BPF_REG_1];
8314
8315         callee->regs[BPF_REG_2].type = PTR_TO_MAP_KEY;
8316         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_2]);
8317         callee->regs[BPF_REG_2].map_ptr = caller->regs[BPF_REG_1].map_ptr;
8318
8319         callee->regs[BPF_REG_3].type = PTR_TO_MAP_VALUE;
8320         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_3]);
8321         callee->regs[BPF_REG_3].map_ptr = caller->regs[BPF_REG_1].map_ptr;
8322
8323         /* pointer to stack or null */
8324         callee->regs[BPF_REG_4] = caller->regs[BPF_REG_3];
8325
8326         /* unused */
8327         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
8328         return 0;
8329 }
8330
8331 static int set_callee_state(struct bpf_verifier_env *env,
8332                             struct bpf_func_state *caller,
8333                             struct bpf_func_state *callee, int insn_idx)
8334 {
8335         int i;
8336
8337         /* copy r1 - r5 args that callee can access.  The copy includes parent
8338          * pointers, which connects us up to the liveness chain
8339          */
8340         for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++)
8341                 callee->regs[i] = caller->regs[i];
8342         return 0;
8343 }
8344
8345 static int check_func_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
8346                            int *insn_idx)
8347 {
8348         int subprog, target_insn;
8349
8350         target_insn = *insn_idx + insn->imm + 1;
8351         subprog = find_subprog(env, target_insn);
8352         if (subprog < 0) {
8353                 verbose(env, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
8354                         target_insn);
8355                 return -EFAULT;
8356         }
8357
8358         return __check_func_call(env, insn, insn_idx, subprog, set_callee_state);
8359 }
8360
8361 static int set_map_elem_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
8362                                        struct bpf_func_state *caller,
8363                                        struct bpf_func_state *callee,
8364                                        int insn_idx)
8365 {
8366         struct bpf_insn_aux_data *insn_aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
8367         struct bpf_map *map;
8368         int err;
8369
8370         if (bpf_map_ptr_poisoned(insn_aux)) {
8371                 verbose(env, "tail_call abusing map_ptr\n");
8372                 return -EINVAL;
8373         }
8374
8375         map = BPF_MAP_PTR(insn_aux->map_ptr_state);
8376         if (!map->ops->map_set_for_each_callback_args ||
8377             !map->ops->map_for_each_callback) {
8378                 verbose(env, "callback function not allowed for map\n");
8379                 return -ENOTSUPP;
8380         }
8381
8382         err = map->ops->map_set_for_each_callback_args(env, caller, callee);
8383         if (err)
8384                 return err;
8385
8386         callee->in_callback_fn = true;
8387         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
8388         return 0;
8389 }
8390
8391 static int set_loop_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
8392                                    struct bpf_func_state *caller,
8393                                    struct bpf_func_state *callee,
8394                                    int insn_idx)
8395 {
8396         /* bpf_loop(u32 nr_loops, void *callback_fn, void *callback_ctx,
8397          *          u64 flags);
8398          * callback_fn(u32 index, void *callback_ctx);
8399          */
8400         callee->regs[BPF_REG_1].type = SCALAR_VALUE;
8401         callee->regs[BPF_REG_2] = caller->regs[BPF_REG_3];
8402
8403         /* unused */
8404         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_3]);
8405         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
8406         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
8407
8408         callee->in_callback_fn = true;
8409         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
8410         return 0;
8411 }
8412
8413 static int set_timer_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
8414                                     struct bpf_func_state *caller,
8415                                     struct bpf_func_state *callee,
8416                                     int insn_idx)
8417 {
8418         struct bpf_map *map_ptr = caller->regs[BPF_REG_1].map_ptr;
8419
8420         /* bpf_timer_set_callback(struct bpf_timer *timer, void *callback_fn);
8421          * callback_fn(struct bpf_map *map, void *key, void *value);
8422          */
8423         callee->regs[BPF_REG_1].type = CONST_PTR_TO_MAP;
8424         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_1]);
8425         callee->regs[BPF_REG_1].map_ptr = map_ptr;
8426
8427         callee->regs[BPF_REG_2].type = PTR_TO_MAP_KEY;
8428         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_2]);
8429         callee->regs[BPF_REG_2].map_ptr = map_ptr;
8430
8431         callee->regs[BPF_REG_3].type = PTR_TO_MAP_VALUE;
8432         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_3]);
8433         callee->regs[BPF_REG_3].map_ptr = map_ptr;
8434
8435         /* unused */
8436         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
8437         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
8438         callee->in_async_callback_fn = true;
8439         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
8440         return 0;
8441 }
8442
8443 static int set_find_vma_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
8444                                        struct bpf_func_state *caller,
8445                                        struct bpf_func_state *callee,
8446                                        int insn_idx)
8447 {
8448         /* bpf_find_vma(struct task_struct *task, u64 addr,
8449          *               void *callback_fn, void *callback_ctx, u64 flags)
8450          * (callback_fn)(struct task_struct *task,
8451          *               struct vm_area_struct *vma, void *callback_ctx);
8452          */
8453         callee->regs[BPF_REG_1] = caller->regs[BPF_REG_1];
8454
8455         callee->regs[BPF_REG_2].type = PTR_TO_BTF_ID;
8456         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_2]);
8457         callee->regs[BPF_REG_2].btf =  btf_vmlinux;
8458         callee->regs[BPF_REG_2].btf_id = btf_tracing_ids[BTF_TRACING_TYPE_VMA],
8459
8460         /* pointer to stack or null */
8461         callee->regs[BPF_REG_3] = caller->regs[BPF_REG_4];
8462
8463         /* unused */
8464         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
8465         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
8466         callee->in_callback_fn = true;
8467         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
8468         return 0;
8469 }
8470
8471 static int set_user_ringbuf_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
8472                                            struct bpf_func_state *caller,
8473                                            struct bpf_func_state *callee,
8474                                            int insn_idx)
8475 {
8476         /* bpf_user_ringbuf_drain(struct bpf_map *map, void *callback_fn, void
8477          *                        callback_ctx, u64 flags);
8478          * callback_fn(const struct bpf_dynptr_t* dynptr, void *callback_ctx);
8479          */
8480         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_0]);
8481         mark_dynptr_cb_reg(env, &callee->regs[BPF_REG_1], BPF_DYNPTR_TYPE_LOCAL);
8482         callee->regs[BPF_REG_2] = caller->regs[BPF_REG_3];
8483
8484         /* unused */
8485         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_3]);
8486         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
8487         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
8488
8489         callee->in_callback_fn = true;
8490         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
8491         return 0;
8492 }
8493
8494 static int set_rbtree_add_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
8495                                          struct bpf_func_state *caller,
8496                                          struct bpf_func_state *callee,
8497                                          int insn_idx)
8498 {
8499         /* void bpf_rbtree_add(struct bpf_rb_root *root, struct bpf_rb_node *node,
8500          *                     bool (less)(struct bpf_rb_node *a, const struct bpf_rb_node *b));
8501          *
8502          * 'struct bpf_rb_node *node' arg to bpf_rbtree_add is the same PTR_TO_BTF_ID w/ offset
8503          * that 'less' callback args will be receiving. However, 'node' arg was release_reference'd
8504          * by this point, so look at 'root'
8505          */
8506         struct btf_field *field;
8507
8508         field = reg_find_field_offset(&caller->regs[BPF_REG_1], caller->regs[BPF_REG_1].off,
8509                                       BPF_RB_ROOT);
8510         if (!field || !field->graph_root.value_btf_id)
8511                 return -EFAULT;
8512
8513         mark_reg_graph_node(callee->regs, BPF_REG_1, &field->graph_root);
8514         ref_set_non_owning(env, &callee->regs[BPF_REG_1]);
8515         mark_reg_graph_node(callee->regs, BPF_REG_2, &field->graph_root);
8516         ref_set_non_owning(env, &callee->regs[BPF_REG_2]);
8517
8518         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_3]);
8519         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
8520         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
8521         callee->in_callback_fn = true;
8522         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
8523         return 0;
8524 }
8525
8526 static bool is_rbtree_lock_required_kfunc(u32 btf_id);
8527
8528 /* Are we currently verifying the callback for a rbtree helper that must
8529  * be called with lock held? If so, no need to complain about unreleased
8530  * lock
8531  */
8532 static bool in_rbtree_lock_required_cb(struct bpf_verifier_env *env)
8533 {
8534         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
8535         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
8536         struct bpf_func_state *callee;
8537         int kfunc_btf_id;
8538
8539         if (!state->curframe)
8540                 return false;
8541
8542         callee = state->frame[state->curframe];
8543
8544         if (!callee->in_callback_fn)
8545                 return false;
8546
8547         kfunc_btf_id = insn[callee->callsite].imm;
8548         return is_rbtree_lock_required_kfunc(kfunc_btf_id);
8549 }
8550
8551 static int prepare_func_exit(struct bpf_verifier_env *env, int *insn_idx)
8552 {
8553         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
8554         struct bpf_func_state *caller, *callee;
8555         struct bpf_reg_state *r0;
8556         int err;
8557
8558         callee = state->frame[state->curframe];
8559         r0 = &callee->regs[BPF_REG_0];
8560         if (r0->type == PTR_TO_STACK) {
8561                 /* technically it's ok to return caller's stack pointer
8562                  * (or caller's caller's pointer) back to the caller,
8563                  * since these pointers are valid. Only current stack
8564                  * pointer will be invalid as soon as function exits,
8565                  * but let's be conservative
8566                  */
8567                 verbose(env, "cannot return stack pointer to the caller\n");
8568                 return -EINVAL;
8569         }
8570
8571         caller = state->frame[state->curframe - 1];
8572         if (callee->in_callback_fn) {
8573                 /* enforce R0 return value range [0, 1]. */
8574                 struct tnum range = callee->callback_ret_range;
8575
8576                 if (r0->type != SCALAR_VALUE) {
8577                         verbose(env, "R0 not a scalar value\n");
8578                         return -EACCES;
8579                 }
8580                 if (!tnum_in(range, r0->var_off)) {
8581                         verbose_invalid_scalar(env, r0, &range, "callback return", "R0");
8582                         return -EINVAL;
8583                 }
8584         } else {
8585                 /* return to the caller whatever r0 had in the callee */
8586                 caller->regs[BPF_REG_0] = *r0;
8587         }
8588
8589         /* callback_fn frame should have released its own additions to parent's
8590          * reference state at this point, or check_reference_leak would
8591          * complain, hence it must be the same as the caller. There is no need
8592          * to copy it back.
8593          */
8594         if (!callee->in_callback_fn) {
8595                 /* Transfer references to the caller */
8596                 err = copy_reference_state(caller, callee);
8597                 if (err)
8598                         return err;
8599         }
8600
8601         *insn_idx = callee->callsite + 1;
8602         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
8603                 verbose(env, "returning from callee:\n");
8604                 print_verifier_state(env, callee, true);
8605                 verbose(env, "to caller at %d:\n", *insn_idx);
8606                 print_verifier_state(env, caller, true);
8607         }
8608         /* clear everything in the callee */
8609         free_func_state(callee);
8610         state->frame[state->curframe--] = NULL;
8611         return 0;
8612 }
8613
8614 static void do_refine_retval_range(struct bpf_reg_state *regs, int ret_type,
8615                                    int func_id,
8616                                    struct bpf_call_arg_meta *meta)
8617 {
8618         struct bpf_reg_state *ret_reg = &regs[BPF_REG_0];
8619
8620         if (ret_type != RET_INTEGER ||
8621             (func_id != BPF_FUNC_get_stack &&
8622              func_id != BPF_FUNC_get_task_stack &&
8623              func_id != BPF_FUNC_probe_read_str &&
8624              func_id != BPF_FUNC_probe_read_kernel_str &&
8625              func_id != BPF_FUNC_probe_read_user_str))
8626                 return;
8627
8628         ret_reg->smax_value = meta->msize_max_value;
8629         ret_reg->s32_max_value = meta->msize_max_value;
8630         ret_reg->smin_value = -MAX_ERRNO;
8631         ret_reg->s32_min_value = -MAX_ERRNO;
8632         reg_bounds_sync(ret_reg);
8633 }
8634
8635 static int
8636 record_func_map(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_call_arg_meta *meta,
8637                 int func_id, int insn_idx)
8638 {
8639         struct bpf_insn_aux_data *aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
8640         struct bpf_map *map = meta->map_ptr;
8641
8642         if (func_id != BPF_FUNC_tail_call &&
8643             func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
8644             func_id != BPF_FUNC_map_update_elem &&
8645             func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
8646             func_id != BPF_FUNC_map_push_elem &&
8647             func_id != BPF_FUNC_map_pop_elem &&
8648             func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
8649             func_id != BPF_FUNC_for_each_map_elem &&
8650             func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
8651             func_id != BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem)
8652                 return 0;
8653
8654         if (map == NULL) {
8655                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
8656                 return -EINVAL;
8657         }
8658
8659         /* In case of read-only, some additional restrictions
8660          * need to be applied in order to prevent altering the
8661          * state of the map from program side.
8662          */
8663         if ((map->map_flags & BPF_F_RDONLY_PROG) &&
8664             (func_id == BPF_FUNC_map_delete_elem ||
8665              func_id == BPF_FUNC_map_update_elem ||
8666              func_id == BPF_FUNC_map_push_elem ||
8667              func_id == BPF_FUNC_map_pop_elem)) {
8668                 verbose(env, "write into map forbidden\n");
8669                 return -EACCES;
8670         }
8671
8672         if (!BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state))
8673                 bpf_map_ptr_store(aux, meta->map_ptr,
8674                                   !meta->map_ptr->bypass_spec_v1);
8675         else if (BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state) != meta->map_ptr)
8676                 bpf_map_ptr_store(aux, BPF_MAP_PTR_POISON,
8677                                   !meta->map_ptr->bypass_spec_v1);
8678         return 0;
8679 }
8680
8681 static int
8682 record_func_key(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_call_arg_meta *meta,
8683                 int func_id, int insn_idx)
8684 {
8685         struct bpf_insn_aux_data *aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
8686         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg;
8687         struct bpf_map *map = meta->map_ptr;
8688         u64 val, max;
8689         int err;
8690
8691         if (func_id != BPF_FUNC_tail_call)
8692                 return 0;
8693         if (!map || map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY) {
8694                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
8695                 return -EINVAL;
8696         }
8697
8698         reg = &regs[BPF_REG_3];
8699         val = reg->var_off.value;
8700         max = map->max_entries;
8701
8702         if (!(register_is_const(reg) && val < max)) {
8703                 bpf_map_key_store(aux, BPF_MAP_KEY_POISON);
8704                 return 0;
8705         }
8706
8707         err = mark_chain_precision(env, BPF_REG_3);
8708         if (err)
8709                 return err;
8710         if (bpf_map_key_unseen(aux))
8711                 bpf_map_key_store(aux, val);
8712         else if (!bpf_map_key_poisoned(aux) &&
8713                   bpf_map_key_immediate(aux) != val)
8714                 bpf_map_key_store(aux, BPF_MAP_KEY_POISON);
8715         return 0;
8716 }
8717
8718 static int check_reference_leak(struct bpf_verifier_env *env)
8719 {
8720         struct bpf_func_state *state = cur_func(env);
8721         bool refs_lingering = false;
8722         int i;
8723
8724         if (state->frameno && !state->in_callback_fn)
8725                 return 0;
8726
8727         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
8728                 if (state->in_callback_fn && state->refs[i].callback_ref != state->frameno)
8729                         continue;
8730                 verbose(env, "Unreleased reference id=%d alloc_insn=%d\n",
8731                         state->refs[i].id, state->refs[i].insn_idx);
8732                 refs_lingering = true;
8733         }
8734         return refs_lingering ? -EINVAL : 0;
8735 }
8736
8737 static int check_bpf_snprintf_call(struct bpf_verifier_env *env,
8738                                    struct bpf_reg_state *regs)
8739 {
8740         struct bpf_reg_state *fmt_reg = &regs[BPF_REG_3];
8741         struct bpf_reg_state *data_len_reg = &regs[BPF_REG_5];
8742         struct bpf_map *fmt_map = fmt_reg->map_ptr;
8743         struct bpf_bprintf_data data = {};
8744         int err, fmt_map_off, num_args;
8745         u64 fmt_addr;
8746         char *fmt;
8747
8748         /* data must be an array of u64 */
8749         if (data_len_reg->var_off.value % 8)
8750                 return -EINVAL;
8751         num_args = data_len_reg->var_off.value / 8;
8752
8753         /* fmt being ARG_PTR_TO_CONST_STR guarantees that var_off is const
8754          * and map_direct_value_addr is set.
8755          */
8756         fmt_map_off = fmt_reg->off + fmt_reg->var_off.value;
8757         err = fmt_map->ops->map_direct_value_addr(fmt_map, &fmt_addr,
8758                                                   fmt_map_off);
8759         if (err) {
8760                 verbose(env, "verifier bug\n");
8761                 return -EFAULT;
8762         }
8763         fmt = (char *)(long)fmt_addr + fmt_map_off;
8764
8765         /* We are also guaranteed that fmt+fmt_map_off is NULL terminated, we
8766          * can focus on validating the format specifiers.
8767          */
8768         err = bpf_bprintf_prepare(fmt, UINT_MAX, NULL, num_args, &data);
8769         if (err < 0)
8770                 verbose(env, "Invalid format string\n");
8771
8772         return err;
8773 }
8774
8775 static int check_get_func_ip(struct bpf_verifier_env *env)
8776 {
8777         enum bpf_prog_type type = resolve_prog_type(env->prog);
8778         int func_id = BPF_FUNC_get_func_ip;
8779
8780         if (type == BPF_PROG_TYPE_TRACING) {
8781                 if (!bpf_prog_has_trampoline(env->prog)) {
8782                         verbose(env, "func %s#%d supported only for fentry/fexit/fmod_ret programs\n",
8783                                 func_id_name(func_id), func_id);
8784                         return -ENOTSUPP;
8785                 }
8786                 return 0;
8787         } else if (type == BPF_PROG_TYPE_KPROBE) {
8788                 return 0;
8789         }
8790
8791         verbose(env, "func %s#%d not supported for program type %d\n",
8792                 func_id_name(func_id), func_id, type);
8793         return -ENOTSUPP;
8794 }
8795
8796 static struct bpf_insn_aux_data *cur_aux(struct bpf_verifier_env *env)
8797 {
8798         return &env->insn_aux_data[env->insn_idx];
8799 }
8800
8801 static bool loop_flag_is_zero(struct bpf_verifier_env *env)
8802 {
8803         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
8804         struct bpf_reg_state *reg = &regs[BPF_REG_4];
8805         bool reg_is_null = register_is_null(reg);
8806
8807         if (reg_is_null)
8808                 mark_chain_precision(env, BPF_REG_4);
8809
8810         return reg_is_null;
8811 }
8812
8813 static void update_loop_inline_state(struct bpf_verifier_env *env, u32 subprogno)
8814 {
8815         struct bpf_loop_inline_state *state = &cur_aux(env)->loop_inline_state;
8816
8817         if (!state->initialized) {
8818                 state->initialized = 1;
8819                 state->fit_for_inline = loop_flag_is_zero(env);
8820                 state->callback_subprogno = subprogno;
8821                 return;
8822         }
8823
8824         if (!state->fit_for_inline)
8825                 return;
8826
8827         state->fit_for_inline = (loop_flag_is_zero(env) &&
8828                                  state->callback_subprogno == subprogno);
8829 }
8830
8831 static int check_helper_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
8832                              int *insn_idx_p)
8833 {
8834         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
8835         const struct bpf_func_proto *fn = NULL;
8836         enum bpf_return_type ret_type;
8837         enum bpf_type_flag ret_flag;
8838         struct bpf_reg_state *regs;
8839         struct bpf_call_arg_meta meta;
8840         int insn_idx = *insn_idx_p;
8841         bool changes_data;
8842         int i, err, func_id;
8843
8844         /* find function prototype */
8845         func_id = insn->imm;
8846         if (func_id < 0 || func_id >= __BPF_FUNC_MAX_ID) {
8847                 verbose(env, "invalid func %s#%d\n", func_id_name(func_id),
8848                         func_id);
8849                 return -EINVAL;
8850         }
8851
8852         if (env->ops->get_func_proto)
8853                 fn = env->ops->get_func_proto(func_id, env->prog);
8854         if (!fn) {
8855                 verbose(env, "unknown func %s#%d\n", func_id_name(func_id),
8856                         func_id);
8857                 return -EINVAL;
8858         }
8859
8860         /* eBPF programs must be GPL compatible to use GPL-ed functions */
8861         if (!env->prog->gpl_compatible && fn->gpl_only) {
8862                 verbose(env, "cannot call GPL-restricted function from non-GPL compatible program\n");
8863                 return -EINVAL;
8864         }
8865
8866         if (fn->allowed && !fn->allowed(env->prog)) {
8867                 verbose(env, "helper call is not allowed in probe\n");
8868                 return -EINVAL;
8869         }
8870
8871         if (!env->prog->aux->sleepable && fn->might_sleep) {
8872                 verbose(env, "helper call might sleep in a non-sleepable prog\n");
8873                 return -EINVAL;
8874         }
8875
8876         /* With LD_ABS/IND some JITs save/restore skb from r1. */
8877         changes_data = bpf_helper_changes_pkt_data(fn->func);
8878         if (changes_data && fn->arg1_type != ARG_PTR_TO_CTX) {
8879                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured func %s#%d: r1 != ctx\n",
8880                         func_id_name(func_id), func_id);
8881                 return -EINVAL;
8882         }
8883
8884         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
8885         meta.pkt_access = fn->pkt_access;
8886
8887         err = check_func_proto(fn, func_id);
8888         if (err) {
8889                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured func %s#%d\n",
8890                         func_id_name(func_id), func_id);
8891                 return err;
8892         }
8893
8894         if (env->cur_state->active_rcu_lock) {
8895                 if (fn->might_sleep) {
8896                         verbose(env, "sleepable helper %s#%d in rcu_read_lock region\n",
8897                                 func_id_name(func_id), func_id);
8898                         return -EINVAL;
8899                 }
8900
8901                 if (env->prog->aux->sleepable && is_storage_get_function(func_id))
8902                         env->insn_aux_data[insn_idx].storage_get_func_atomic = true;
8903         }
8904
8905         meta.func_id = func_id;
8906         /* check args */
8907         for (i = 0; i < MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS; i++) {
8908                 err = check_func_arg(env, i, &meta, fn, insn_idx);
8909                 if (err)
8910                         return err;
8911         }
8912
8913         err = record_func_map(env, &meta, func_id, insn_idx);
8914         if (err)
8915                 return err;
8916
8917         err = record_func_key(env, &meta, func_id, insn_idx);
8918         if (err)
8919                 return err;
8920
8921         /* Mark slots with STACK_MISC in case of raw mode, stack offset
8922          * is inferred from register state.
8923          */
8924         for (i = 0; i < meta.access_size; i++) {
8925                 err = check_mem_access(env, insn_idx, meta.regno, i, BPF_B,
8926                                        BPF_WRITE, -1, false);
8927                 if (err)
8928                         return err;
8929         }
8930
8931         regs = cur_regs(env);
8932
8933         if (meta.release_regno) {
8934                 err = -EINVAL;
8935                 /* This can only be set for PTR_TO_STACK, as CONST_PTR_TO_DYNPTR cannot
8936                  * be released by any dynptr helper. Hence, unmark_stack_slots_dynptr
8937                  * is safe to do directly.
8938                  */
8939                 if (arg_type_is_dynptr(fn->arg_type[meta.release_regno - BPF_REG_1])) {
8940                         if (regs[meta.release_regno].type == CONST_PTR_TO_DYNPTR) {
8941                                 verbose(env, "verifier internal error: CONST_PTR_TO_DYNPTR cannot be released\n");
8942                                 return -EFAULT;
8943                         }
8944                         err = unmark_stack_slots_dynptr(env, &regs[meta.release_regno]);
8945                 } else if (meta.ref_obj_id) {
8946                         err = release_reference(env, meta.ref_obj_id);
8947                 } else if (register_is_null(&regs[meta.release_regno])) {
8948                         /* meta.ref_obj_id can only be 0 if register that is meant to be
8949                          * released is NULL, which must be > R0.
8950                          */
8951                         err = 0;
8952                 }
8953                 if (err) {
8954                         verbose(env, "func %s#%d reference has not been acquired before\n",
8955                                 func_id_name(func_id), func_id);
8956                         return err;
8957                 }
8958         }
8959
8960         switch (func_id) {
8961         case BPF_FUNC_tail_call:
8962                 err = check_reference_leak(env);
8963                 if (err) {
8964                         verbose(env, "tail_call would lead to reference leak\n");
8965                         return err;
8966                 }
8967                 break;
8968         case BPF_FUNC_get_local_storage:
8969                 /* check that flags argument in get_local_storage(map, flags) is 0,
8970                  * this is required because get_local_storage() can't return an error.
8971                  */
8972                 if (!register_is_null(&regs[BPF_REG_2])) {
8973                         verbose(env, "get_local_storage() doesn't support non-zero flags\n");
8974                         return -EINVAL;
8975                 }
8976                 break;
8977         case BPF_FUNC_for_each_map_elem:
8978                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
8979                                         set_map_elem_callback_state);
8980                 break;
8981         case BPF_FUNC_timer_set_callback:
8982                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
8983                                         set_timer_callback_state);
8984                 break;
8985         case BPF_FUNC_find_vma:
8986                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
8987                                         set_find_vma_callback_state);
8988                 break;
8989         case BPF_FUNC_snprintf:
8990                 err = check_bpf_snprintf_call(env, regs);
8991                 break;
8992         case BPF_FUNC_loop:
8993                 update_loop_inline_state(env, meta.subprogno);
8994                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
8995                                         set_loop_callback_state);
8996                 break;
8997         case BPF_FUNC_dynptr_from_mem:
8998                 if (regs[BPF_REG_1].type != PTR_TO_MAP_VALUE) {
8999                         verbose(env, "Unsupported reg type %s for bpf_dynptr_from_mem data\n",
9000                                 reg_type_str(env, regs[BPF_REG_1].type));
9001                         return -EACCES;
9002                 }
9003                 break;
9004         case BPF_FUNC_set_retval:
9005                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_LSM &&
9006                     env->prog->expected_attach_type == BPF_LSM_CGROUP) {
9007                         if (!env->prog->aux->attach_func_proto->type) {
9008                                 /* Make sure programs that attach to void
9009                                  * hooks don't try to modify return value.
9010                                  */
9011                                 verbose(env, "BPF_LSM_CGROUP that attach to void LSM hooks can't modify return value!\n");
9012                                 return -EINVAL;
9013                         }
9014                 }
9015                 break;
9016         case BPF_FUNC_dynptr_data:
9017         {
9018                 struct bpf_reg_state *reg;
9019                 int id, ref_obj_id;
9020
9021                 reg = get_dynptr_arg_reg(env, fn, regs);
9022                 if (!reg)
9023                         return -EFAULT;
9024
9025
9026                 if (meta.dynptr_id) {
9027                         verbose(env, "verifier internal error: meta.dynptr_id already set\n");
9028                         return -EFAULT;
9029                 }
9030                 if (meta.ref_obj_id) {
9031                         verbose(env, "verifier internal error: meta.ref_obj_id already set\n");
9032                         return -EFAULT;
9033                 }
9034
9035                 id = dynptr_id(env, reg);
9036                 if (id < 0) {
9037                         verbose(env, "verifier internal error: failed to obtain dynptr id\n");
9038                         return id;
9039                 }
9040
9041                 ref_obj_id = dynptr_ref_obj_id(env, reg);
9042                 if (ref_obj_id < 0) {
9043                         verbose(env, "verifier internal error: failed to obtain dynptr ref_obj_id\n");
9044                         return ref_obj_id;
9045                 }
9046
9047                 meta.dynptr_id = id;
9048                 meta.ref_obj_id = ref_obj_id;
9049
9050                 break;
9051         }
9052         case BPF_FUNC_dynptr_write:
9053         {
9054                 enum bpf_dynptr_type dynptr_type;
9055                 struct bpf_reg_state *reg;
9056
9057                 reg = get_dynptr_arg_reg(env, fn, regs);
9058                 if (!reg)
9059                         return -EFAULT;
9060
9061                 dynptr_type = dynptr_get_type(env, reg);
9062                 if (dynptr_type == BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID)
9063                         return -EFAULT;
9064
9065                 if (dynptr_type == BPF_DYNPTR_TYPE_SKB)
9066                         /* this will trigger clear_all_pkt_pointers(), which will
9067                          * invalidate all dynptr slices associated with the skb
9068                          */
9069                         changes_data = true;
9070
9071                 break;
9072         }
9073         case BPF_FUNC_user_ringbuf_drain:
9074                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
9075                                         set_user_ringbuf_callback_state);
9076                 break;
9077         }
9078
9079         if (err)
9080                 return err;
9081
9082         /* reset caller saved regs */
9083         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
9084                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
9085                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
9086         }
9087
9088         /* helper call returns 64-bit value. */
9089         regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
9090
9091         /* update return register (already marked as written above) */
9092         ret_type = fn->ret_type;
9093         ret_flag = type_flag(ret_type);
9094
9095         switch (base_type(ret_type)) {
9096         case RET_INTEGER:
9097                 /* sets type to SCALAR_VALUE */
9098                 mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
9099                 break;
9100         case RET_VOID:
9101                 regs[BPF_REG_0].type = NOT_INIT;
9102                 break;
9103         case RET_PTR_TO_MAP_VALUE:
9104                 /* There is no offset yet applied, variable or fixed */
9105                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9106                 /* remember map_ptr, so that check_map_access()
9107                  * can check 'value_size' boundary of memory access
9108                  * to map element returned from bpf_map_lookup_elem()
9109                  */
9110                 if (meta.map_ptr == NULL) {
9111                         verbose(env,
9112                                 "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
9113                         return -EINVAL;
9114                 }
9115                 regs[BPF_REG_0].map_ptr = meta.map_ptr;
9116                 regs[BPF_REG_0].map_uid = meta.map_uid;
9117                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MAP_VALUE | ret_flag;
9118                 if (!type_may_be_null(ret_type) &&
9119                     btf_record_has_field(meta.map_ptr->record, BPF_SPIN_LOCK)) {
9120                         regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
9121                 }
9122                 break;
9123         case RET_PTR_TO_SOCKET:
9124                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9125                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_SOCKET | ret_flag;
9126                 break;
9127         case RET_PTR_TO_SOCK_COMMON:
9128                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9129                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_SOCK_COMMON | ret_flag;
9130                 break;
9131         case RET_PTR_TO_TCP_SOCK:
9132                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9133                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_TCP_SOCK | ret_flag;
9134                 break;
9135         case RET_PTR_TO_MEM:
9136                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9137                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM | ret_flag;
9138                 regs[BPF_REG_0].mem_size = meta.mem_size;
9139                 break;
9140         case RET_PTR_TO_MEM_OR_BTF_ID:
9141         {
9142                 const struct btf_type *t;
9143
9144                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9145                 t = btf_type_skip_modifiers(meta.ret_btf, meta.ret_btf_id, NULL);
9146                 if (!btf_type_is_struct(t)) {
9147                         u32 tsize;
9148                         const struct btf_type *ret;
9149                         const char *tname;
9150
9151                         /* resolve the type size of ksym. */
9152                         ret = btf_resolve_size(meta.ret_btf, t, &tsize);
9153                         if (IS_ERR(ret)) {
9154                                 tname = btf_name_by_offset(meta.ret_btf, t->name_off);
9155                                 verbose(env, "unable to resolve the size of type '%s': %ld\n",
9156                                         tname, PTR_ERR(ret));
9157                                 return -EINVAL;
9158                         }
9159                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM | ret_flag;
9160                         regs[BPF_REG_0].mem_size = tsize;
9161                 } else {
9162                         /* MEM_RDONLY may be carried from ret_flag, but it
9163                          * doesn't apply on PTR_TO_BTF_ID. Fold it, otherwise
9164                          * it will confuse the check of PTR_TO_BTF_ID in
9165                          * check_mem_access().
9166                          */
9167                         ret_flag &= ~MEM_RDONLY;
9168
9169                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | ret_flag;
9170                         regs[BPF_REG_0].btf = meta.ret_btf;
9171                         regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.ret_btf_id;
9172                 }
9173                 break;
9174         }
9175         case RET_PTR_TO_BTF_ID:
9176         {
9177                 struct btf *ret_btf;
9178                 int ret_btf_id;
9179
9180                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9181                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | ret_flag;
9182                 if (func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg) {
9183                         ret_btf = meta.kptr_field->kptr.btf;
9184                         ret_btf_id = meta.kptr_field->kptr.btf_id;
9185                         if (!btf_is_kernel(ret_btf))
9186                                 regs[BPF_REG_0].type |= MEM_ALLOC;
9187                 } else {
9188                         if (fn->ret_btf_id == BPF_PTR_POISON) {
9189                                 verbose(env, "verifier internal error:");
9190                                 verbose(env, "func %s has non-overwritten BPF_PTR_POISON return type\n",
9191                                         func_id_name(func_id));
9192                                 return -EINVAL;
9193                         }
9194                         ret_btf = btf_vmlinux;
9195                         ret_btf_id = *fn->ret_btf_id;
9196                 }
9197                 if (ret_btf_id == 0) {
9198                         verbose(env, "invalid return type %u of func %s#%d\n",
9199                                 base_type(ret_type), func_id_name(func_id),
9200                                 func_id);
9201                         return -EINVAL;
9202                 }
9203                 regs[BPF_REG_0].btf = ret_btf;
9204                 regs[BPF_REG_0].btf_id = ret_btf_id;
9205                 break;
9206         }
9207         default:
9208                 verbose(env, "unknown return type %u of func %s#%d\n",
9209                         base_type(ret_type), func_id_name(func_id), func_id);
9210                 return -EINVAL;
9211         }
9212
9213         if (type_may_be_null(regs[BPF_REG_0].type))
9214                 regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
9215
9216         if (helper_multiple_ref_obj_use(func_id, meta.map_ptr)) {
9217                 verbose(env, "verifier internal error: func %s#%d sets ref_obj_id more than once\n",
9218                         func_id_name(func_id), func_id);
9219                 return -EFAULT;
9220         }
9221
9222         if (is_dynptr_ref_function(func_id))
9223                 regs[BPF_REG_0].dynptr_id = meta.dynptr_id;
9224
9225         if (is_ptr_cast_function(func_id) || is_dynptr_ref_function(func_id)) {
9226                 /* For release_reference() */
9227                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = meta.ref_obj_id;
9228         } else if (is_acquire_function(func_id, meta.map_ptr)) {
9229                 int id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
9230
9231                 if (id < 0)
9232                         return id;
9233                 /* For mark_ptr_or_null_reg() */
9234                 regs[BPF_REG_0].id = id;
9235                 /* For release_reference() */
9236                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = id;
9237         }
9238
9239         do_refine_retval_range(regs, fn->ret_type, func_id, &meta);
9240
9241         err = check_map_func_compatibility(env, meta.map_ptr, func_id);
9242         if (err)
9243                 return err;
9244
9245         if ((func_id == BPF_FUNC_get_stack ||
9246              func_id == BPF_FUNC_get_task_stack) &&
9247             !env->prog->has_callchain_buf) {
9248                 const char *err_str;
9249
9250 #ifdef CONFIG_PERF_EVENTS
9251                 err = get_callchain_buffers(sysctl_perf_event_max_stack);
9252                 err_str = "cannot get callchain buffer for func %s#%d\n";
9253 #else
9254                 err = -ENOTSUPP;
9255                 err_str = "func %s#%d not supported without CONFIG_PERF_EVENTS\n";
9256 #endif
9257                 if (err) {
9258                         verbose(env, err_str, func_id_name(func_id), func_id);
9259                         return err;
9260                 }
9261
9262                 env->prog->has_callchain_buf = true;
9263         }
9264
9265         if (func_id == BPF_FUNC_get_stackid || func_id == BPF_FUNC_get_stack)
9266                 env->prog->call_get_stack = true;
9267
9268         if (func_id == BPF_FUNC_get_func_ip) {
9269                 if (check_get_func_ip(env))
9270                         return -ENOTSUPP;
9271                 env->prog->call_get_func_ip = true;
9272         }
9273
9274         if (changes_data)
9275                 clear_all_pkt_pointers(env);
9276         return 0;
9277 }
9278
9279 /* mark_btf_func_reg_size() is used when the reg size is determined by
9280  * the BTF func_proto's return value size and argument.
9281  */
9282 static void mark_btf_func_reg_size(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
9283                                    size_t reg_size)
9284 {
9285         struct bpf_reg_state *reg = &cur_regs(env)[regno];
9286
9287         if (regno == BPF_REG_0) {
9288                 /* Function return value */
9289                 reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
9290                 reg->subreg_def = reg_size == sizeof(u64) ?
9291                         DEF_NOT_SUBREG : env->insn_idx + 1;
9292         } else {
9293                 /* Function argument */
9294                 if (reg_size == sizeof(u64)) {
9295                         mark_insn_zext(env, reg);
9296                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
9297                 } else {
9298                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ32);
9299                 }
9300         }
9301 }
9302
9303 static bool is_kfunc_acquire(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
9304 {
9305         return meta->kfunc_flags & KF_ACQUIRE;
9306 }
9307
9308 static bool is_kfunc_ret_null(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
9309 {
9310         return meta->kfunc_flags & KF_RET_NULL;
9311 }
9312
9313 static bool is_kfunc_release(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
9314 {
9315         return meta->kfunc_flags & KF_RELEASE;
9316 }
9317
9318 static bool is_kfunc_trusted_args(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
9319 {
9320         return (meta->kfunc_flags & KF_TRUSTED_ARGS) || is_kfunc_release(meta);
9321 }
9322
9323 static bool is_kfunc_sleepable(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
9324 {
9325         return meta->kfunc_flags & KF_SLEEPABLE;
9326 }
9327
9328 static bool is_kfunc_destructive(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
9329 {
9330         return meta->kfunc_flags & KF_DESTRUCTIVE;
9331 }
9332
9333 static bool is_kfunc_rcu(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
9334 {
9335         return meta->kfunc_flags & KF_RCU;
9336 }
9337
9338 static bool is_kfunc_arg_kptr_get(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta, int arg)
9339 {
9340         return arg == 0 && (meta->kfunc_flags & KF_KPTR_GET);
9341 }
9342
9343 static bool __kfunc_param_match_suffix(const struct btf *btf,
9344                                        const struct btf_param *arg,
9345                                        const char *suffix)
9346 {
9347         int suffix_len = strlen(suffix), len;
9348         const char *param_name;
9349
9350         /* In the future, this can be ported to use BTF tagging */
9351         param_name = btf_name_by_offset(btf, arg->name_off);
9352         if (str_is_empty(param_name))
9353                 return false;
9354         len = strlen(param_name);
9355         if (len < suffix_len)
9356                 return false;
9357         param_name += len - suffix_len;
9358         return !strncmp(param_name, suffix, suffix_len);
9359 }
9360
9361 static bool is_kfunc_arg_mem_size(const struct btf *btf,
9362                                   const struct btf_param *arg,
9363                                   const struct bpf_reg_state *reg)
9364 {
9365         const struct btf_type *t;
9366
9367         t = btf_type_skip_modifiers(btf, arg->type, NULL);
9368         if (!btf_type_is_scalar(t) || reg->type != SCALAR_VALUE)
9369                 return false;
9370
9371         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__sz");
9372 }
9373
9374 static bool is_kfunc_arg_const_mem_size(const struct btf *btf,
9375                                         const struct btf_param *arg,
9376                                         const struct bpf_reg_state *reg)
9377 {
9378         const struct btf_type *t;
9379
9380         t = btf_type_skip_modifiers(btf, arg->type, NULL);
9381         if (!btf_type_is_scalar(t) || reg->type != SCALAR_VALUE)
9382                 return false;
9383
9384         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__szk");
9385 }
9386
9387 static bool is_kfunc_arg_constant(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
9388 {
9389         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__k");
9390 }
9391
9392 static bool is_kfunc_arg_ignore(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
9393 {
9394         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__ign");
9395 }
9396
9397 static bool is_kfunc_arg_alloc_obj(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
9398 {
9399         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__alloc");
9400 }
9401
9402 static bool is_kfunc_arg_uninit(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
9403 {
9404         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__uninit");
9405 }
9406
9407 static bool is_kfunc_arg_scalar_with_name(const struct btf *btf,
9408                                           const struct btf_param *arg,
9409                                           const char *name)
9410 {
9411         int len, target_len = strlen(name);
9412         const char *param_name;
9413
9414         param_name = btf_name_by_offset(btf, arg->name_off);
9415         if (str_is_empty(param_name))
9416                 return false;
9417         len = strlen(param_name);
9418         if (len != target_len)
9419                 return false;
9420         if (strcmp(param_name, name))
9421                 return false;
9422
9423         return true;
9424 }
9425
9426 enum {
9427         KF_ARG_DYNPTR_ID,
9428         KF_ARG_LIST_HEAD_ID,
9429         KF_ARG_LIST_NODE_ID,
9430         KF_ARG_RB_ROOT_ID,
9431         KF_ARG_RB_NODE_ID,
9432 };
9433
9434 BTF_ID_LIST(kf_arg_btf_ids)
9435 BTF_ID(struct, bpf_dynptr_kern)
9436 BTF_ID(struct, bpf_list_head)
9437 BTF_ID(struct, bpf_list_node)
9438 BTF_ID(struct, bpf_rb_root)
9439 BTF_ID(struct, bpf_rb_node)
9440
9441 static bool __is_kfunc_ptr_arg_type(const struct btf *btf,
9442                                     const struct btf_param *arg, int type)
9443 {
9444         const struct btf_type *t;
9445         u32 res_id;
9446
9447         t = btf_type_skip_modifiers(btf, arg->type, NULL);
9448         if (!t)
9449                 return false;
9450         if (!btf_type_is_ptr(t))
9451                 return false;
9452         t = btf_type_skip_modifiers(btf, t->type, &res_id);
9453         if (!t)
9454                 return false;
9455         return btf_types_are_same(btf, res_id, btf_vmlinux, kf_arg_btf_ids[type]);
9456 }
9457
9458 static bool is_kfunc_arg_dynptr(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
9459 {
9460         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_DYNPTR_ID);
9461 }
9462
9463 static bool is_kfunc_arg_list_head(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
9464 {
9465         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_LIST_HEAD_ID);
9466 }
9467
9468 static bool is_kfunc_arg_list_node(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
9469 {
9470         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_LIST_NODE_ID);
9471 }
9472
9473 static bool is_kfunc_arg_rbtree_root(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
9474 {
9475         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_RB_ROOT_ID);
9476 }
9477
9478 static bool is_kfunc_arg_rbtree_node(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
9479 {
9480         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_RB_NODE_ID);
9481 }
9482
9483 static bool is_kfunc_arg_callback(struct bpf_verifier_env *env, const struct btf *btf,
9484                                   const struct btf_param *arg)
9485 {
9486         const struct btf_type *t;
9487
9488         t = btf_type_resolve_func_ptr(btf, arg->type, NULL);
9489         if (!t)
9490                 return false;
9491
9492         return true;
9493 }
9494
9495 /* Returns true if struct is composed of scalars, 4 levels of nesting allowed */
9496 static bool __btf_type_is_scalar_struct(struct bpf_verifier_env *env,
9497                                         const struct btf *btf,
9498                                         const struct btf_type *t, int rec)
9499 {
9500         const struct btf_type *member_type;
9501         const struct btf_member *member;
9502         u32 i;
9503
9504         if (!btf_type_is_struct(t))
9505                 return false;
9506
9507         for_each_member(i, t, member) {
9508                 const struct btf_array *array;
9509
9510                 member_type = btf_type_skip_modifiers(btf, member->type, NULL);
9511                 if (btf_type_is_struct(member_type)) {
9512                         if (rec >= 3) {
9513                                 verbose(env, "max struct nesting depth exceeded\n");
9514                                 return false;
9515                         }
9516                         if (!__btf_type_is_scalar_struct(env, btf, member_type, rec + 1))
9517                                 return false;
9518                         continue;
9519                 }
9520                 if (btf_type_is_array(member_type)) {
9521                         array = btf_array(member_type);
9522                         if (!array->nelems)
9523                                 return false;
9524                         member_type = btf_type_skip_modifiers(btf, array->type, NULL);
9525                         if (!btf_type_is_scalar(member_type))
9526                                 return false;
9527                         continue;
9528                 }
9529                 if (!btf_type_is_scalar(member_type))
9530                         return false;
9531         }
9532         return true;
9533 }
9534
9535
9536 static u32 *reg2btf_ids[__BPF_REG_TYPE_MAX] = {
9537 #ifdef CONFIG_NET
9538         [PTR_TO_SOCKET] = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_SOCK],
9539         [PTR_TO_SOCK_COMMON] = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_SOCK_COMMON],
9540         [PTR_TO_TCP_SOCK] = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_TCP],
9541 #endif
9542 };
9543
9544 enum kfunc_ptr_arg_type {
9545         KF_ARG_PTR_TO_CTX,
9546         KF_ARG_PTR_TO_ALLOC_BTF_ID,  /* Allocated object */
9547         KF_ARG_PTR_TO_KPTR,          /* PTR_TO_KPTR but type specific */
9548         KF_ARG_PTR_TO_DYNPTR,
9549         KF_ARG_PTR_TO_ITER,
9550         KF_ARG_PTR_TO_LIST_HEAD,
9551         KF_ARG_PTR_TO_LIST_NODE,
9552         KF_ARG_PTR_TO_BTF_ID,        /* Also covers reg2btf_ids conversions */
9553         KF_ARG_PTR_TO_MEM,
9554         KF_ARG_PTR_TO_MEM_SIZE,      /* Size derived from next argument, skip it */
9555         KF_ARG_PTR_TO_CALLBACK,
9556         KF_ARG_PTR_TO_RB_ROOT,
9557         KF_ARG_PTR_TO_RB_NODE,
9558 };
9559
9560 enum special_kfunc_type {
9561         KF_bpf_obj_new_impl,
9562         KF_bpf_obj_drop_impl,
9563         KF_bpf_list_push_front,
9564         KF_bpf_list_push_back,
9565         KF_bpf_list_pop_front,
9566         KF_bpf_list_pop_back,
9567         KF_bpf_cast_to_kern_ctx,
9568         KF_bpf_rdonly_cast,
9569         KF_bpf_rcu_read_lock,
9570         KF_bpf_rcu_read_unlock,
9571         KF_bpf_rbtree_remove,
9572         KF_bpf_rbtree_add,
9573         KF_bpf_rbtree_first,
9574         KF_bpf_dynptr_from_skb,
9575         KF_bpf_dynptr_from_xdp,
9576         KF_bpf_dynptr_slice,
9577         KF_bpf_dynptr_slice_rdwr,
9578 };
9579
9580 BTF_SET_START(special_kfunc_set)
9581 BTF_ID(func, bpf_obj_new_impl)
9582 BTF_ID(func, bpf_obj_drop_impl)
9583 BTF_ID(func, bpf_list_push_front)
9584 BTF_ID(func, bpf_list_push_back)
9585 BTF_ID(func, bpf_list_pop_front)
9586 BTF_ID(func, bpf_list_pop_back)
9587 BTF_ID(func, bpf_cast_to_kern_ctx)
9588 BTF_ID(func, bpf_rdonly_cast)
9589 BTF_ID(func, bpf_rbtree_remove)
9590 BTF_ID(func, bpf_rbtree_add)
9591 BTF_ID(func, bpf_rbtree_first)
9592 BTF_ID(func, bpf_dynptr_from_skb)
9593 BTF_ID(func, bpf_dynptr_from_xdp)
9594 BTF_ID(func, bpf_dynptr_slice)
9595 BTF_ID(func, bpf_dynptr_slice_rdwr)
9596 BTF_SET_END(special_kfunc_set)
9597
9598 BTF_ID_LIST(special_kfunc_list)
9599 BTF_ID(func, bpf_obj_new_impl)
9600 BTF_ID(func, bpf_obj_drop_impl)
9601 BTF_ID(func, bpf_list_push_front)
9602 BTF_ID(func, bpf_list_push_back)
9603 BTF_ID(func, bpf_list_pop_front)
9604 BTF_ID(func, bpf_list_pop_back)
9605 BTF_ID(func, bpf_cast_to_kern_ctx)
9606 BTF_ID(func, bpf_rdonly_cast)
9607 BTF_ID(func, bpf_rcu_read_lock)
9608 BTF_ID(func, bpf_rcu_read_unlock)
9609 BTF_ID(func, bpf_rbtree_remove)
9610 BTF_ID(func, bpf_rbtree_add)
9611 BTF_ID(func, bpf_rbtree_first)
9612 BTF_ID(func, bpf_dynptr_from_skb)
9613 BTF_ID(func, bpf_dynptr_from_xdp)
9614 BTF_ID(func, bpf_dynptr_slice)
9615 BTF_ID(func, bpf_dynptr_slice_rdwr)
9616
9617 static bool is_kfunc_bpf_rcu_read_lock(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
9618 {
9619         return meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rcu_read_lock];
9620 }
9621
9622 static bool is_kfunc_bpf_rcu_read_unlock(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
9623 {
9624         return meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rcu_read_unlock];
9625 }
9626
9627 static enum kfunc_ptr_arg_type
9628 get_kfunc_ptr_arg_type(struct bpf_verifier_env *env,
9629                        struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
9630                        const struct btf_type *t, const struct btf_type *ref_t,
9631                        const char *ref_tname, const struct btf_param *args,
9632                        int argno, int nargs)
9633 {
9634         u32 regno = argno + 1;
9635         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
9636         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
9637         bool arg_mem_size = false;
9638
9639         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_cast_to_kern_ctx])
9640                 return KF_ARG_PTR_TO_CTX;
9641
9642         /* In this function, we verify the kfunc's BTF as per the argument type,
9643          * leaving the rest of the verification with respect to the register
9644          * type to our caller. When a set of conditions hold in the BTF type of
9645          * arguments, we resolve it to a known kfunc_ptr_arg_type.
9646          */
9647         if (btf_get_prog_ctx_type(&env->log, meta->btf, t, resolve_prog_type(env->prog), argno))
9648                 return KF_ARG_PTR_TO_CTX;
9649
9650         if (is_kfunc_arg_alloc_obj(meta->btf, &args[argno]))
9651                 return KF_ARG_PTR_TO_ALLOC_BTF_ID;
9652
9653         if (is_kfunc_arg_kptr_get(meta, argno)) {
9654                 if (!btf_type_is_ptr(ref_t)) {
9655                         verbose(env, "arg#0 BTF type must be a double pointer for kptr_get kfunc\n");
9656                         return -EINVAL;
9657                 }
9658                 ref_t = btf_type_by_id(meta->btf, ref_t->type);
9659                 ref_tname = btf_name_by_offset(meta->btf, ref_t->name_off);
9660                 if (!btf_type_is_struct(ref_t)) {
9661                         verbose(env, "kernel function %s args#0 pointer type %s %s is not supported\n",
9662                                 meta->func_name, btf_type_str(ref_t), ref_tname);
9663                         return -EINVAL;
9664                 }
9665                 return KF_ARG_PTR_TO_KPTR;
9666         }
9667
9668         if (is_kfunc_arg_dynptr(meta->btf, &args[argno]))
9669                 return KF_ARG_PTR_TO_DYNPTR;
9670
9671         if (is_kfunc_arg_iter(meta, argno))
9672                 return KF_ARG_PTR_TO_ITER;
9673
9674         if (is_kfunc_arg_list_head(meta->btf, &args[argno]))
9675                 return KF_ARG_PTR_TO_LIST_HEAD;
9676
9677         if (is_kfunc_arg_list_node(meta->btf, &args[argno]))
9678                 return KF_ARG_PTR_TO_LIST_NODE;
9679
9680         if (is_kfunc_arg_rbtree_root(meta->btf, &args[argno]))
9681                 return KF_ARG_PTR_TO_RB_ROOT;
9682
9683         if (is_kfunc_arg_rbtree_node(meta->btf, &args[argno]))
9684                 return KF_ARG_PTR_TO_RB_NODE;
9685
9686         if ((base_type(reg->type) == PTR_TO_BTF_ID || reg2btf_ids[base_type(reg->type)])) {
9687                 if (!btf_type_is_struct(ref_t)) {
9688                         verbose(env, "kernel function %s args#%d pointer type %s %s is not supported\n",
9689                                 meta->func_name, argno, btf_type_str(ref_t), ref_tname);
9690                         return -EINVAL;
9691                 }
9692                 return KF_ARG_PTR_TO_BTF_ID;
9693         }
9694
9695         if (is_kfunc_arg_callback(env, meta->btf, &args[argno]))
9696                 return KF_ARG_PTR_TO_CALLBACK;
9697
9698
9699         if (argno + 1 < nargs &&
9700             (is_kfunc_arg_mem_size(meta->btf, &args[argno + 1], &regs[regno + 1]) ||
9701              is_kfunc_arg_const_mem_size(meta->btf, &args[argno + 1], &regs[regno + 1])))
9702                 arg_mem_size = true;
9703
9704         /* This is the catch all argument type of register types supported by
9705          * check_helper_mem_access. However, we only allow when argument type is
9706          * pointer to scalar, or struct composed (recursively) of scalars. When
9707          * arg_mem_size is true, the pointer can be void *.
9708          */
9709         if (!btf_type_is_scalar(ref_t) && !__btf_type_is_scalar_struct(env, meta->btf, ref_t, 0) &&
9710             (arg_mem_size ? !btf_type_is_void(ref_t) : 1)) {
9711                 verbose(env, "arg#%d pointer type %s %s must point to %sscalar, or struct with scalar\n",
9712                         argno, btf_type_str(ref_t), ref_tname, arg_mem_size ? "void, " : "");
9713                 return -EINVAL;
9714         }
9715         return arg_mem_size ? KF_ARG_PTR_TO_MEM_SIZE : KF_ARG_PTR_TO_MEM;
9716 }
9717
9718 static int process_kf_arg_ptr_to_btf_id(struct bpf_verifier_env *env,
9719                                         struct bpf_reg_state *reg,
9720                                         const struct btf_type *ref_t,
9721                                         const char *ref_tname, u32 ref_id,
9722                                         struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
9723                                         int argno)
9724 {
9725         const struct btf_type *reg_ref_t;
9726         bool strict_type_match = false;
9727         const struct btf *reg_btf;
9728         const char *reg_ref_tname;
9729         u32 reg_ref_id;
9730
9731         if (base_type(reg->type) == PTR_TO_BTF_ID) {
9732                 reg_btf = reg->btf;
9733                 reg_ref_id = reg->btf_id;
9734         } else {
9735                 reg_btf = btf_vmlinux;
9736                 reg_ref_id = *reg2btf_ids[base_type(reg->type)];
9737         }
9738
9739         /* Enforce strict type matching for calls to kfuncs that are acquiring
9740          * or releasing a reference, or are no-cast aliases. We do _not_
9741          * enforce strict matching for plain KF_TRUSTED_ARGS kfuncs by default,
9742          * as we want to enable BPF programs to pass types that are bitwise
9743          * equivalent without forcing them to explicitly cast with something
9744          * like bpf_cast_to_kern_ctx().
9745          *
9746          * For example, say we had a type like the following:
9747          *
9748          * struct bpf_cpumask {
9749          *      cpumask_t cpumask;
9750          *      refcount_t usage;
9751          * };
9752          *
9753          * Note that as specified in <linux/cpumask.h>, cpumask_t is typedef'ed
9754          * to a struct cpumask, so it would be safe to pass a struct
9755          * bpf_cpumask * to a kfunc expecting a struct cpumask *.
9756          *
9757          * The philosophy here is similar to how we allow scalars of different
9758          * types to be passed to kfuncs as long as the size is the same. The
9759          * only difference here is that we're simply allowing
9760          * btf_struct_ids_match() to walk the struct at the 0th offset, and
9761          * resolve types.
9762          */
9763         if (is_kfunc_acquire(meta) ||
9764             (is_kfunc_release(meta) && reg->ref_obj_id) ||
9765             btf_type_ids_nocast_alias(&env->log, reg_btf, reg_ref_id, meta->btf, ref_id))
9766                 strict_type_match = true;
9767
9768         WARN_ON_ONCE(is_kfunc_trusted_args(meta) && reg->off);
9769
9770         reg_ref_t = btf_type_skip_modifiers(reg_btf, reg_ref_id, &reg_ref_id);
9771         reg_ref_tname = btf_name_by_offset(reg_btf, reg_ref_t->name_off);
9772         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg_btf, reg_ref_id, reg->off, meta->btf, ref_id, strict_type_match)) {
9773                 verbose(env, "kernel function %s args#%d expected pointer to %s %s but R%d has a pointer to %s %s\n",
9774                         meta->func_name, argno, btf_type_str(ref_t), ref_tname, argno + 1,
9775                         btf_type_str(reg_ref_t), reg_ref_tname);
9776                 return -EINVAL;
9777         }
9778         return 0;
9779 }
9780
9781 static int process_kf_arg_ptr_to_kptr(struct bpf_verifier_env *env,
9782                                       struct bpf_reg_state *reg,
9783                                       const struct btf_type *ref_t,
9784                                       const char *ref_tname,
9785                                       struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
9786                                       int argno)
9787 {
9788         struct btf_field *kptr_field;
9789
9790         /* check_func_arg_reg_off allows var_off for
9791          * PTR_TO_MAP_VALUE, but we need fixed offset to find
9792          * off_desc.
9793          */
9794         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
9795                 verbose(env, "arg#0 must have constant offset\n");
9796                 return -EINVAL;
9797         }
9798
9799         kptr_field = btf_record_find(reg->map_ptr->record, reg->off + reg->var_off.value, BPF_KPTR);
9800         if (!kptr_field || kptr_field->type != BPF_KPTR_REF) {
9801                 verbose(env, "arg#0 no referenced kptr at map value offset=%llu\n",
9802                         reg->off + reg->var_off.value);
9803                 return -EINVAL;
9804         }
9805
9806         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, meta->btf, ref_t->type, 0, kptr_field->kptr.btf,
9807                                   kptr_field->kptr.btf_id, true)) {
9808                 verbose(env, "kernel function %s args#%d expected pointer to %s %s\n",
9809                         meta->func_name, argno, btf_type_str(ref_t), ref_tname);
9810                 return -EINVAL;
9811         }
9812         return 0;
9813 }
9814
9815 static int ref_set_non_owning(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
9816 {
9817         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
9818
9819         if (!state->active_lock.ptr) {
9820                 verbose(env, "verifier internal error: ref_set_non_owning w/o active lock\n");
9821                 return -EFAULT;
9822         }
9823
9824         if (type_flag(reg->type) & NON_OWN_REF) {
9825                 verbose(env, "verifier internal error: NON_OWN_REF already set\n");
9826                 return -EFAULT;
9827         }
9828
9829         reg->type |= NON_OWN_REF;
9830         return 0;
9831 }
9832
9833 static int ref_convert_owning_non_owning(struct bpf_verifier_env *env, u32 ref_obj_id)
9834 {
9835         struct bpf_func_state *state, *unused;
9836         struct bpf_reg_state *reg;
9837         int i;
9838
9839         state = cur_func(env);
9840
9841         if (!ref_obj_id) {
9842                 verbose(env, "verifier internal error: ref_obj_id is zero for "
9843                              "owning -> non-owning conversion\n");
9844                 return -EFAULT;
9845         }
9846
9847         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
9848                 if (state->refs[i].id != ref_obj_id)
9849                         continue;
9850
9851                 /* Clear ref_obj_id here so release_reference doesn't clobber
9852                  * the whole reg
9853                  */
9854                 bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, unused, reg, ({
9855                         if (reg->ref_obj_id == ref_obj_id) {
9856                                 reg->ref_obj_id = 0;
9857                                 ref_set_non_owning(env, reg);
9858                         }
9859                 }));
9860                 return 0;
9861         }
9862
9863         verbose(env, "verifier internal error: ref state missing for ref_obj_id\n");
9864         return -EFAULT;
9865 }
9866
9867 /* Implementation details:
9868  *
9869  * Each register points to some region of memory, which we define as an
9870  * allocation. Each allocation may embed a bpf_spin_lock which protects any
9871  * special BPF objects (bpf_list_head, bpf_rb_root, etc.) part of the same
9872  * allocation. The lock and the data it protects are colocated in the same
9873  * memory region.
9874  *
9875  * Hence, everytime a register holds a pointer value pointing to such
9876  * allocation, the verifier preserves a unique reg->id for it.
9877  *
9878  * The verifier remembers the lock 'ptr' and the lock 'id' whenever
9879  * bpf_spin_lock is called.
9880  *
9881  * To enable this, lock state in the verifier captures two values:
9882  *      active_lock.ptr = Register's type specific pointer
9883  *      active_lock.id  = A unique ID for each register pointer value
9884  *
9885  * Currently, PTR_TO_MAP_VALUE and PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC are the two
9886  * supported register types.
9887  *
9888  * The active_lock.ptr in case of map values is the reg->map_ptr, and in case of
9889  * allocated objects is the reg->btf pointer.
9890  *
9891  * The active_lock.id is non-unique for maps supporting direct_value_addr, as we
9892  * can establish the provenance of the map value statically for each distinct
9893  * lookup into such maps. They always contain a single map value hence unique
9894  * IDs for each pseudo load pessimizes the algorithm and rejects valid programs.
9895  *
9896  * So, in case of global variables, they use array maps with max_entries = 1,
9897  * hence their active_lock.ptr becomes map_ptr and id = 0 (since they all point
9898  * into the same map value as max_entries is 1, as described above).
9899  *
9900  * In case of inner map lookups, the inner map pointer has same map_ptr as the
9901  * outer map pointer (in verifier context), but each lookup into an inner map
9902  * assigns a fresh reg->id to the lookup, so while lookups into distinct inner
9903  * maps from the same outer map share the same map_ptr as active_lock.ptr, they
9904  * will get different reg->id assigned to each lookup, hence different
9905  * active_lock.id.
9906  *
9907  * In case of allocated objects, active_lock.ptr is the reg->btf, and the
9908  * reg->id is a unique ID preserved after the NULL pointer check on the pointer
9909  * returned from bpf_obj_new. Each allocation receives a new reg->id.
9910  */
9911 static int check_reg_allocation_locked(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
9912 {
9913         void *ptr;
9914         u32 id;
9915
9916         switch ((int)reg->type) {
9917         case PTR_TO_MAP_VALUE:
9918                 ptr = reg->map_ptr;
9919                 break;
9920         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC:
9921                 ptr = reg->btf;
9922                 break;
9923         default:
9924                 verbose(env, "verifier internal error: unknown reg type for lock check\n");
9925                 return -EFAULT;
9926         }
9927         id = reg->id;
9928
9929         if (!env->cur_state->active_lock.ptr)
9930                 return -EINVAL;
9931         if (env->cur_state->active_lock.ptr != ptr ||
9932             env->cur_state->active_lock.id != id) {
9933                 verbose(env, "held lock and object are not in the same allocation\n");
9934                 return -EINVAL;
9935         }
9936         return 0;
9937 }
9938
9939 static bool is_bpf_list_api_kfunc(u32 btf_id)
9940 {
9941         return btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_front] ||
9942                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_back] ||
9943                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_pop_front] ||
9944                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_pop_back];
9945 }
9946
9947 static bool is_bpf_rbtree_api_kfunc(u32 btf_id)
9948 {
9949         return btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add] ||
9950                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_remove] ||
9951                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_first];
9952 }
9953
9954 static bool is_bpf_graph_api_kfunc(u32 btf_id)
9955 {
9956         return is_bpf_list_api_kfunc(btf_id) || is_bpf_rbtree_api_kfunc(btf_id);
9957 }
9958
9959 static bool is_callback_calling_kfunc(u32 btf_id)
9960 {
9961         return btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add];
9962 }
9963
9964 static bool is_rbtree_lock_required_kfunc(u32 btf_id)
9965 {
9966         return is_bpf_rbtree_api_kfunc(btf_id);
9967 }
9968
9969 static bool check_kfunc_is_graph_root_api(struct bpf_verifier_env *env,
9970                                           enum btf_field_type head_field_type,
9971                                           u32 kfunc_btf_id)
9972 {
9973         bool ret;
9974
9975         switch (head_field_type) {
9976         case BPF_LIST_HEAD:
9977                 ret = is_bpf_list_api_kfunc(kfunc_btf_id);
9978                 break;
9979         case BPF_RB_ROOT:
9980                 ret = is_bpf_rbtree_api_kfunc(kfunc_btf_id);
9981                 break;
9982         default:
9983                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected graph root argument type %s\n",
9984                         btf_field_type_name(head_field_type));
9985                 return false;
9986         }
9987
9988         if (!ret)
9989                 verbose(env, "verifier internal error: %s head arg for unknown kfunc\n",
9990                         btf_field_type_name(head_field_type));
9991         return ret;
9992 }
9993
9994 static bool check_kfunc_is_graph_node_api(struct bpf_verifier_env *env,
9995                                           enum btf_field_type node_field_type,
9996                                           u32 kfunc_btf_id)
9997 {
9998         bool ret;
9999
10000         switch (node_field_type) {
10001         case BPF_LIST_NODE:
10002                 ret = (kfunc_btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_front] ||
10003                        kfunc_btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_back]);
10004                 break;
10005         case BPF_RB_NODE:
10006                 ret = (kfunc_btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_remove] ||
10007                        kfunc_btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add]);
10008                 break;
10009         default:
10010                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected graph node argument type %s\n",
10011                         btf_field_type_name(node_field_type));
10012                 return false;
10013         }
10014
10015         if (!ret)
10016                 verbose(env, "verifier internal error: %s node arg for unknown kfunc\n",
10017                         btf_field_type_name(node_field_type));
10018         return ret;
10019 }
10020
10021 static int
10022 __process_kf_arg_ptr_to_graph_root(struct bpf_verifier_env *env,
10023                                    struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
10024                                    struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
10025                                    enum btf_field_type head_field_type,
10026                                    struct btf_field **head_field)
10027 {
10028         const char *head_type_name;
10029         struct btf_field *field;
10030         struct btf_record *rec;
10031         u32 head_off;
10032
10033         if (meta->btf != btf_vmlinux) {
10034                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected btf mismatch in kfunc call\n");
10035                 return -EFAULT;
10036         }
10037
10038         if (!check_kfunc_is_graph_root_api(env, head_field_type, meta->func_id))
10039                 return -EFAULT;
10040
10041         head_type_name = btf_field_type_name(head_field_type);
10042         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
10043                 verbose(env,
10044                         "R%d doesn't have constant offset. %s has to be at the constant offset\n",
10045                         regno, head_type_name);
10046                 return -EINVAL;
10047         }
10048
10049         rec = reg_btf_record(reg);
10050         head_off = reg->off + reg->var_off.value;
10051         field = btf_record_find(rec, head_off, head_field_type);
10052         if (!field) {
10053                 verbose(env, "%s not found at offset=%u\n", head_type_name, head_off);
10054                 return -EINVAL;
10055         }
10056
10057         /* All functions require bpf_list_head to be protected using a bpf_spin_lock */
10058         if (check_reg_allocation_locked(env, reg)) {
10059                 verbose(env, "bpf_spin_lock at off=%d must be held for %s\n",
10060                         rec->spin_lock_off, head_type_name);
10061                 return -EINVAL;
10062         }
10063
10064         if (*head_field) {
10065                 verbose(env, "verifier internal error: repeating %s arg\n", head_type_name);
10066                 return -EFAULT;
10067         }
10068         *head_field = field;
10069         return 0;
10070 }
10071
10072 static int process_kf_arg_ptr_to_list_head(struct bpf_verifier_env *env,
10073                                            struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
10074                                            struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10075 {
10076         return __process_kf_arg_ptr_to_graph_root(env, reg, regno, meta, BPF_LIST_HEAD,
10077                                                           &meta->arg_list_head.field);
10078 }
10079
10080 static int process_kf_arg_ptr_to_rbtree_root(struct bpf_verifier_env *env,
10081                                              struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
10082                                              struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10083 {
10084         return __process_kf_arg_ptr_to_graph_root(env, reg, regno, meta, BPF_RB_ROOT,
10085                                                           &meta->arg_rbtree_root.field);
10086 }
10087
10088 static int
10089 __process_kf_arg_ptr_to_graph_node(struct bpf_verifier_env *env,
10090                                    struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
10091                                    struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
10092                                    enum btf_field_type head_field_type,
10093                                    enum btf_field_type node_field_type,
10094                                    struct btf_field **node_field)
10095 {
10096         const char *node_type_name;
10097         const struct btf_type *et, *t;
10098         struct btf_field *field;
10099         u32 node_off;
10100
10101         if (meta->btf != btf_vmlinux) {
10102                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected btf mismatch in kfunc call\n");
10103                 return -EFAULT;
10104         }
10105
10106         if (!check_kfunc_is_graph_node_api(env, node_field_type, meta->func_id))
10107                 return -EFAULT;
10108
10109         node_type_name = btf_field_type_name(node_field_type);
10110         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
10111                 verbose(env,
10112                         "R%d doesn't have constant offset. %s has to be at the constant offset\n",
10113                         regno, node_type_name);
10114                 return -EINVAL;
10115         }
10116
10117         node_off = reg->off + reg->var_off.value;
10118         field = reg_find_field_offset(reg, node_off, node_field_type);
10119         if (!field || field->offset != node_off) {
10120                 verbose(env, "%s not found at offset=%u\n", node_type_name, node_off);
10121                 return -EINVAL;
10122         }
10123
10124         field = *node_field;
10125
10126         et = btf_type_by_id(field->graph_root.btf, field->graph_root.value_btf_id);
10127         t = btf_type_by_id(reg->btf, reg->btf_id);
10128         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg->btf, reg->btf_id, 0, field->graph_root.btf,
10129                                   field->graph_root.value_btf_id, true)) {
10130                 verbose(env, "operation on %s expects arg#1 %s at offset=%d "
10131                         "in struct %s, but arg is at offset=%d in struct %s\n",
10132                         btf_field_type_name(head_field_type),
10133                         btf_field_type_name(node_field_type),
10134                         field->graph_root.node_offset,
10135                         btf_name_by_offset(field->graph_root.btf, et->name_off),
10136                         node_off, btf_name_by_offset(reg->btf, t->name_off));
10137                 return -EINVAL;
10138         }
10139
10140         if (node_off != field->graph_root.node_offset) {
10141                 verbose(env, "arg#1 offset=%d, but expected %s at offset=%d in struct %s\n",
10142                         node_off, btf_field_type_name(node_field_type),
10143                         field->graph_root.node_offset,
10144                         btf_name_by_offset(field->graph_root.btf, et->name_off));
10145                 return -EINVAL;
10146         }
10147
10148         return 0;
10149 }
10150
10151 static int process_kf_arg_ptr_to_list_node(struct bpf_verifier_env *env,
10152                                            struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
10153                                            struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10154 {
10155         return __process_kf_arg_ptr_to_graph_node(env, reg, regno, meta,
10156                                                   BPF_LIST_HEAD, BPF_LIST_NODE,
10157                                                   &meta->arg_list_head.field);
10158 }
10159
10160 static int process_kf_arg_ptr_to_rbtree_node(struct bpf_verifier_env *env,
10161                                              struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
10162                                              struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10163 {
10164         return __process_kf_arg_ptr_to_graph_node(env, reg, regno, meta,
10165                                                   BPF_RB_ROOT, BPF_RB_NODE,
10166                                                   &meta->arg_rbtree_root.field);
10167 }
10168
10169 static int check_kfunc_args(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
10170                             int insn_idx)
10171 {
10172         const char *func_name = meta->func_name, *ref_tname;
10173         const struct btf *btf = meta->btf;
10174         const struct btf_param *args;
10175         u32 i, nargs;
10176         int ret;
10177
10178         args = (const struct btf_param *)(meta->func_proto + 1);
10179         nargs = btf_type_vlen(meta->func_proto);
10180         if (nargs > MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS) {
10181                 verbose(env, "Function %s has %d > %d args\n", func_name, nargs,
10182                         MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS);
10183                 return -EINVAL;
10184         }
10185
10186         /* Check that BTF function arguments match actual types that the
10187          * verifier sees.
10188          */
10189         for (i = 0; i < nargs; i++) {
10190                 struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[i + 1];
10191                 const struct btf_type *t, *ref_t, *resolve_ret;
10192                 enum bpf_arg_type arg_type = ARG_DONTCARE;
10193                 u32 regno = i + 1, ref_id, type_size;
10194                 bool is_ret_buf_sz = false;
10195                 int kf_arg_type;
10196
10197                 t = btf_type_skip_modifiers(btf, args[i].type, NULL);
10198
10199                 if (is_kfunc_arg_ignore(btf, &args[i]))
10200                         continue;
10201
10202                 if (btf_type_is_scalar(t)) {
10203                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
10204                                 verbose(env, "R%d is not a scalar\n", regno);
10205                                 return -EINVAL;
10206                         }
10207
10208                         if (is_kfunc_arg_constant(meta->btf, &args[i])) {
10209                                 if (meta->arg_constant.found) {
10210                                         verbose(env, "verifier internal error: only one constant argument permitted\n");
10211                                         return -EFAULT;
10212                                 }
10213                                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
10214                                         verbose(env, "R%d must be a known constant\n", regno);
10215                                         return -EINVAL;
10216                                 }
10217                                 ret = mark_chain_precision(env, regno);
10218                                 if (ret < 0)
10219                                         return ret;
10220                                 meta->arg_constant.found = true;
10221                                 meta->arg_constant.value = reg->var_off.value;
10222                         } else if (is_kfunc_arg_scalar_with_name(btf, &args[i], "rdonly_buf_size")) {
10223                                 meta->r0_rdonly = true;
10224                                 is_ret_buf_sz = true;
10225                         } else if (is_kfunc_arg_scalar_with_name(btf, &args[i], "rdwr_buf_size")) {
10226                                 is_ret_buf_sz = true;
10227                         }
10228
10229                         if (is_ret_buf_sz) {
10230                                 if (meta->r0_size) {
10231                                         verbose(env, "2 or more rdonly/rdwr_buf_size parameters for kfunc");
10232                                         return -EINVAL;
10233                                 }
10234
10235                                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
10236                                         verbose(env, "R%d is not a const\n", regno);
10237                                         return -EINVAL;
10238                                 }
10239
10240                                 meta->r0_size = reg->var_off.value;
10241                                 ret = mark_chain_precision(env, regno);
10242                                 if (ret)
10243                                         return ret;
10244                         }
10245                         continue;
10246                 }
10247
10248                 if (!btf_type_is_ptr(t)) {
10249                         verbose(env, "Unrecognized arg#%d type %s\n", i, btf_type_str(t));
10250                         return -EINVAL;
10251                 }
10252
10253                 if ((is_kfunc_trusted_args(meta) || is_kfunc_rcu(meta)) &&
10254                     (register_is_null(reg) || type_may_be_null(reg->type))) {
10255                         verbose(env, "Possibly NULL pointer passed to trusted arg%d\n", i);
10256                         return -EACCES;
10257                 }
10258
10259                 if (reg->ref_obj_id) {
10260                         if (is_kfunc_release(meta) && meta->ref_obj_id) {
10261                                 verbose(env, "verifier internal error: more than one arg with ref_obj_id R%d %u %u\n",
10262                                         regno, reg->ref_obj_id,
10263                                         meta->ref_obj_id);
10264                                 return -EFAULT;
10265                         }
10266                         meta->ref_obj_id = reg->ref_obj_id;
10267                         if (is_kfunc_release(meta))
10268                                 meta->release_regno = regno;
10269                 }
10270
10271                 ref_t = btf_type_skip_modifiers(btf, t->type, &ref_id);
10272                 ref_tname = btf_name_by_offset(btf, ref_t->name_off);
10273
10274                 kf_arg_type = get_kfunc_ptr_arg_type(env, meta, t, ref_t, ref_tname, args, i, nargs);
10275                 if (kf_arg_type < 0)
10276                         return kf_arg_type;
10277
10278                 switch (kf_arg_type) {
10279                 case KF_ARG_PTR_TO_ALLOC_BTF_ID:
10280                 case KF_ARG_PTR_TO_BTF_ID:
10281                         if (!is_kfunc_trusted_args(meta) && !is_kfunc_rcu(meta))
10282                                 break;
10283
10284                         if (!is_trusted_reg(reg)) {
10285                                 if (!is_kfunc_rcu(meta)) {
10286                                         verbose(env, "R%d must be referenced or trusted\n", regno);
10287                                         return -EINVAL;
10288                                 }
10289                                 if (!is_rcu_reg(reg)) {
10290                                         verbose(env, "R%d must be a rcu pointer\n", regno);
10291                                         return -EINVAL;
10292                                 }
10293                         }
10294
10295                         fallthrough;
10296                 case KF_ARG_PTR_TO_CTX:
10297                         /* Trusted arguments have the same offset checks as release arguments */
10298                         arg_type |= OBJ_RELEASE;
10299                         break;
10300                 case KF_ARG_PTR_TO_KPTR:
10301                 case KF_ARG_PTR_TO_DYNPTR:
10302                 case KF_ARG_PTR_TO_ITER:
10303                 case KF_ARG_PTR_TO_LIST_HEAD:
10304                 case KF_ARG_PTR_TO_LIST_NODE:
10305                 case KF_ARG_PTR_TO_RB_ROOT:
10306                 case KF_ARG_PTR_TO_RB_NODE:
10307                 case KF_ARG_PTR_TO_MEM:
10308                 case KF_ARG_PTR_TO_MEM_SIZE:
10309                 case KF_ARG_PTR_TO_CALLBACK:
10310                         /* Trusted by default */
10311                         break;
10312                 default:
10313                         WARN_ON_ONCE(1);
10314                         return -EFAULT;
10315                 }
10316
10317                 if (is_kfunc_release(meta) && reg->ref_obj_id)
10318                         arg_type |= OBJ_RELEASE;
10319                 ret = check_func_arg_reg_off(env, reg, regno, arg_type);
10320                 if (ret < 0)
10321                         return ret;
10322
10323                 switch (kf_arg_type) {
10324                 case KF_ARG_PTR_TO_CTX:
10325                         if (reg->type != PTR_TO_CTX) {
10326                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to ctx, but got %s\n", i, btf_type_str(t));
10327                                 return -EINVAL;
10328                         }
10329
10330                         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_cast_to_kern_ctx]) {
10331                                 ret = get_kern_ctx_btf_id(&env->log, resolve_prog_type(env->prog));
10332                                 if (ret < 0)
10333                                         return -EINVAL;
10334                                 meta->ret_btf_id  = ret;
10335                         }
10336                         break;
10337                 case KF_ARG_PTR_TO_ALLOC_BTF_ID:
10338                         if (reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
10339                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to allocated object\n", i);
10340                                 return -EINVAL;
10341                         }
10342                         if (!reg->ref_obj_id) {
10343                                 verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
10344                                 return -EINVAL;
10345                         }
10346                         if (meta->btf == btf_vmlinux &&
10347                             meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_drop_impl]) {
10348                                 meta->arg_obj_drop.btf = reg->btf;
10349                                 meta->arg_obj_drop.btf_id = reg->btf_id;
10350                         }
10351                         break;
10352                 case KF_ARG_PTR_TO_KPTR:
10353                         if (reg->type != PTR_TO_MAP_VALUE) {
10354                                 verbose(env, "arg#0 expected pointer to map value\n");
10355                                 return -EINVAL;
10356                         }
10357                         ret = process_kf_arg_ptr_to_kptr(env, reg, ref_t, ref_tname, meta, i);
10358                         if (ret < 0)
10359                                 return ret;
10360                         break;
10361                 case KF_ARG_PTR_TO_DYNPTR:
10362                 {
10363                         enum bpf_arg_type dynptr_arg_type = ARG_PTR_TO_DYNPTR;
10364
10365                         if (reg->type != PTR_TO_STACK &&
10366                             reg->type != CONST_PTR_TO_DYNPTR) {
10367                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to stack or dynptr_ptr\n", i);
10368                                 return -EINVAL;
10369                         }
10370
10371                         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
10372                                 dynptr_arg_type |= MEM_RDONLY;
10373
10374                         if (is_kfunc_arg_uninit(btf, &args[i]))
10375                                 dynptr_arg_type |= MEM_UNINIT;
10376
10377                         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_from_skb])
10378                                 dynptr_arg_type |= DYNPTR_TYPE_SKB;
10379                         else if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_from_xdp])
10380                                 dynptr_arg_type |= DYNPTR_TYPE_XDP;
10381
10382                         ret = process_dynptr_func(env, regno, insn_idx, dynptr_arg_type);
10383                         if (ret < 0)
10384                                 return ret;
10385
10386                         if (!(dynptr_arg_type & MEM_UNINIT)) {
10387                                 int id = dynptr_id(env, reg);
10388
10389                                 if (id < 0) {
10390                                         verbose(env, "verifier internal error: failed to obtain dynptr id\n");
10391                                         return id;
10392                                 }
10393                                 meta->initialized_dynptr.id = id;
10394                                 meta->initialized_dynptr.type = dynptr_get_type(env, reg);
10395                         }
10396
10397                         break;
10398                 }
10399                 case KF_ARG_PTR_TO_ITER:
10400                         ret = process_iter_arg(env, regno, insn_idx, meta);
10401                         if (ret < 0)
10402                                 return ret;
10403                         break;
10404                 case KF_ARG_PTR_TO_LIST_HEAD:
10405                         if (reg->type != PTR_TO_MAP_VALUE &&
10406                             reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
10407                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to map value or allocated object\n", i);
10408                                 return -EINVAL;
10409                         }
10410                         if (reg->type == (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC) && !reg->ref_obj_id) {
10411                                 verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
10412                                 return -EINVAL;
10413                         }
10414                         ret = process_kf_arg_ptr_to_list_head(env, reg, regno, meta);
10415                         if (ret < 0)
10416                                 return ret;
10417                         break;
10418                 case KF_ARG_PTR_TO_RB_ROOT:
10419                         if (reg->type != PTR_TO_MAP_VALUE &&
10420                             reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
10421                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to map value or allocated object\n", i);
10422                                 return -EINVAL;
10423                         }
10424                         if (reg->type == (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC) && !reg->ref_obj_id) {
10425                                 verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
10426                                 return -EINVAL;
10427                         }
10428                         ret = process_kf_arg_ptr_to_rbtree_root(env, reg, regno, meta);
10429                         if (ret < 0)
10430                                 return ret;
10431                         break;
10432                 case KF_ARG_PTR_TO_LIST_NODE:
10433                         if (reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
10434                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to allocated object\n", i);
10435                                 return -EINVAL;
10436                         }
10437                         if (!reg->ref_obj_id) {
10438                                 verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
10439                                 return -EINVAL;
10440                         }
10441                         ret = process_kf_arg_ptr_to_list_node(env, reg, regno, meta);
10442                         if (ret < 0)
10443                                 return ret;
10444                         break;
10445                 case KF_ARG_PTR_TO_RB_NODE:
10446                         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_remove]) {
10447                                 if (!type_is_non_owning_ref(reg->type) || reg->ref_obj_id) {
10448                                         verbose(env, "rbtree_remove node input must be non-owning ref\n");
10449                                         return -EINVAL;
10450                                 }
10451                                 if (in_rbtree_lock_required_cb(env)) {
10452                                         verbose(env, "rbtree_remove not allowed in rbtree cb\n");
10453                                         return -EINVAL;
10454                                 }
10455                         } else {
10456                                 if (reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
10457                                         verbose(env, "arg#%d expected pointer to allocated object\n", i);
10458                                         return -EINVAL;
10459                                 }
10460                                 if (!reg->ref_obj_id) {
10461                                         verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
10462                                         return -EINVAL;
10463                                 }
10464                         }
10465
10466                         ret = process_kf_arg_ptr_to_rbtree_node(env, reg, regno, meta);
10467                         if (ret < 0)
10468                                 return ret;
10469                         break;
10470                 case KF_ARG_PTR_TO_BTF_ID:
10471                         /* Only base_type is checked, further checks are done here */
10472                         if ((base_type(reg->type) != PTR_TO_BTF_ID ||
10473                              (bpf_type_has_unsafe_modifiers(reg->type) && !is_rcu_reg(reg))) &&
10474                             !reg2btf_ids[base_type(reg->type)]) {
10475                                 verbose(env, "arg#%d is %s ", i, reg_type_str(env, reg->type));
10476                                 verbose(env, "expected %s or socket\n",
10477                                         reg_type_str(env, base_type(reg->type) |
10478                                                           (type_flag(reg->type) & BPF_REG_TRUSTED_MODIFIERS)));
10479                                 return -EINVAL;
10480                         }
10481                         ret = process_kf_arg_ptr_to_btf_id(env, reg, ref_t, ref_tname, ref_id, meta, i);
10482                         if (ret < 0)
10483                                 return ret;
10484                         break;
10485                 case KF_ARG_PTR_TO_MEM:
10486                         resolve_ret = btf_resolve_size(btf, ref_t, &type_size);
10487                         if (IS_ERR(resolve_ret)) {
10488                                 verbose(env, "arg#%d reference type('%s %s') size cannot be determined: %ld\n",
10489                                         i, btf_type_str(ref_t), ref_tname, PTR_ERR(resolve_ret));
10490                                 return -EINVAL;
10491                         }
10492                         ret = check_mem_reg(env, reg, regno, type_size);
10493                         if (ret < 0)
10494                                 return ret;
10495                         break;
10496                 case KF_ARG_PTR_TO_MEM_SIZE:
10497                 {
10498                         struct bpf_reg_state *size_reg = &regs[regno + 1];
10499                         const struct btf_param *size_arg = &args[i + 1];
10500
10501                         ret = check_kfunc_mem_size_reg(env, size_reg, regno + 1);
10502                         if (ret < 0) {
10503                                 verbose(env, "arg#%d arg#%d memory, len pair leads to invalid memory access\n", i, i + 1);
10504                                 return ret;
10505                         }
10506
10507                         if (is_kfunc_arg_const_mem_size(meta->btf, size_arg, size_reg)) {
10508                                 if (meta->arg_constant.found) {
10509                                         verbose(env, "verifier internal error: only one constant argument permitted\n");
10510                                         return -EFAULT;
10511                                 }
10512                                 if (!tnum_is_const(size_reg->var_off)) {
10513                                         verbose(env, "R%d must be a known constant\n", regno + 1);
10514                                         return -EINVAL;
10515                                 }
10516                                 meta->arg_constant.found = true;
10517                                 meta->arg_constant.value = size_reg->var_off.value;
10518                         }
10519
10520                         /* Skip next '__sz' or '__szk' argument */
10521                         i++;
10522                         break;
10523                 }
10524                 case KF_ARG_PTR_TO_CALLBACK:
10525                         meta->subprogno = reg->subprogno;
10526                         break;
10527                 }
10528         }
10529
10530         if (is_kfunc_release(meta) && !meta->release_regno) {
10531                 verbose(env, "release kernel function %s expects refcounted PTR_TO_BTF_ID\n",
10532                         func_name);
10533                 return -EINVAL;
10534         }
10535
10536         return 0;
10537 }
10538
10539 static int fetch_kfunc_meta(struct bpf_verifier_env *env,
10540                             struct bpf_insn *insn,
10541                             struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
10542                             const char **kfunc_name)
10543 {
10544         const struct btf_type *func, *func_proto;
10545         u32 func_id, *kfunc_flags;
10546         const char *func_name;
10547         struct btf *desc_btf;
10548
10549         if (kfunc_name)
10550                 *kfunc_name = NULL;
10551
10552         if (!insn->imm)
10553                 return -EINVAL;
10554
10555         desc_btf = find_kfunc_desc_btf(env, insn->off);
10556         if (IS_ERR(desc_btf))
10557                 return PTR_ERR(desc_btf);
10558
10559         func_id = insn->imm;
10560         func = btf_type_by_id(desc_btf, func_id);
10561         func_name = btf_name_by_offset(desc_btf, func->name_off);
10562         if (kfunc_name)
10563                 *kfunc_name = func_name;
10564         func_proto = btf_type_by_id(desc_btf, func->type);
10565
10566         kfunc_flags = btf_kfunc_id_set_contains(desc_btf, resolve_prog_type(env->prog), func_id);
10567         if (!kfunc_flags) {
10568                 return -EACCES;
10569         }
10570
10571         memset(meta, 0, sizeof(*meta));
10572         meta->btf = desc_btf;
10573         meta->func_id = func_id;
10574         meta->kfunc_flags = *kfunc_flags;
10575         meta->func_proto = func_proto;
10576         meta->func_name = func_name;
10577
10578         return 0;
10579 }
10580
10581 static int check_kfunc_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
10582                             int *insn_idx_p)
10583 {
10584         const struct btf_type *t, *ptr_type;
10585         u32 i, nargs, ptr_type_id, release_ref_obj_id;
10586         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
10587         const char *func_name, *ptr_type_name;
10588         bool sleepable, rcu_lock, rcu_unlock;
10589         struct bpf_kfunc_call_arg_meta meta;
10590         struct bpf_insn_aux_data *insn_aux;
10591         int err, insn_idx = *insn_idx_p;
10592         const struct btf_param *args;
10593         const struct btf_type *ret_t;
10594         struct btf *desc_btf;
10595
10596         /* skip for now, but return error when we find this in fixup_kfunc_call */
10597         if (!insn->imm)
10598                 return 0;
10599
10600         err = fetch_kfunc_meta(env, insn, &meta, &func_name);
10601         if (err == -EACCES && func_name)
10602                 verbose(env, "calling kernel function %s is not allowed\n", func_name);
10603         if (err)
10604                 return err;
10605         desc_btf = meta.btf;
10606         insn_aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
10607
10608         insn_aux->is_iter_next = is_iter_next_kfunc(&meta);
10609
10610         if (is_kfunc_destructive(&meta) && !capable(CAP_SYS_BOOT)) {
10611                 verbose(env, "destructive kfunc calls require CAP_SYS_BOOT capability\n");
10612                 return -EACCES;
10613         }
10614
10615         sleepable = is_kfunc_sleepable(&meta);
10616         if (sleepable && !env->prog->aux->sleepable) {
10617                 verbose(env, "program must be sleepable to call sleepable kfunc %s\n", func_name);
10618                 return -EACCES;
10619         }
10620
10621         rcu_lock = is_kfunc_bpf_rcu_read_lock(&meta);
10622         rcu_unlock = is_kfunc_bpf_rcu_read_unlock(&meta);
10623
10624         if (env->cur_state->active_rcu_lock) {
10625                 struct bpf_func_state *state;
10626                 struct bpf_reg_state *reg;
10627
10628                 if (rcu_lock) {
10629                         verbose(env, "nested rcu read lock (kernel function %s)\n", func_name);
10630                         return -EINVAL;
10631                 } else if (rcu_unlock) {
10632                         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, state, reg, ({
10633                                 if (reg->type & MEM_RCU) {
10634                                         reg->type &= ~(MEM_RCU | PTR_MAYBE_NULL);
10635                                         reg->type |= PTR_UNTRUSTED;
10636                                 }
10637                         }));
10638                         env->cur_state->active_rcu_lock = false;
10639                 } else if (sleepable) {
10640                         verbose(env, "kernel func %s is sleepable within rcu_read_lock region\n", func_name);
10641                         return -EACCES;
10642                 }
10643         } else if (rcu_lock) {
10644                 env->cur_state->active_rcu_lock = true;
10645         } else if (rcu_unlock) {
10646                 verbose(env, "unmatched rcu read unlock (kernel function %s)\n", func_name);
10647                 return -EINVAL;
10648         }
10649
10650         /* Check the arguments */
10651         err = check_kfunc_args(env, &meta, insn_idx);
10652         if (err < 0)
10653                 return err;
10654         /* In case of release function, we get register number of refcounted
10655          * PTR_TO_BTF_ID in bpf_kfunc_arg_meta, do the release now.
10656          */
10657         if (meta.release_regno) {
10658                 err = release_reference(env, regs[meta.release_regno].ref_obj_id);
10659                 if (err) {
10660                         verbose(env, "kfunc %s#%d reference has not been acquired before\n",
10661                                 func_name, meta.func_id);
10662                         return err;
10663                 }
10664         }
10665
10666         if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_front] ||
10667             meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_back] ||
10668             meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add]) {
10669                 release_ref_obj_id = regs[BPF_REG_2].ref_obj_id;
10670                 err = ref_convert_owning_non_owning(env, release_ref_obj_id);
10671                 if (err) {
10672                         verbose(env, "kfunc %s#%d conversion of owning ref to non-owning failed\n",
10673                                 func_name, meta.func_id);
10674                         return err;
10675                 }
10676
10677                 err = release_reference(env, release_ref_obj_id);
10678                 if (err) {
10679                         verbose(env, "kfunc %s#%d reference has not been acquired before\n",
10680                                 func_name, meta.func_id);
10681                         return err;
10682                 }
10683         }
10684
10685         if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add]) {
10686                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
10687                                         set_rbtree_add_callback_state);
10688                 if (err) {
10689                         verbose(env, "kfunc %s#%d failed callback verification\n",
10690                                 func_name, meta.func_id);
10691                         return err;
10692                 }
10693         }
10694
10695         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++)
10696                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
10697
10698         /* Check return type */
10699         t = btf_type_skip_modifiers(desc_btf, meta.func_proto->type, NULL);
10700
10701         if (is_kfunc_acquire(&meta) && !btf_type_is_struct_ptr(meta.btf, t)) {
10702                 /* Only exception is bpf_obj_new_impl */
10703                 if (meta.btf != btf_vmlinux || meta.func_id != special_kfunc_list[KF_bpf_obj_new_impl]) {
10704                         verbose(env, "acquire kernel function does not return PTR_TO_BTF_ID\n");
10705                         return -EINVAL;
10706                 }
10707         }
10708
10709         if (btf_type_is_scalar(t)) {
10710                 mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
10711                 mark_btf_func_reg_size(env, BPF_REG_0, t->size);
10712         } else if (btf_type_is_ptr(t)) {
10713                 ptr_type = btf_type_skip_modifiers(desc_btf, t->type, &ptr_type_id);
10714
10715                 if (meta.btf == btf_vmlinux && btf_id_set_contains(&special_kfunc_set, meta.func_id)) {
10716                         if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_new_impl]) {
10717                                 struct btf *ret_btf;
10718                                 u32 ret_btf_id;
10719
10720                                 if (unlikely(!bpf_global_ma_set))
10721                                         return -ENOMEM;
10722
10723                                 if (((u64)(u32)meta.arg_constant.value) != meta.arg_constant.value) {
10724                                         verbose(env, "local type ID argument must be in range [0, U32_MAX]\n");
10725                                         return -EINVAL;
10726                                 }
10727
10728                                 ret_btf = env->prog->aux->btf;
10729                                 ret_btf_id = meta.arg_constant.value;
10730
10731                                 /* This may be NULL due to user not supplying a BTF */
10732                                 if (!ret_btf) {
10733                                         verbose(env, "bpf_obj_new requires prog BTF\n");
10734                                         return -EINVAL;
10735                                 }
10736
10737                                 ret_t = btf_type_by_id(ret_btf, ret_btf_id);
10738                                 if (!ret_t || !__btf_type_is_struct(ret_t)) {
10739                                         verbose(env, "bpf_obj_new type ID argument must be of a struct\n");
10740                                         return -EINVAL;
10741                                 }
10742
10743                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
10744                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC;
10745                                 regs[BPF_REG_0].btf = ret_btf;
10746                                 regs[BPF_REG_0].btf_id = ret_btf_id;
10747
10748                                 insn_aux->obj_new_size = ret_t->size;
10749                                 insn_aux->kptr_struct_meta =
10750                                         btf_find_struct_meta(ret_btf, ret_btf_id);
10751                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_pop_front] ||
10752                                    meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_pop_back]) {
10753                                 struct btf_field *field = meta.arg_list_head.field;
10754
10755                                 mark_reg_graph_node(regs, BPF_REG_0, &field->graph_root);
10756                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_remove] ||
10757                                    meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_first]) {
10758                                 struct btf_field *field = meta.arg_rbtree_root.field;
10759
10760                                 mark_reg_graph_node(regs, BPF_REG_0, &field->graph_root);
10761                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_cast_to_kern_ctx]) {
10762                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
10763                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED;
10764                                 regs[BPF_REG_0].btf = desc_btf;
10765                                 regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.ret_btf_id;
10766                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rdonly_cast]) {
10767                                 ret_t = btf_type_by_id(desc_btf, meta.arg_constant.value);
10768                                 if (!ret_t || !btf_type_is_struct(ret_t)) {
10769                                         verbose(env,
10770                                                 "kfunc bpf_rdonly_cast type ID argument must be of a struct\n");
10771                                         return -EINVAL;
10772                                 }
10773
10774                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
10775                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED;
10776                                 regs[BPF_REG_0].btf = desc_btf;
10777                                 regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.arg_constant.value;
10778                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_slice] ||
10779                                    meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_slice_rdwr]) {
10780                                 enum bpf_type_flag type_flag = get_dynptr_type_flag(meta.initialized_dynptr.type);
10781
10782                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
10783
10784                                 if (!meta.arg_constant.found) {
10785                                         verbose(env, "verifier internal error: bpf_dynptr_slice(_rdwr) no constant size\n");
10786                                         return -EFAULT;
10787                                 }
10788
10789                                 regs[BPF_REG_0].mem_size = meta.arg_constant.value;
10790
10791                                 /* PTR_MAYBE_NULL will be added when is_kfunc_ret_null is checked */
10792                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM | type_flag;
10793
10794                                 if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_slice]) {
10795                                         regs[BPF_REG_0].type |= MEM_RDONLY;
10796                                 } else {
10797                                         /* this will set env->seen_direct_write to true */
10798                                         if (!may_access_direct_pkt_data(env, NULL, BPF_WRITE)) {
10799                                                 verbose(env, "the prog does not allow writes to packet data\n");
10800                                                 return -EINVAL;
10801                                         }
10802                                 }
10803
10804                                 if (!meta.initialized_dynptr.id) {
10805                                         verbose(env, "verifier internal error: no dynptr id\n");
10806                                         return -EFAULT;
10807                                 }
10808                                 regs[BPF_REG_0].dynptr_id = meta.initialized_dynptr.id;
10809
10810                                 /* we don't need to set BPF_REG_0's ref obj id
10811                                  * because packet slices are not refcounted (see
10812                                  * dynptr_type_refcounted)
10813                                  */
10814                         } else {
10815                                 verbose(env, "kernel function %s unhandled dynamic return type\n",
10816                                         meta.func_name);
10817                                 return -EFAULT;
10818                         }
10819                 } else if (!__btf_type_is_struct(ptr_type)) {
10820                         if (!meta.r0_size) {
10821                                 __u32 sz;
10822
10823                                 if (!IS_ERR(btf_resolve_size(desc_btf, ptr_type, &sz))) {
10824                                         meta.r0_size = sz;
10825                                         meta.r0_rdonly = true;
10826                                 }
10827                         }
10828                         if (!meta.r0_size) {
10829                                 ptr_type_name = btf_name_by_offset(desc_btf,
10830                                                                    ptr_type->name_off);
10831                                 verbose(env,
10832                                         "kernel function %s returns pointer type %s %s is not supported\n",
10833                                         func_name,
10834                                         btf_type_str(ptr_type),
10835                                         ptr_type_name);
10836                                 return -EINVAL;
10837                         }
10838
10839                         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
10840                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM;
10841                         regs[BPF_REG_0].mem_size = meta.r0_size;
10842
10843                         if (meta.r0_rdonly)
10844                                 regs[BPF_REG_0].type |= MEM_RDONLY;
10845
10846                         /* Ensures we don't access the memory after a release_reference() */
10847                         if (meta.ref_obj_id)
10848                                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = meta.ref_obj_id;
10849                 } else {
10850                         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
10851                         regs[BPF_REG_0].btf = desc_btf;
10852                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID;
10853                         regs[BPF_REG_0].btf_id = ptr_type_id;
10854                 }
10855
10856                 if (is_kfunc_ret_null(&meta)) {
10857                         regs[BPF_REG_0].type |= PTR_MAYBE_NULL;
10858                         /* For mark_ptr_or_null_reg, see 93c230e3f5bd6 */
10859                         regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
10860                 }
10861                 mark_btf_func_reg_size(env, BPF_REG_0, sizeof(void *));
10862                 if (is_kfunc_acquire(&meta)) {
10863                         int id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
10864
10865                         if (id < 0)
10866                                 return id;
10867                         if (is_kfunc_ret_null(&meta))
10868                                 regs[BPF_REG_0].id = id;
10869                         regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = id;
10870                 } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_first]) {
10871                         ref_set_non_owning(env, &regs[BPF_REG_0]);
10872                 }
10873
10874                 if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_remove])
10875                         invalidate_non_owning_refs(env);
10876
10877                 if (reg_may_point_to_spin_lock(&regs[BPF_REG_0]) && !regs[BPF_REG_0].id)
10878                         regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
10879         } else if (btf_type_is_void(t)) {
10880                 if (meta.btf == btf_vmlinux && btf_id_set_contains(&special_kfunc_set, meta.func_id)) {
10881                         if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_drop_impl]) {
10882                                 insn_aux->kptr_struct_meta =
10883                                         btf_find_struct_meta(meta.arg_obj_drop.btf,
10884                                                              meta.arg_obj_drop.btf_id);
10885                         }
10886                 }
10887         }
10888
10889         nargs = btf_type_vlen(meta.func_proto);
10890         args = (const struct btf_param *)(meta.func_proto + 1);
10891         for (i = 0; i < nargs; i++) {
10892                 u32 regno = i + 1;
10893
10894                 t = btf_type_skip_modifiers(desc_btf, args[i].type, NULL);
10895                 if (btf_type_is_ptr(t))
10896                         mark_btf_func_reg_size(env, regno, sizeof(void *));
10897                 else
10898                         /* scalar. ensured by btf_check_kfunc_arg_match() */
10899                         mark_btf_func_reg_size(env, regno, t->size);
10900         }
10901
10902         if (is_iter_next_kfunc(&meta)) {
10903                 err = process_iter_next_call(env, insn_idx, &meta);
10904                 if (err)
10905                         return err;
10906         }
10907
10908         return 0;
10909 }
10910
10911 static bool signed_add_overflows(s64 a, s64 b)
10912 {
10913         /* Do the add in u64, where overflow is well-defined */
10914         s64 res = (s64)((u64)a + (u64)b);
10915
10916         if (b < 0)
10917                 return res > a;
10918         return res < a;
10919 }
10920
10921 static bool signed_add32_overflows(s32 a, s32 b)
10922 {
10923         /* Do the add in u32, where overflow is well-defined */
10924         s32 res = (s32)((u32)a + (u32)b);
10925
10926         if (b < 0)
10927                 return res > a;
10928         return res < a;
10929 }
10930
10931 static bool signed_sub_overflows(s64 a, s64 b)
10932 {
10933         /* Do the sub in u64, where overflow is well-defined */
10934         s64 res = (s64)((u64)a - (u64)b);
10935
10936         if (b < 0)
10937                 return res < a;
10938         return res > a;
10939 }
10940
10941 static bool signed_sub32_overflows(s32 a, s32 b)
10942 {
10943         /* Do the sub in u32, where overflow is well-defined */
10944         s32 res = (s32)((u32)a - (u32)b);
10945
10946         if (b < 0)
10947                 return res < a;
10948         return res > a;
10949 }
10950
10951 static bool check_reg_sane_offset(struct bpf_verifier_env *env,
10952                                   const struct bpf_reg_state *reg,
10953                                   enum bpf_reg_type type)
10954 {
10955         bool known = tnum_is_const(reg->var_off);
10956         s64 val = reg->var_off.value;
10957         s64 smin = reg->smin_value;
10958
10959         if (known && (val >= BPF_MAX_VAR_OFF || val <= -BPF_MAX_VAR_OFF)) {
10960                 verbose(env, "math between %s pointer and %lld is not allowed\n",
10961                         reg_type_str(env, type), val);
10962                 return false;
10963         }
10964
10965         if (reg->off >= BPF_MAX_VAR_OFF || reg->off <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
10966                 verbose(env, "%s pointer offset %d is not allowed\n",
10967                         reg_type_str(env, type), reg->off);
10968                 return false;
10969         }
10970
10971         if (smin == S64_MIN) {
10972                 verbose(env, "math between %s pointer and register with unbounded min value is not allowed\n",
10973                         reg_type_str(env, type));
10974                 return false;
10975         }
10976
10977         if (smin >= BPF_MAX_VAR_OFF || smin <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
10978                 verbose(env, "value %lld makes %s pointer be out of bounds\n",
10979                         smin, reg_type_str(env, type));
10980                 return false;
10981         }
10982
10983         return true;
10984 }
10985
10986 enum {
10987         REASON_BOUNDS   = -1,
10988         REASON_TYPE     = -2,
10989         REASON_PATHS    = -3,
10990         REASON_LIMIT    = -4,
10991         REASON_STACK    = -5,
10992 };
10993
10994 static int retrieve_ptr_limit(const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
10995                               u32 *alu_limit, bool mask_to_left)
10996 {
10997         u32 max = 0, ptr_limit = 0;
10998
10999         switch (ptr_reg->type) {
11000         case PTR_TO_STACK:
11001                 /* Offset 0 is out-of-bounds, but acceptable start for the
11002                  * left direction, see BPF_REG_FP. Also, unknown scalar
11003                  * offset where we would need to deal with min/max bounds is
11004                  * currently prohibited for unprivileged.
11005                  */
11006                 max = MAX_BPF_STACK + mask_to_left;
11007                 ptr_limit = -(ptr_reg->var_off.value + ptr_reg->off);
11008                 break;
11009         case PTR_TO_MAP_VALUE:
11010                 max = ptr_reg->map_ptr->value_size;
11011                 ptr_limit = (mask_to_left ?
11012                              ptr_reg->smin_value :
11013                              ptr_reg->umax_value) + ptr_reg->off;
11014                 break;
11015         default:
11016                 return REASON_TYPE;
11017         }
11018
11019         if (ptr_limit >= max)
11020                 return REASON_LIMIT;
11021         *alu_limit = ptr_limit;
11022         return 0;
11023 }
11024
11025 static bool can_skip_alu_sanitation(const struct bpf_verifier_env *env,
11026                                     const struct bpf_insn *insn)
11027 {
11028         return env->bypass_spec_v1 || BPF_SRC(insn->code) == BPF_K;
11029 }
11030
11031 static int update_alu_sanitation_state(struct bpf_insn_aux_data *aux,
11032                                        u32 alu_state, u32 alu_limit)
11033 {
11034         /* If we arrived here from different branches with different
11035          * state or limits to sanitize, then this won't work.
11036          */
11037         if (aux->alu_state &&
11038             (aux->alu_state != alu_state ||
11039              aux->alu_limit != alu_limit))
11040                 return REASON_PATHS;
11041
11042         /* Corresponding fixup done in do_misc_fixups(). */
11043         aux->alu_state = alu_state;
11044         aux->alu_limit = alu_limit;
11045         return 0;
11046 }
11047
11048 static int sanitize_val_alu(struct bpf_verifier_env *env,
11049                             struct bpf_insn *insn)
11050 {
11051         struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
11052
11053         if (can_skip_alu_sanitation(env, insn))
11054                 return 0;
11055
11056         return update_alu_sanitation_state(aux, BPF_ALU_NON_POINTER, 0);
11057 }
11058
11059 static bool sanitize_needed(u8 opcode)
11060 {
11061         return opcode == BPF_ADD || opcode == BPF_SUB;
11062 }
11063
11064 struct bpf_sanitize_info {
11065         struct bpf_insn_aux_data aux;
11066         bool mask_to_left;
11067 };
11068
11069 static struct bpf_verifier_state *
11070 sanitize_speculative_path(struct bpf_verifier_env *env,
11071                           const struct bpf_insn *insn,
11072                           u32 next_idx, u32 curr_idx)
11073 {
11074         struct bpf_verifier_state *branch;
11075         struct bpf_reg_state *regs;
11076
11077         branch = push_stack(env, next_idx, curr_idx, true);
11078         if (branch && insn) {
11079                 regs = branch->frame[branch->curframe]->regs;
11080                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
11081                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
11082                 } else if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
11083                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
11084                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->src_reg);
11085                 }
11086         }
11087         return branch;
11088 }
11089
11090 static int sanitize_ptr_alu(struct bpf_verifier_env *env,
11091                             struct bpf_insn *insn,
11092                             const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
11093                             const struct bpf_reg_state *off_reg,
11094                             struct bpf_reg_state *dst_reg,
11095                             struct bpf_sanitize_info *info,
11096                             const bool commit_window)
11097 {
11098         struct bpf_insn_aux_data *aux = commit_window ? cur_aux(env) : &info->aux;
11099         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
11100         bool off_is_imm = tnum_is_const(off_reg->var_off);
11101         bool off_is_neg = off_reg->smin_value < 0;
11102         bool ptr_is_dst_reg = ptr_reg == dst_reg;
11103         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
11104         u32 alu_state, alu_limit;
11105         struct bpf_reg_state tmp;
11106         bool ret;
11107         int err;
11108
11109         if (can_skip_alu_sanitation(env, insn))
11110                 return 0;
11111
11112         /* We already marked aux for masking from non-speculative
11113          * paths, thus we got here in the first place. We only care
11114          * to explore bad access from here.
11115          */
11116         if (vstate->speculative)
11117                 goto do_sim;
11118
11119         if (!commit_window) {
11120                 if (!tnum_is_const(off_reg->var_off) &&
11121                     (off_reg->smin_value < 0) != (off_reg->smax_value < 0))
11122                         return REASON_BOUNDS;
11123
11124                 info->mask_to_left = (opcode == BPF_ADD &&  off_is_neg) ||
11125                                      (opcode == BPF_SUB && !off_is_neg);
11126         }
11127
11128         err = retrieve_ptr_limit(ptr_reg, &alu_limit, info->mask_to_left);
11129         if (err < 0)
11130                 return err;
11131
11132         if (commit_window) {
11133                 /* In commit phase we narrow the masking window based on
11134                  * the observed pointer move after the simulated operation.
11135                  */
11136                 alu_state = info->aux.alu_state;
11137                 alu_limit = abs(info->aux.alu_limit - alu_limit);
11138         } else {
11139                 alu_state  = off_is_neg ? BPF_ALU_NEG_VALUE : 0;
11140                 alu_state |= off_is_imm ? BPF_ALU_IMMEDIATE : 0;
11141                 alu_state |= ptr_is_dst_reg ?
11142                              BPF_ALU_SANITIZE_SRC : BPF_ALU_SANITIZE_DST;
11143
11144                 /* Limit pruning on unknown scalars to enable deep search for
11145                  * potential masking differences from other program paths.
11146                  */
11147                 if (!off_is_imm)
11148                         env->explore_alu_limits = true;
11149         }
11150
11151         err = update_alu_sanitation_state(aux, alu_state, alu_limit);
11152         if (err < 0)
11153                 return err;
11154 do_sim:
11155         /* If we're in commit phase, we're done here given we already
11156          * pushed the truncated dst_reg into the speculative verification
11157          * stack.
11158          *
11159          * Also, when register is a known constant, we rewrite register-based
11160          * operation to immediate-based, and thus do not need masking (and as
11161          * a consequence, do not need to simulate the zero-truncation either).
11162          */
11163         if (commit_window || off_is_imm)
11164                 return 0;
11165
11166         /* Simulate and find potential out-of-bounds access under
11167          * speculative execution from truncation as a result of
11168          * masking when off was not within expected range. If off
11169          * sits in dst, then we temporarily need to move ptr there
11170          * to simulate dst (== 0) +/-= ptr. Needed, for example,
11171          * for cases where we use K-based arithmetic in one direction
11172          * and truncated reg-based in the other in order to explore
11173          * bad access.
11174          */
11175         if (!ptr_is_dst_reg) {
11176                 tmp = *dst_reg;
11177                 copy_register_state(dst_reg, ptr_reg);
11178         }
11179         ret = sanitize_speculative_path(env, NULL, env->insn_idx + 1,
11180                                         env->insn_idx);
11181         if (!ptr_is_dst_reg && ret)
11182                 *dst_reg = tmp;
11183         return !ret ? REASON_STACK : 0;
11184 }
11185
11186 static void sanitize_mark_insn_seen(struct bpf_verifier_env *env)
11187 {
11188         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
11189
11190         /* If we simulate paths under speculation, we don't update the
11191          * insn as 'seen' such that when we verify unreachable paths in
11192          * the non-speculative domain, sanitize_dead_code() can still
11193          * rewrite/sanitize them.
11194          */
11195         if (!vstate->speculative)
11196                 env->insn_aux_data[env->insn_idx].seen = env->pass_cnt;
11197 }
11198
11199 static int sanitize_err(struct bpf_verifier_env *env,
11200                         const struct bpf_insn *insn, int reason,
11201                         const struct bpf_reg_state *off_reg,
11202                         const struct bpf_reg_state *dst_reg)
11203 {
11204         static const char *err = "pointer arithmetic with it prohibited for !root";
11205         const char *op = BPF_OP(insn->code) == BPF_ADD ? "add" : "sub";
11206         u32 dst = insn->dst_reg, src = insn->src_reg;
11207
11208         switch (reason) {
11209         case REASON_BOUNDS:
11210                 verbose(env, "R%d has unknown scalar with mixed signed bounds, %s\n",
11211                         off_reg == dst_reg ? dst : src, err);
11212                 break;
11213         case REASON_TYPE:
11214                 verbose(env, "R%d has pointer with unsupported alu operation, %s\n",
11215                         off_reg == dst_reg ? src : dst, err);
11216                 break;
11217         case REASON_PATHS:
11218                 verbose(env, "R%d tried to %s from different maps, paths or scalars, %s\n",
11219                         dst, op, err);
11220                 break;
11221         case REASON_LIMIT:
11222                 verbose(env, "R%d tried to %s beyond pointer bounds, %s\n",
11223                         dst, op, err);
11224                 break;
11225         case REASON_STACK:
11226                 verbose(env, "R%d could not be pushed for speculative verification, %s\n",
11227                         dst, err);
11228                 break;
11229         default:
11230                 verbose(env, "verifier internal error: unknown reason (%d)\n",
11231                         reason);
11232                 break;
11233         }
11234
11235         return -EACCES;
11236 }
11237
11238 /* check that stack access falls within stack limits and that 'reg' doesn't
11239  * have a variable offset.
11240  *
11241  * Variable offset is prohibited for unprivileged mode for simplicity since it
11242  * requires corresponding support in Spectre masking for stack ALU.  See also
11243  * retrieve_ptr_limit().
11244  *
11245  *
11246  * 'off' includes 'reg->off'.
11247  */
11248 static int check_stack_access_for_ptr_arithmetic(
11249                                 struct bpf_verifier_env *env,
11250                                 int regno,
11251                                 const struct bpf_reg_state *reg,
11252                                 int off)
11253 {
11254         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
11255                 char tn_buf[48];
11256
11257                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
11258                 verbose(env, "R%d variable stack access prohibited for !root, var_off=%s off=%d\n",
11259                         regno, tn_buf, off);
11260                 return -EACCES;
11261         }
11262
11263         if (off >= 0 || off < -MAX_BPF_STACK) {
11264                 verbose(env, "R%d stack pointer arithmetic goes out of range, "
11265                         "prohibited for !root; off=%d\n", regno, off);
11266                 return -EACCES;
11267         }
11268
11269         return 0;
11270 }
11271
11272 static int sanitize_check_bounds(struct bpf_verifier_env *env,
11273                                  const struct bpf_insn *insn,
11274                                  const struct bpf_reg_state *dst_reg)
11275 {
11276         u32 dst = insn->dst_reg;
11277
11278         /* For unprivileged we require that resulting offset must be in bounds
11279          * in order to be able to sanitize access later on.
11280          */
11281         if (env->bypass_spec_v1)
11282                 return 0;
11283
11284         switch (dst_reg->type) {
11285         case PTR_TO_STACK:
11286                 if (check_stack_access_for_ptr_arithmetic(env, dst, dst_reg,
11287                                         dst_reg->off + dst_reg->var_off.value))
11288                         return -EACCES;
11289                 break;
11290         case PTR_TO_MAP_VALUE:
11291                 if (check_map_access(env, dst, dst_reg->off, 1, false, ACCESS_HELPER)) {
11292                         verbose(env, "R%d pointer arithmetic of map value goes out of range, "
11293                                 "prohibited for !root\n", dst);
11294                         return -EACCES;
11295                 }
11296                 break;
11297         default:
11298                 break;
11299         }
11300
11301         return 0;
11302 }
11303
11304 /* Handles arithmetic on a pointer and a scalar: computes new min/max and var_off.
11305  * Caller should also handle BPF_MOV case separately.
11306  * If we return -EACCES, caller may want to try again treating pointer as a
11307  * scalar.  So we only emit a diagnostic if !env->allow_ptr_leaks.
11308  */
11309 static int adjust_ptr_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
11310                                    struct bpf_insn *insn,
11311                                    const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
11312                                    const struct bpf_reg_state *off_reg)
11313 {
11314         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
11315         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
11316         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *dst_reg;
11317         bool known = tnum_is_const(off_reg->var_off);
11318         s64 smin_val = off_reg->smin_value, smax_val = off_reg->smax_value,
11319             smin_ptr = ptr_reg->smin_value, smax_ptr = ptr_reg->smax_value;
11320         u64 umin_val = off_reg->umin_value, umax_val = off_reg->umax_value,
11321             umin_ptr = ptr_reg->umin_value, umax_ptr = ptr_reg->umax_value;
11322         struct bpf_sanitize_info info = {};
11323         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
11324         u32 dst = insn->dst_reg;
11325         int ret;
11326
11327         dst_reg = &regs[dst];
11328
11329         if ((known && (smin_val != smax_val || umin_val != umax_val)) ||
11330             smin_val > smax_val || umin_val > umax_val) {
11331                 /* Taint dst register if offset had invalid bounds derived from
11332                  * e.g. dead branches.
11333                  */
11334                 __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
11335                 return 0;
11336         }
11337
11338         if (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_ALU64) {
11339                 /* 32-bit ALU ops on pointers produce (meaningless) scalars */
11340                 if (opcode == BPF_SUB && env->allow_ptr_leaks) {
11341                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
11342                         return 0;
11343                 }
11344
11345                 verbose(env,
11346                         "R%d 32-bit pointer arithmetic prohibited\n",
11347                         dst);
11348                 return -EACCES;
11349         }
11350
11351         if (ptr_reg->type & PTR_MAYBE_NULL) {
11352                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic on %s prohibited, null-check it first\n",
11353                         dst, reg_type_str(env, ptr_reg->type));
11354                 return -EACCES;
11355         }
11356
11357         switch (base_type(ptr_reg->type)) {
11358         case CONST_PTR_TO_MAP:
11359                 /* smin_val represents the known value */
11360                 if (known && smin_val == 0 && opcode == BPF_ADD)
11361                         break;
11362                 fallthrough;
11363         case PTR_TO_PACKET_END:
11364         case PTR_TO_SOCKET:
11365         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
11366         case PTR_TO_TCP_SOCK:
11367         case PTR_TO_XDP_SOCK:
11368                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic on %s prohibited\n",
11369                         dst, reg_type_str(env, ptr_reg->type));
11370                 return -EACCES;
11371         default:
11372                 break;
11373         }
11374
11375         /* In case of 'scalar += pointer', dst_reg inherits pointer type and id.
11376          * The id may be overwritten later if we create a new variable offset.
11377          */
11378         dst_reg->type = ptr_reg->type;
11379         dst_reg->id = ptr_reg->id;
11380
11381         if (!check_reg_sane_offset(env, off_reg, ptr_reg->type) ||
11382             !check_reg_sane_offset(env, ptr_reg, ptr_reg->type))
11383                 return -EINVAL;
11384
11385         /* pointer types do not carry 32-bit bounds at the moment. */
11386         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
11387
11388         if (sanitize_needed(opcode)) {
11389                 ret = sanitize_ptr_alu(env, insn, ptr_reg, off_reg, dst_reg,
11390                                        &info, false);
11391                 if (ret < 0)
11392                         return sanitize_err(env, insn, ret, off_reg, dst_reg);
11393         }
11394
11395         switch (opcode) {
11396         case BPF_ADD:
11397                 /* We can take a fixed offset as long as it doesn't overflow
11398                  * the s32 'off' field
11399                  */
11400                 if (known && (ptr_reg->off + smin_val ==
11401                               (s64)(s32)(ptr_reg->off + smin_val))) {
11402                         /* pointer += K.  Accumulate it into fixed offset */
11403                         dst_reg->smin_value = smin_ptr;
11404                         dst_reg->smax_value = smax_ptr;
11405                         dst_reg->umin_value = umin_ptr;
11406                         dst_reg->umax_value = umax_ptr;
11407                         dst_reg->var_off = ptr_reg->var_off;
11408                         dst_reg->off = ptr_reg->off + smin_val;
11409                         dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
11410                         break;
11411                 }
11412                 /* A new variable offset is created.  Note that off_reg->off
11413                  * == 0, since it's a scalar.
11414                  * dst_reg gets the pointer type and since some positive
11415                  * integer value was added to the pointer, give it a new 'id'
11416                  * if it's a PTR_TO_PACKET.
11417                  * this creates a new 'base' pointer, off_reg (variable) gets
11418                  * added into the variable offset, and we copy the fixed offset
11419                  * from ptr_reg.
11420                  */
11421                 if (signed_add_overflows(smin_ptr, smin_val) ||
11422                     signed_add_overflows(smax_ptr, smax_val)) {
11423                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
11424                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
11425                 } else {
11426                         dst_reg->smin_value = smin_ptr + smin_val;
11427                         dst_reg->smax_value = smax_ptr + smax_val;
11428                 }
11429                 if (umin_ptr + umin_val < umin_ptr ||
11430                     umax_ptr + umax_val < umax_ptr) {
11431                         dst_reg->umin_value = 0;
11432                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
11433                 } else {
11434                         dst_reg->umin_value = umin_ptr + umin_val;
11435                         dst_reg->umax_value = umax_ptr + umax_val;
11436                 }
11437                 dst_reg->var_off = tnum_add(ptr_reg->var_off, off_reg->var_off);
11438                 dst_reg->off = ptr_reg->off;
11439                 dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
11440                 if (reg_is_pkt_pointer(ptr_reg)) {
11441                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
11442                         /* something was added to pkt_ptr, set range to zero */
11443                         memset(&dst_reg->raw, 0, sizeof(dst_reg->raw));
11444                 }
11445                 break;
11446         case BPF_SUB:
11447                 if (dst_reg == off_reg) {
11448                         /* scalar -= pointer.  Creates an unknown scalar */
11449                         verbose(env, "R%d tried to subtract pointer from scalar\n",
11450                                 dst);
11451                         return -EACCES;
11452                 }
11453                 /* We don't allow subtraction from FP, because (according to
11454                  * test_verifier.c test "invalid fp arithmetic", JITs might not
11455                  * be able to deal with it.
11456                  */
11457                 if (ptr_reg->type == PTR_TO_STACK) {
11458                         verbose(env, "R%d subtraction from stack pointer prohibited\n",
11459                                 dst);
11460                         return -EACCES;
11461                 }
11462                 if (known && (ptr_reg->off - smin_val ==
11463                               (s64)(s32)(ptr_reg->off - smin_val))) {
11464                         /* pointer -= K.  Subtract it from fixed offset */
11465                         dst_reg->smin_value = smin_ptr;
11466                         dst_reg->smax_value = smax_ptr;
11467                         dst_reg->umin_value = umin_ptr;
11468                         dst_reg->umax_value = umax_ptr;
11469                         dst_reg->var_off = ptr_reg->var_off;
11470                         dst_reg->id = ptr_reg->id;
11471                         dst_reg->off = ptr_reg->off - smin_val;
11472                         dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
11473                         break;
11474                 }
11475                 /* A new variable offset is created.  If the subtrahend is known
11476                  * nonnegative, then any reg->range we had before is still good.
11477                  */
11478                 if (signed_sub_overflows(smin_ptr, smax_val) ||
11479                     signed_sub_overflows(smax_ptr, smin_val)) {
11480                         /* Overflow possible, we know nothing */
11481                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
11482                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
11483                 } else {
11484                         dst_reg->smin_value = smin_ptr - smax_val;
11485                         dst_reg->smax_value = smax_ptr - smin_val;
11486                 }
11487                 if (umin_ptr < umax_val) {
11488                         /* Overflow possible, we know nothing */
11489                         dst_reg->umin_value = 0;
11490                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
11491                 } else {
11492                         /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
11493                         dst_reg->umin_value = umin_ptr - umax_val;
11494                         dst_reg->umax_value = umax_ptr - umin_val;
11495                 }
11496                 dst_reg->var_off = tnum_sub(ptr_reg->var_off, off_reg->var_off);
11497                 dst_reg->off = ptr_reg->off;
11498                 dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
11499                 if (reg_is_pkt_pointer(ptr_reg)) {
11500                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
11501                         /* something was added to pkt_ptr, set range to zero */
11502                         if (smin_val < 0)
11503                                 memset(&dst_reg->raw, 0, sizeof(dst_reg->raw));
11504                 }
11505                 break;
11506         case BPF_AND:
11507         case BPF_OR:
11508         case BPF_XOR:
11509                 /* bitwise ops on pointers are troublesome, prohibit. */
11510                 verbose(env, "R%d bitwise operator %s on pointer prohibited\n",
11511                         dst, bpf_alu_string[opcode >> 4]);
11512                 return -EACCES;
11513         default:
11514                 /* other operators (e.g. MUL,LSH) produce non-pointer results */
11515                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic with %s operator prohibited\n",
11516                         dst, bpf_alu_string[opcode >> 4]);
11517                 return -EACCES;
11518         }
11519
11520         if (!check_reg_sane_offset(env, dst_reg, ptr_reg->type))
11521                 return -EINVAL;
11522         reg_bounds_sync(dst_reg);
11523         if (sanitize_check_bounds(env, insn, dst_reg) < 0)
11524                 return -EACCES;
11525         if (sanitize_needed(opcode)) {
11526                 ret = sanitize_ptr_alu(env, insn, dst_reg, off_reg, dst_reg,
11527                                        &info, true);
11528                 if (ret < 0)
11529                         return sanitize_err(env, insn, ret, off_reg, dst_reg);
11530         }
11531
11532         return 0;
11533 }
11534
11535 static void scalar32_min_max_add(struct bpf_reg_state *dst_reg,
11536                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
11537 {
11538         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
11539         s32 smax_val = src_reg->s32_max_value;
11540         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
11541         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
11542
11543         if (signed_add32_overflows(dst_reg->s32_min_value, smin_val) ||
11544             signed_add32_overflows(dst_reg->s32_max_value, smax_val)) {
11545                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
11546                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
11547         } else {
11548                 dst_reg->s32_min_value += smin_val;
11549                 dst_reg->s32_max_value += smax_val;
11550         }
11551         if (dst_reg->u32_min_value + umin_val < umin_val ||
11552             dst_reg->u32_max_value + umax_val < umax_val) {
11553                 dst_reg->u32_min_value = 0;
11554                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
11555         } else {
11556                 dst_reg->u32_min_value += umin_val;
11557                 dst_reg->u32_max_value += umax_val;
11558         }
11559 }
11560
11561 static void scalar_min_max_add(struct bpf_reg_state *dst_reg,
11562                                struct bpf_reg_state *src_reg)
11563 {
11564         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
11565         s64 smax_val = src_reg->smax_value;
11566         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
11567         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
11568
11569         if (signed_add_overflows(dst_reg->smin_value, smin_val) ||
11570             signed_add_overflows(dst_reg->smax_value, smax_val)) {
11571                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
11572                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
11573         } else {
11574                 dst_reg->smin_value += smin_val;
11575                 dst_reg->smax_value += smax_val;
11576         }
11577         if (dst_reg->umin_value + umin_val < umin_val ||
11578             dst_reg->umax_value + umax_val < umax_val) {
11579                 dst_reg->umin_value = 0;
11580                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
11581         } else {
11582                 dst_reg->umin_value += umin_val;
11583                 dst_reg->umax_value += umax_val;
11584         }
11585 }
11586
11587 static void scalar32_min_max_sub(struct bpf_reg_state *dst_reg,
11588                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
11589 {
11590         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
11591         s32 smax_val = src_reg->s32_max_value;
11592         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
11593         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
11594
11595         if (signed_sub32_overflows(dst_reg->s32_min_value, smax_val) ||
11596             signed_sub32_overflows(dst_reg->s32_max_value, smin_val)) {
11597                 /* Overflow possible, we know nothing */
11598                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
11599                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
11600         } else {
11601                 dst_reg->s32_min_value -= smax_val;
11602                 dst_reg->s32_max_value -= smin_val;
11603         }
11604         if (dst_reg->u32_min_value < umax_val) {
11605                 /* Overflow possible, we know nothing */
11606                 dst_reg->u32_min_value = 0;
11607                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
11608         } else {
11609                 /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
11610                 dst_reg->u32_min_value -= umax_val;
11611                 dst_reg->u32_max_value -= umin_val;
11612         }
11613 }
11614
11615 static void scalar_min_max_sub(struct bpf_reg_state *dst_reg,
11616                                struct bpf_reg_state *src_reg)
11617 {
11618         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
11619         s64 smax_val = src_reg->smax_value;
11620         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
11621         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
11622
11623         if (signed_sub_overflows(dst_reg->smin_value, smax_val) ||
11624             signed_sub_overflows(dst_reg->smax_value, smin_val)) {
11625                 /* Overflow possible, we know nothing */
11626                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
11627                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
11628         } else {
11629                 dst_reg->smin_value -= smax_val;
11630                 dst_reg->smax_value -= smin_val;
11631         }
11632         if (dst_reg->umin_value < umax_val) {
11633                 /* Overflow possible, we know nothing */
11634                 dst_reg->umin_value = 0;
11635                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
11636         } else {
11637                 /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
11638                 dst_reg->umin_value -= umax_val;
11639                 dst_reg->umax_value -= umin_val;
11640         }
11641 }
11642
11643 static void scalar32_min_max_mul(struct bpf_reg_state *dst_reg,
11644                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
11645 {
11646         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
11647         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
11648         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
11649
11650         if (smin_val < 0 || dst_reg->s32_min_value < 0) {
11651                 /* Ain't nobody got time to multiply that sign */
11652                 __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
11653                 return;
11654         }
11655         /* Both values are positive, so we can work with unsigned and
11656          * copy the result to signed (unless it exceeds S32_MAX).
11657          */
11658         if (umax_val > U16_MAX || dst_reg->u32_max_value > U16_MAX) {
11659                 /* Potential overflow, we know nothing */
11660                 __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
11661                 return;
11662         }
11663         dst_reg->u32_min_value *= umin_val;
11664         dst_reg->u32_max_value *= umax_val;
11665         if (dst_reg->u32_max_value > S32_MAX) {
11666                 /* Overflow possible, we know nothing */
11667                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
11668                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
11669         } else {
11670                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
11671                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
11672         }
11673 }
11674
11675 static void scalar_min_max_mul(struct bpf_reg_state *dst_reg,
11676                                struct bpf_reg_state *src_reg)
11677 {
11678         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
11679         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
11680         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
11681
11682         if (smin_val < 0 || dst_reg->smin_value < 0) {
11683                 /* Ain't nobody got time to multiply that sign */
11684                 __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
11685                 return;
11686         }
11687         /* Both values are positive, so we can work with unsigned and
11688          * copy the result to signed (unless it exceeds S64_MAX).
11689          */
11690         if (umax_val > U32_MAX || dst_reg->umax_value > U32_MAX) {
11691                 /* Potential overflow, we know nothing */
11692                 __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
11693                 return;
11694         }
11695         dst_reg->umin_value *= umin_val;
11696         dst_reg->umax_value *= umax_val;
11697         if (dst_reg->umax_value > S64_MAX) {
11698                 /* Overflow possible, we know nothing */
11699                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
11700                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
11701         } else {
11702                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
11703                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
11704         }
11705 }
11706
11707 static void scalar32_min_max_and(struct bpf_reg_state *dst_reg,
11708                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
11709 {
11710         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
11711         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
11712         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
11713         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
11714         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
11715
11716         if (src_known && dst_known) {
11717                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
11718                 return;
11719         }
11720
11721         /* We get our minimum from the var_off, since that's inherently
11722          * bitwise.  Our maximum is the minimum of the operands' maxima.
11723          */
11724         dst_reg->u32_min_value = var32_off.value;
11725         dst_reg->u32_max_value = min(dst_reg->u32_max_value, umax_val);
11726         if (dst_reg->s32_min_value < 0 || smin_val < 0) {
11727                 /* Lose signed bounds when ANDing negative numbers,
11728                  * ain't nobody got time for that.
11729                  */
11730                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
11731                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
11732         } else {
11733                 /* ANDing two positives gives a positive, so safe to
11734                  * cast result into s64.
11735                  */
11736                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
11737                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
11738         }
11739 }
11740
11741 static void scalar_min_max_and(struct bpf_reg_state *dst_reg,
11742                                struct bpf_reg_state *src_reg)
11743 {
11744         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
11745         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
11746         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
11747         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
11748
11749         if (src_known && dst_known) {
11750                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
11751                 return;
11752         }
11753
11754         /* We get our minimum from the var_off, since that's inherently
11755          * bitwise.  Our maximum is the minimum of the operands' maxima.
11756          */
11757         dst_reg->umin_value = dst_reg->var_off.value;
11758         dst_reg->umax_value = min(dst_reg->umax_value, umax_val);
11759         if (dst_reg->smin_value < 0 || smin_val < 0) {
11760                 /* Lose signed bounds when ANDing negative numbers,
11761                  * ain't nobody got time for that.
11762                  */
11763                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
11764                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
11765         } else {
11766                 /* ANDing two positives gives a positive, so safe to
11767                  * cast result into s64.
11768                  */
11769                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
11770                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
11771         }
11772         /* We may learn something more from the var_off */
11773         __update_reg_bounds(dst_reg);
11774 }
11775
11776 static void scalar32_min_max_or(struct bpf_reg_state *dst_reg,
11777                                 struct bpf_reg_state *src_reg)
11778 {
11779         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
11780         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
11781         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
11782         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
11783         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
11784
11785         if (src_known && dst_known) {
11786                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
11787                 return;
11788         }
11789
11790         /* We get our maximum from the var_off, and our minimum is the
11791          * maximum of the operands' minima
11792          */
11793         dst_reg->u32_min_value = max(dst_reg->u32_min_value, umin_val);
11794         dst_reg->u32_max_value = var32_off.value | var32_off.mask;
11795         if (dst_reg->s32_min_value < 0 || smin_val < 0) {
11796                 /* Lose signed bounds when ORing negative numbers,
11797                  * ain't nobody got time for that.
11798                  */
11799                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
11800                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
11801         } else {
11802                 /* ORing two positives gives a positive, so safe to
11803                  * cast result into s64.
11804                  */
11805                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
11806                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
11807         }
11808 }
11809
11810 static void scalar_min_max_or(struct bpf_reg_state *dst_reg,
11811                               struct bpf_reg_state *src_reg)
11812 {
11813         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
11814         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
11815         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
11816         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
11817
11818         if (src_known && dst_known) {
11819                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
11820                 return;
11821         }
11822
11823         /* We get our maximum from the var_off, and our minimum is the
11824          * maximum of the operands' minima
11825          */
11826         dst_reg->umin_value = max(dst_reg->umin_value, umin_val);
11827         dst_reg->umax_value = dst_reg->var_off.value | dst_reg->var_off.mask;
11828         if (dst_reg->smin_value < 0 || smin_val < 0) {
11829                 /* Lose signed bounds when ORing negative numbers,
11830                  * ain't nobody got time for that.
11831                  */
11832                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
11833                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
11834         } else {
11835                 /* ORing two positives gives a positive, so safe to
11836                  * cast result into s64.
11837                  */
11838                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
11839                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
11840         }
11841         /* We may learn something more from the var_off */
11842         __update_reg_bounds(dst_reg);
11843 }
11844
11845 static void scalar32_min_max_xor(struct bpf_reg_state *dst_reg,
11846                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
11847 {
11848         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
11849         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
11850         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
11851         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
11852
11853         if (src_known && dst_known) {
11854                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
11855                 return;
11856         }
11857
11858         /* We get both minimum and maximum from the var32_off. */
11859         dst_reg->u32_min_value = var32_off.value;
11860         dst_reg->u32_max_value = var32_off.value | var32_off.mask;
11861
11862         if (dst_reg->s32_min_value >= 0 && smin_val >= 0) {
11863                 /* XORing two positive sign numbers gives a positive,
11864                  * so safe to cast u32 result into s32.
11865                  */
11866                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
11867                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
11868         } else {
11869                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
11870                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
11871         }
11872 }
11873
11874 static void scalar_min_max_xor(struct bpf_reg_state *dst_reg,
11875                                struct bpf_reg_state *src_reg)
11876 {
11877         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
11878         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
11879         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
11880
11881         if (src_known && dst_known) {
11882                 /* dst_reg->var_off.value has been updated earlier */
11883                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
11884                 return;
11885         }
11886
11887         /* We get both minimum and maximum from the var_off. */
11888         dst_reg->umin_value = dst_reg->var_off.value;
11889         dst_reg->umax_value = dst_reg->var_off.value | dst_reg->var_off.mask;
11890
11891         if (dst_reg->smin_value >= 0 && smin_val >= 0) {
11892                 /* XORing two positive sign numbers gives a positive,
11893                  * so safe to cast u64 result into s64.
11894                  */
11895                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
11896                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
11897         } else {
11898                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
11899                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
11900         }
11901
11902         __update_reg_bounds(dst_reg);
11903 }
11904
11905 static void __scalar32_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
11906                                    u64 umin_val, u64 umax_val)
11907 {
11908         /* We lose all sign bit information (except what we can pick
11909          * up from var_off)
11910          */
11911         dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
11912         dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
11913         /* If we might shift our top bit out, then we know nothing */
11914         if (umax_val > 31 || dst_reg->u32_max_value > 1ULL << (31 - umax_val)) {
11915                 dst_reg->u32_min_value = 0;
11916                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
11917         } else {
11918                 dst_reg->u32_min_value <<= umin_val;
11919                 dst_reg->u32_max_value <<= umax_val;
11920         }
11921 }
11922
11923 static void scalar32_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
11924                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
11925 {
11926         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
11927         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
11928         /* u32 alu operation will zext upper bits */
11929         struct tnum subreg = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
11930
11931         __scalar32_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
11932         dst_reg->var_off = tnum_subreg(tnum_lshift(subreg, umin_val));
11933         /* Not required but being careful mark reg64 bounds as unknown so
11934          * that we are forced to pick them up from tnum and zext later and
11935          * if some path skips this step we are still safe.
11936          */
11937         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
11938         __update_reg32_bounds(dst_reg);
11939 }
11940
11941 static void __scalar64_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
11942                                    u64 umin_val, u64 umax_val)
11943 {
11944         /* Special case <<32 because it is a common compiler pattern to sign
11945          * extend subreg by doing <<32 s>>32. In this case if 32bit bounds are
11946          * positive we know this shift will also be positive so we can track
11947          * bounds correctly. Otherwise we lose all sign bit information except
11948          * what we can pick up from var_off. Perhaps we can generalize this
11949          * later to shifts of any length.
11950          */
11951         if (umin_val == 32 && umax_val == 32 && dst_reg->s32_max_value >= 0)
11952                 dst_reg->smax_value = (s64)dst_reg->s32_max_value << 32;
11953         else
11954                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
11955
11956         if (umin_val == 32 && umax_val == 32 && dst_reg->s32_min_value >= 0)
11957                 dst_reg->smin_value = (s64)dst_reg->s32_min_value << 32;
11958         else
11959                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
11960
11961         /* If we might shift our top bit out, then we know nothing */
11962         if (dst_reg->umax_value > 1ULL << (63 - umax_val)) {
11963                 dst_reg->umin_value = 0;
11964                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
11965         } else {
11966                 dst_reg->umin_value <<= umin_val;
11967                 dst_reg->umax_value <<= umax_val;
11968         }
11969 }
11970
11971 static void scalar_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
11972                                struct bpf_reg_state *src_reg)
11973 {
11974         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
11975         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
11976
11977         /* scalar64 calc uses 32bit unshifted bounds so must be called first */
11978         __scalar64_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
11979         __scalar32_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
11980
11981         dst_reg->var_off = tnum_lshift(dst_reg->var_off, umin_val);
11982         /* We may learn something more from the var_off */
11983         __update_reg_bounds(dst_reg);
11984 }
11985
11986 static void scalar32_min_max_rsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
11987                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
11988 {
11989         struct tnum subreg = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
11990         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
11991         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
11992
11993         /* BPF_RSH is an unsigned shift.  If the value in dst_reg might
11994          * be negative, then either:
11995          * 1) src_reg might be zero, so the sign bit of the result is
11996          *    unknown, so we lose our signed bounds
11997          * 2) it's known negative, thus the unsigned bounds capture the
11998          *    signed bounds
11999          * 3) the signed bounds cross zero, so they tell us nothing
12000          *    about the result
12001          * If the value in dst_reg is known nonnegative, then again the
12002          * unsigned bounds capture the signed bounds.
12003          * Thus, in all cases it suffices to blow away our signed bounds
12004          * and rely on inferring new ones from the unsigned bounds and
12005          * var_off of the result.
12006          */
12007         dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12008         dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12009
12010         dst_reg->var_off = tnum_rshift(subreg, umin_val);
12011         dst_reg->u32_min_value >>= umax_val;
12012         dst_reg->u32_max_value >>= umin_val;
12013
12014         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
12015         __update_reg32_bounds(dst_reg);
12016 }
12017
12018 static void scalar_min_max_rsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12019                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12020 {
12021         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
12022         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12023
12024         /* BPF_RSH is an unsigned shift.  If the value in dst_reg might
12025          * be negative, then either:
12026          * 1) src_reg might be zero, so the sign bit of the result is
12027          *    unknown, so we lose our signed bounds
12028          * 2) it's known negative, thus the unsigned bounds capture the
12029          *    signed bounds
12030          * 3) the signed bounds cross zero, so they tell us nothing
12031          *    about the result
12032          * If the value in dst_reg is known nonnegative, then again the
12033          * unsigned bounds capture the signed bounds.
12034          * Thus, in all cases it suffices to blow away our signed bounds
12035          * and rely on inferring new ones from the unsigned bounds and
12036          * var_off of the result.
12037          */
12038         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12039         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12040         dst_reg->var_off = tnum_rshift(dst_reg->var_off, umin_val);
12041         dst_reg->umin_value >>= umax_val;
12042         dst_reg->umax_value >>= umin_val;
12043
12044         /* Its not easy to operate on alu32 bounds here because it depends
12045          * on bits being shifted in. Take easy way out and mark unbounded
12046          * so we can recalculate later from tnum.
12047          */
12048         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
12049         __update_reg_bounds(dst_reg);
12050 }
12051
12052 static void scalar32_min_max_arsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12053                                   struct bpf_reg_state *src_reg)
12054 {
12055         u64 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12056
12057         /* Upon reaching here, src_known is true and
12058          * umax_val is equal to umin_val.
12059          */
12060         dst_reg->s32_min_value = (u32)(((s32)dst_reg->s32_min_value) >> umin_val);
12061         dst_reg->s32_max_value = (u32)(((s32)dst_reg->s32_max_value) >> umin_val);
12062
12063         dst_reg->var_off = tnum_arshift(tnum_subreg(dst_reg->var_off), umin_val, 32);
12064
12065         /* blow away the dst_reg umin_value/umax_value and rely on
12066          * dst_reg var_off to refine the result.
12067          */
12068         dst_reg->u32_min_value = 0;
12069         dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
12070
12071         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
12072         __update_reg32_bounds(dst_reg);
12073 }
12074
12075 static void scalar_min_max_arsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12076                                 struct bpf_reg_state *src_reg)
12077 {
12078         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12079
12080         /* Upon reaching here, src_known is true and umax_val is equal
12081          * to umin_val.
12082          */
12083         dst_reg->smin_value >>= umin_val;
12084         dst_reg->smax_value >>= umin_val;
12085
12086         dst_reg->var_off = tnum_arshift(dst_reg->var_off, umin_val, 64);
12087
12088         /* blow away the dst_reg umin_value/umax_value and rely on
12089          * dst_reg var_off to refine the result.
12090          */
12091         dst_reg->umin_value = 0;
12092         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
12093
12094         /* Its not easy to operate on alu32 bounds here because it depends
12095          * on bits being shifted in from upper 32-bits. Take easy way out
12096          * and mark unbounded so we can recalculate later from tnum.
12097          */
12098         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
12099         __update_reg_bounds(dst_reg);
12100 }
12101
12102 /* WARNING: This function does calculations on 64-bit values, but the actual
12103  * execution may occur on 32-bit values. Therefore, things like bitshifts
12104  * need extra checks in the 32-bit case.
12105  */
12106 static int adjust_scalar_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
12107                                       struct bpf_insn *insn,
12108                                       struct bpf_reg_state *dst_reg,
12109                                       struct bpf_reg_state src_reg)
12110 {
12111         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
12112         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
12113         bool src_known;
12114         s64 smin_val, smax_val;
12115         u64 umin_val, umax_val;
12116         s32 s32_min_val, s32_max_val;
12117         u32 u32_min_val, u32_max_val;
12118         u64 insn_bitness = (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) ? 64 : 32;
12119         bool alu32 = (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_ALU64);
12120         int ret;
12121
12122         smin_val = src_reg.smin_value;
12123         smax_val = src_reg.smax_value;
12124         umin_val = src_reg.umin_value;
12125         umax_val = src_reg.umax_value;
12126
12127         s32_min_val = src_reg.s32_min_value;
12128         s32_max_val = src_reg.s32_max_value;
12129         u32_min_val = src_reg.u32_min_value;
12130         u32_max_val = src_reg.u32_max_value;
12131
12132         if (alu32) {
12133                 src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg.var_off);
12134                 if ((src_known &&
12135                      (s32_min_val != s32_max_val || u32_min_val != u32_max_val)) ||
12136                     s32_min_val > s32_max_val || u32_min_val > u32_max_val) {
12137                         /* Taint dst register if offset had invalid bounds
12138                          * derived from e.g. dead branches.
12139                          */
12140                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
12141                         return 0;
12142                 }
12143         } else {
12144                 src_known = tnum_is_const(src_reg.var_off);
12145                 if ((src_known &&
12146                      (smin_val != smax_val || umin_val != umax_val)) ||
12147                     smin_val > smax_val || umin_val > umax_val) {
12148                         /* Taint dst register if offset had invalid bounds
12149                          * derived from e.g. dead branches.
12150                          */
12151                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
12152                         return 0;
12153                 }
12154         }
12155
12156         if (!src_known &&
12157             opcode != BPF_ADD && opcode != BPF_SUB && opcode != BPF_AND) {
12158                 __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
12159                 return 0;
12160         }
12161
12162         if (sanitize_needed(opcode)) {
12163                 ret = sanitize_val_alu(env, insn);
12164                 if (ret < 0)
12165                         return sanitize_err(env, insn, ret, NULL, NULL);
12166         }
12167
12168         /* Calculate sign/unsigned bounds and tnum for alu32 and alu64 bit ops.
12169          * There are two classes of instructions: The first class we track both
12170          * alu32 and alu64 sign/unsigned bounds independently this provides the
12171          * greatest amount of precision when alu operations are mixed with jmp32
12172          * operations. These operations are BPF_ADD, BPF_SUB, BPF_MUL, BPF_ADD,
12173          * and BPF_OR. This is possible because these ops have fairly easy to
12174          * understand and calculate behavior in both 32-bit and 64-bit alu ops.
12175          * See alu32 verifier tests for examples. The second class of
12176          * operations, BPF_LSH, BPF_RSH, and BPF_ARSH, however are not so easy
12177          * with regards to tracking sign/unsigned bounds because the bits may
12178          * cross subreg boundaries in the alu64 case. When this happens we mark
12179          * the reg unbounded in the subreg bound space and use the resulting
12180          * tnum to calculate an approximation of the sign/unsigned bounds.
12181          */
12182         switch (opcode) {
12183         case BPF_ADD:
12184                 scalar32_min_max_add(dst_reg, &src_reg);
12185                 scalar_min_max_add(dst_reg, &src_reg);
12186                 dst_reg->var_off = tnum_add(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
12187                 break;
12188         case BPF_SUB:
12189                 scalar32_min_max_sub(dst_reg, &src_reg);
12190                 scalar_min_max_sub(dst_reg, &src_reg);
12191                 dst_reg->var_off = tnum_sub(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
12192                 break;
12193         case BPF_MUL:
12194                 dst_reg->var_off = tnum_mul(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
12195                 scalar32_min_max_mul(dst_reg, &src_reg);
12196                 scalar_min_max_mul(dst_reg, &src_reg);
12197                 break;
12198         case BPF_AND:
12199                 dst_reg->var_off = tnum_and(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
12200                 scalar32_min_max_and(dst_reg, &src_reg);
12201                 scalar_min_max_and(dst_reg, &src_reg);
12202                 break;
12203         case BPF_OR:
12204                 dst_reg->var_off = tnum_or(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
12205                 scalar32_min_max_or(dst_reg, &src_reg);
12206                 scalar_min_max_or(dst_reg, &src_reg);
12207                 break;
12208         case BPF_XOR:
12209                 dst_reg->var_off = tnum_xor(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
12210                 scalar32_min_max_xor(dst_reg, &src_reg);
12211                 scalar_min_max_xor(dst_reg, &src_reg);
12212                 break;
12213         case BPF_LSH:
12214                 if (umax_val >= insn_bitness) {
12215                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
12216                          * This includes shifts by a negative number.
12217                          */
12218                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
12219                         break;
12220                 }
12221                 if (alu32)
12222                         scalar32_min_max_lsh(dst_reg, &src_reg);
12223                 else
12224                         scalar_min_max_lsh(dst_reg, &src_reg);
12225                 break;
12226         case BPF_RSH:
12227                 if (umax_val >= insn_bitness) {
12228                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
12229                          * This includes shifts by a negative number.
12230                          */
12231                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
12232                         break;
12233                 }
12234                 if (alu32)
12235                         scalar32_min_max_rsh(dst_reg, &src_reg);
12236                 else
12237                         scalar_min_max_rsh(dst_reg, &src_reg);
12238                 break;
12239         case BPF_ARSH:
12240                 if (umax_val >= insn_bitness) {
12241                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
12242                          * This includes shifts by a negative number.
12243                          */
12244                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
12245                         break;
12246                 }
12247                 if (alu32)
12248                         scalar32_min_max_arsh(dst_reg, &src_reg);
12249                 else
12250                         scalar_min_max_arsh(dst_reg, &src_reg);
12251                 break;
12252         default:
12253                 mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
12254                 break;
12255         }
12256
12257         /* ALU32 ops are zero extended into 64bit register */
12258         if (alu32)
12259                 zext_32_to_64(dst_reg);
12260         reg_bounds_sync(dst_reg);
12261         return 0;
12262 }
12263
12264 /* Handles ALU ops other than BPF_END, BPF_NEG and BPF_MOV: computes new min/max
12265  * and var_off.
12266  */
12267 static int adjust_reg_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
12268                                    struct bpf_insn *insn)
12269 {
12270         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
12271         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
12272         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *dst_reg, *src_reg;
12273         struct bpf_reg_state *ptr_reg = NULL, off_reg = {0};
12274         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
12275         int err;
12276
12277         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
12278         src_reg = NULL;
12279         if (dst_reg->type != SCALAR_VALUE)
12280                 ptr_reg = dst_reg;
12281         else
12282                 /* Make sure ID is cleared otherwise dst_reg min/max could be
12283                  * incorrectly propagated into other registers by find_equal_scalars()
12284                  */
12285                 dst_reg->id = 0;
12286         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
12287                 src_reg = &regs[insn->src_reg];
12288                 if (src_reg->type != SCALAR_VALUE) {
12289                         if (dst_reg->type != SCALAR_VALUE) {
12290                                 /* Combining two pointers by any ALU op yields
12291                                  * an arbitrary scalar. Disallow all math except
12292                                  * pointer subtraction
12293                                  */
12294                                 if (opcode == BPF_SUB && env->allow_ptr_leaks) {
12295                                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
12296                                         return 0;
12297                                 }
12298                                 verbose(env, "R%d pointer %s pointer prohibited\n",
12299                                         insn->dst_reg,
12300                                         bpf_alu_string[opcode >> 4]);
12301                                 return -EACCES;
12302                         } else {
12303                                 /* scalar += pointer
12304                                  * This is legal, but we have to reverse our
12305                                  * src/dest handling in computing the range
12306                                  */
12307                                 err = mark_chain_precision(env, insn->dst_reg);
12308                                 if (err)
12309                                         return err;
12310                                 return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
12311                                                                src_reg, dst_reg);
12312                         }
12313                 } else if (ptr_reg) {
12314                         /* pointer += scalar */
12315                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
12316                         if (err)
12317                                 return err;
12318                         return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
12319                                                        dst_reg, src_reg);
12320                 } else if (dst_reg->precise) {
12321                         /* if dst_reg is precise, src_reg should be precise as well */
12322                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
12323                         if (err)
12324                                 return err;
12325                 }
12326         } else {
12327                 /* Pretend the src is a reg with a known value, since we only
12328                  * need to be able to read from this state.
12329                  */
12330                 off_reg.type = SCALAR_VALUE;
12331                 __mark_reg_known(&off_reg, insn->imm);
12332                 src_reg = &off_reg;
12333                 if (ptr_reg) /* pointer += K */
12334                         return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
12335                                                        ptr_reg, src_reg);
12336         }
12337
12338         /* Got here implies adding two SCALAR_VALUEs */
12339         if (WARN_ON_ONCE(ptr_reg)) {
12340                 print_verifier_state(env, state, true);
12341                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected ptr_reg\n");
12342                 return -EINVAL;
12343         }
12344         if (WARN_ON(!src_reg)) {
12345                 print_verifier_state(env, state, true);
12346                 verbose(env, "verifier internal error: no src_reg\n");
12347                 return -EINVAL;
12348         }
12349         return adjust_scalar_min_max_vals(env, insn, dst_reg, *src_reg);
12350 }
12351
12352 /* check validity of 32-bit and 64-bit arithmetic operations */
12353 static int check_alu_op(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
12354 {
12355         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
12356         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
12357         int err;
12358
12359         if (opcode == BPF_END || opcode == BPF_NEG) {
12360                 if (opcode == BPF_NEG) {
12361                         if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
12362                             insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
12363                             insn->off != 0 || insn->imm != 0) {
12364                                 verbose(env, "BPF_NEG uses reserved fields\n");
12365                                 return -EINVAL;
12366                         }
12367                 } else {
12368                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0 ||
12369                             (insn->imm != 16 && insn->imm != 32 && insn->imm != 64) ||
12370                             BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
12371                                 verbose(env, "BPF_END uses reserved fields\n");
12372                                 return -EINVAL;
12373                         }
12374                 }
12375
12376                 /* check src operand */
12377                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
12378                 if (err)
12379                         return err;
12380
12381                 if (is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
12382                         verbose(env, "R%d pointer arithmetic prohibited\n",
12383                                 insn->dst_reg);
12384                         return -EACCES;
12385                 }
12386
12387                 /* check dest operand */
12388                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP);
12389                 if (err)
12390                         return err;
12391
12392         } else if (opcode == BPF_MOV) {
12393
12394                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
12395                         if (insn->imm != 0 || insn->off != 0) {
12396                                 verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
12397                                 return -EINVAL;
12398                         }
12399
12400                         /* check src operand */
12401                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
12402                         if (err)
12403                                 return err;
12404                 } else {
12405                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0) {
12406                                 verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
12407                                 return -EINVAL;
12408                         }
12409                 }
12410
12411                 /* check dest operand, mark as required later */
12412                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
12413                 if (err)
12414                         return err;
12415
12416                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
12417                         struct bpf_reg_state *src_reg = regs + insn->src_reg;
12418                         struct bpf_reg_state *dst_reg = regs + insn->dst_reg;
12419
12420                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
12421                                 /* case: R1 = R2
12422                                  * copy register state to dest reg
12423                                  */
12424                                 if (src_reg->type == SCALAR_VALUE && !src_reg->id)
12425                                         /* Assign src and dst registers the same ID
12426                                          * that will be used by find_equal_scalars()
12427                                          * to propagate min/max range.
12428                                          */
12429                                         src_reg->id = ++env->id_gen;
12430                                 copy_register_state(dst_reg, src_reg);
12431                                 dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
12432                                 dst_reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
12433                         } else {
12434                                 /* R1 = (u32) R2 */
12435                                 if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
12436                                         verbose(env,
12437                                                 "R%d partial copy of pointer\n",
12438                                                 insn->src_reg);
12439                                         return -EACCES;
12440                                 } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE) {
12441                                         copy_register_state(dst_reg, src_reg);
12442                                         /* Make sure ID is cleared otherwise
12443                                          * dst_reg min/max could be incorrectly
12444                                          * propagated into src_reg by find_equal_scalars()
12445                                          */
12446                                         dst_reg->id = 0;
12447                                         dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
12448                                         dst_reg->subreg_def = env->insn_idx + 1;
12449                                 } else {
12450                                         mark_reg_unknown(env, regs,
12451                                                          insn->dst_reg);
12452                                 }
12453                                 zext_32_to_64(dst_reg);
12454                                 reg_bounds_sync(dst_reg);
12455                         }
12456                 } else {
12457                         /* case: R = imm
12458                          * remember the value we stored into this reg
12459                          */
12460                         /* clear any state __mark_reg_known doesn't set */
12461                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
12462                         regs[insn->dst_reg].type = SCALAR_VALUE;
12463                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
12464                                 __mark_reg_known(regs + insn->dst_reg,
12465                                                  insn->imm);
12466                         } else {
12467                                 __mark_reg_known(regs + insn->dst_reg,
12468                                                  (u32)insn->imm);
12469                         }
12470                 }
12471
12472         } else if (opcode > BPF_END) {
12473                 verbose(env, "invalid BPF_ALU opcode %x\n", opcode);
12474                 return -EINVAL;
12475
12476         } else {        /* all other ALU ops: and, sub, xor, add, ... */
12477
12478                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
12479                         if (insn->imm != 0 || insn->off != 0) {
12480                                 verbose(env, "BPF_ALU uses reserved fields\n");
12481                                 return -EINVAL;
12482                         }
12483                         /* check src1 operand */
12484                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
12485                         if (err)
12486                                 return err;
12487                 } else {
12488                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0) {
12489                                 verbose(env, "BPF_ALU uses reserved fields\n");
12490                                 return -EINVAL;
12491                         }
12492                 }
12493
12494                 /* check src2 operand */
12495                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
12496                 if (err)
12497                         return err;
12498
12499                 if ((opcode == BPF_MOD || opcode == BPF_DIV) &&
12500                     BPF_SRC(insn->code) == BPF_K && insn->imm == 0) {
12501                         verbose(env, "div by zero\n");
12502                         return -EINVAL;
12503                 }
12504
12505                 if ((opcode == BPF_LSH || opcode == BPF_RSH ||
12506                      opcode == BPF_ARSH) && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
12507                         int size = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64 ? 64 : 32;
12508
12509                         if (insn->imm < 0 || insn->imm >= size) {
12510                                 verbose(env, "invalid shift %d\n", insn->imm);
12511                                 return -EINVAL;
12512                         }
12513                 }
12514
12515                 /* check dest operand */
12516                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
12517                 if (err)
12518                         return err;
12519
12520                 return adjust_reg_min_max_vals(env, insn);
12521         }
12522
12523         return 0;
12524 }
12525
12526 static void find_good_pkt_pointers(struct bpf_verifier_state *vstate,
12527                                    struct bpf_reg_state *dst_reg,
12528                                    enum bpf_reg_type type,
12529                                    bool range_right_open)
12530 {
12531         struct bpf_func_state *state;
12532         struct bpf_reg_state *reg;
12533         int new_range;
12534
12535         if (dst_reg->off < 0 ||
12536             (dst_reg->off == 0 && range_right_open))
12537                 /* This doesn't give us any range */
12538                 return;
12539
12540         if (dst_reg->umax_value > MAX_PACKET_OFF ||
12541             dst_reg->umax_value + dst_reg->off > MAX_PACKET_OFF)
12542                 /* Risk of overflow.  For instance, ptr + (1<<63) may be less
12543                  * than pkt_end, but that's because it's also less than pkt.
12544                  */
12545                 return;
12546
12547         new_range = dst_reg->off;
12548         if (range_right_open)
12549                 new_range++;
12550
12551         /* Examples for register markings:
12552          *
12553          * pkt_data in dst register:
12554          *
12555          *   r2 = r3;
12556          *   r2 += 8;
12557          *   if (r2 > pkt_end) goto <handle exception>
12558          *   <access okay>
12559          *
12560          *   r2 = r3;
12561          *   r2 += 8;
12562          *   if (r2 < pkt_end) goto <access okay>
12563          *   <handle exception>
12564          *
12565          *   Where:
12566          *     r2 == dst_reg, pkt_end == src_reg
12567          *     r2=pkt(id=n,off=8,r=0)
12568          *     r3=pkt(id=n,off=0,r=0)
12569          *
12570          * pkt_data in src register:
12571          *
12572          *   r2 = r3;
12573          *   r2 += 8;
12574          *   if (pkt_end >= r2) goto <access okay>
12575          *   <handle exception>
12576          *
12577          *   r2 = r3;
12578          *   r2 += 8;
12579          *   if (pkt_end <= r2) goto <handle exception>
12580          *   <access okay>
12581          *
12582          *   Where:
12583          *     pkt_end == dst_reg, r2 == src_reg
12584          *     r2=pkt(id=n,off=8,r=0)
12585          *     r3=pkt(id=n,off=0,r=0)
12586          *
12587          * Find register r3 and mark its range as r3=pkt(id=n,off=0,r=8)
12588          * or r3=pkt(id=n,off=0,r=8-1), so that range of bytes [r3, r3 + 8)
12589          * and [r3, r3 + 8-1) respectively is safe to access depending on
12590          * the check.
12591          */
12592
12593         /* If our ids match, then we must have the same max_value.  And we
12594          * don't care about the other reg's fixed offset, since if it's too big
12595          * the range won't allow anything.
12596          * dst_reg->off is known < MAX_PACKET_OFF, therefore it fits in a u16.
12597          */
12598         bpf_for_each_reg_in_vstate(vstate, state, reg, ({
12599                 if (reg->type == type && reg->id == dst_reg->id)
12600                         /* keep the maximum range already checked */
12601                         reg->range = max(reg->range, new_range);
12602         }));
12603 }
12604
12605 static int is_branch32_taken(struct bpf_reg_state *reg, u32 val, u8 opcode)
12606 {
12607         struct tnum subreg = tnum_subreg(reg->var_off);
12608         s32 sval = (s32)val;
12609
12610         switch (opcode) {
12611         case BPF_JEQ:
12612                 if (tnum_is_const(subreg))
12613                         return !!tnum_equals_const(subreg, val);
12614                 break;
12615         case BPF_JNE:
12616                 if (tnum_is_const(subreg))
12617                         return !tnum_equals_const(subreg, val);
12618                 break;
12619         case BPF_JSET:
12620                 if ((~subreg.mask & subreg.value) & val)
12621                         return 1;
12622                 if (!((subreg.mask | subreg.value) & val))
12623                         return 0;
12624                 break;
12625         case BPF_JGT:
12626                 if (reg->u32_min_value > val)
12627                         return 1;
12628                 else if (reg->u32_max_value <= val)
12629                         return 0;
12630                 break;
12631         case BPF_JSGT:
12632                 if (reg->s32_min_value > sval)
12633                         return 1;
12634                 else if (reg->s32_max_value <= sval)
12635                         return 0;
12636                 break;
12637         case BPF_JLT:
12638                 if (reg->u32_max_value < val)
12639                         return 1;
12640                 else if (reg->u32_min_value >= val)
12641                         return 0;
12642                 break;
12643         case BPF_JSLT:
12644                 if (reg->s32_max_value < sval)
12645                         return 1;
12646                 else if (reg->s32_min_value >= sval)
12647                         return 0;
12648                 break;
12649         case BPF_JGE:
12650                 if (reg->u32_min_value >= val)
12651                         return 1;
12652                 else if (reg->u32_max_value < val)
12653                         return 0;
12654                 break;
12655         case BPF_JSGE:
12656                 if (reg->s32_min_value >= sval)
12657                         return 1;
12658                 else if (reg->s32_max_value < sval)
12659                         return 0;
12660                 break;
12661         case BPF_JLE:
12662                 if (reg->u32_max_value <= val)
12663                         return 1;
12664                 else if (reg->u32_min_value > val)
12665                         return 0;
12666                 break;
12667         case BPF_JSLE:
12668                 if (reg->s32_max_value <= sval)
12669                         return 1;
12670                 else if (reg->s32_min_value > sval)
12671                         return 0;
12672                 break;
12673         }
12674
12675         return -1;
12676 }
12677
12678
12679 static int is_branch64_taken(struct bpf_reg_state *reg, u64 val, u8 opcode)
12680 {
12681         s64 sval = (s64)val;
12682
12683         switch (opcode) {
12684         case BPF_JEQ:
12685                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
12686                         return !!tnum_equals_const(reg->var_off, val);
12687                 break;
12688         case BPF_JNE:
12689                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
12690                         return !tnum_equals_const(reg->var_off, val);
12691                 break;
12692         case BPF_JSET:
12693                 if ((~reg->var_off.mask & reg->var_off.value) & val)
12694                         return 1;
12695                 if (!((reg->var_off.mask | reg->var_off.value) & val))
12696                         return 0;
12697                 break;
12698         case BPF_JGT:
12699                 if (reg->umin_value > val)
12700                         return 1;
12701                 else if (reg->umax_value <= val)
12702                         return 0;
12703                 break;
12704         case BPF_JSGT:
12705                 if (reg->smin_value > sval)
12706                         return 1;
12707                 else if (reg->smax_value <= sval)
12708                         return 0;
12709                 break;
12710         case BPF_JLT:
12711                 if (reg->umax_value < val)
12712                         return 1;
12713                 else if (reg->umin_value >= val)
12714                         return 0;
12715                 break;
12716         case BPF_JSLT:
12717                 if (reg->smax_value < sval)
12718                         return 1;
12719                 else if (reg->smin_value >= sval)
12720                         return 0;
12721                 break;
12722         case BPF_JGE:
12723                 if (reg->umin_value >= val)
12724                         return 1;
12725                 else if (reg->umax_value < val)
12726                         return 0;
12727                 break;
12728         case BPF_JSGE:
12729                 if (reg->smin_value >= sval)
12730                         return 1;
12731                 else if (reg->smax_value < sval)
12732                         return 0;
12733                 break;
12734         case BPF_JLE:
12735                 if (reg->umax_value <= val)
12736                         return 1;
12737                 else if (reg->umin_value > val)
12738                         return 0;
12739                 break;
12740         case BPF_JSLE:
12741                 if (reg->smax_value <= sval)
12742                         return 1;
12743                 else if (reg->smin_value > sval)
12744                         return 0;
12745                 break;
12746         }
12747
12748         return -1;
12749 }
12750
12751 /* compute branch direction of the expression "if (reg opcode val) goto target;"
12752  * and return:
12753  *  1 - branch will be taken and "goto target" will be executed
12754  *  0 - branch will not be taken and fall-through to next insn
12755  * -1 - unknown. Example: "if (reg < 5)" is unknown when register value
12756  *      range [0,10]
12757  */
12758 static int is_branch_taken(struct bpf_reg_state *reg, u64 val, u8 opcode,
12759                            bool is_jmp32)
12760 {
12761         if (__is_pointer_value(false, reg)) {
12762                 if (!reg_type_not_null(reg->type))
12763                         return -1;
12764
12765                 /* If pointer is valid tests against zero will fail so we can
12766                  * use this to direct branch taken.
12767                  */
12768                 if (val != 0)
12769                         return -1;
12770
12771                 switch (opcode) {
12772                 case BPF_JEQ:
12773                         return 0;
12774                 case BPF_JNE:
12775                         return 1;
12776                 default:
12777                         return -1;
12778                 }
12779         }
12780
12781         if (is_jmp32)
12782                 return is_branch32_taken(reg, val, opcode);
12783         return is_branch64_taken(reg, val, opcode);
12784 }
12785
12786 static int flip_opcode(u32 opcode)
12787 {
12788         /* How can we transform "a <op> b" into "b <op> a"? */
12789         static const u8 opcode_flip[16] = {
12790                 /* these stay the same */
12791                 [BPF_JEQ  >> 4] = BPF_JEQ,
12792                 [BPF_JNE  >> 4] = BPF_JNE,
12793                 [BPF_JSET >> 4] = BPF_JSET,
12794                 /* these swap "lesser" and "greater" (L and G in the opcodes) */
12795                 [BPF_JGE  >> 4] = BPF_JLE,
12796                 [BPF_JGT  >> 4] = BPF_JLT,
12797                 [BPF_JLE  >> 4] = BPF_JGE,
12798                 [BPF_JLT  >> 4] = BPF_JGT,
12799                 [BPF_JSGE >> 4] = BPF_JSLE,
12800                 [BPF_JSGT >> 4] = BPF_JSLT,
12801                 [BPF_JSLE >> 4] = BPF_JSGE,
12802                 [BPF_JSLT >> 4] = BPF_JSGT
12803         };
12804         return opcode_flip[opcode >> 4];
12805 }
12806
12807 static int is_pkt_ptr_branch_taken(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12808                                    struct bpf_reg_state *src_reg,
12809                                    u8 opcode)
12810 {
12811         struct bpf_reg_state *pkt;
12812
12813         if (src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) {
12814                 pkt = dst_reg;
12815         } else if (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) {
12816                 pkt = src_reg;
12817                 opcode = flip_opcode(opcode);
12818         } else {
12819                 return -1;
12820         }
12821
12822         if (pkt->range >= 0)
12823                 return -1;
12824
12825         switch (opcode) {
12826         case BPF_JLE:
12827                 /* pkt <= pkt_end */
12828                 fallthrough;
12829         case BPF_JGT:
12830                 /* pkt > pkt_end */
12831                 if (pkt->range == BEYOND_PKT_END)
12832                         /* pkt has at last one extra byte beyond pkt_end */
12833                         return opcode == BPF_JGT;
12834                 break;
12835         case BPF_JLT:
12836                 /* pkt < pkt_end */
12837                 fallthrough;
12838         case BPF_JGE:
12839                 /* pkt >= pkt_end */
12840                 if (pkt->range == BEYOND_PKT_END || pkt->range == AT_PKT_END)
12841                         return opcode == BPF_JGE;
12842                 break;
12843         }
12844         return -1;
12845 }
12846
12847 /* Adjusts the register min/max values in the case that the dst_reg is the
12848  * variable register that we are working on, and src_reg is a constant or we're
12849  * simply doing a BPF_K check.
12850  * In JEQ/JNE cases we also adjust the var_off values.
12851  */
12852 static void reg_set_min_max(struct bpf_reg_state *true_reg,
12853                             struct bpf_reg_state *false_reg,
12854                             u64 val, u32 val32,
12855                             u8 opcode, bool is_jmp32)
12856 {
12857         struct tnum false_32off = tnum_subreg(false_reg->var_off);
12858         struct tnum false_64off = false_reg->var_off;
12859         struct tnum true_32off = tnum_subreg(true_reg->var_off);
12860         struct tnum true_64off = true_reg->var_off;
12861         s64 sval = (s64)val;
12862         s32 sval32 = (s32)val32;
12863
12864         /* If the dst_reg is a pointer, we can't learn anything about its
12865          * variable offset from the compare (unless src_reg were a pointer into
12866          * the same object, but we don't bother with that.
12867          * Since false_reg and true_reg have the same type by construction, we
12868          * only need to check one of them for pointerness.
12869          */
12870         if (__is_pointer_value(false, false_reg))
12871                 return;
12872
12873         switch (opcode) {
12874         /* JEQ/JNE comparison doesn't change the register equivalence.
12875          *
12876          * r1 = r2;
12877          * if (r1 == 42) goto label;
12878          * ...
12879          * label: // here both r1 and r2 are known to be 42.
12880          *
12881          * Hence when marking register as known preserve it's ID.
12882          */
12883         case BPF_JEQ:
12884                 if (is_jmp32) {
12885                         __mark_reg32_known(true_reg, val32);
12886                         true_32off = tnum_subreg(true_reg->var_off);
12887                 } else {
12888                         ___mark_reg_known(true_reg, val);
12889                         true_64off = true_reg->var_off;
12890                 }
12891                 break;
12892         case BPF_JNE:
12893                 if (is_jmp32) {
12894                         __mark_reg32_known(false_reg, val32);
12895                         false_32off = tnum_subreg(false_reg->var_off);
12896                 } else {
12897                         ___mark_reg_known(false_reg, val);
12898                         false_64off = false_reg->var_off;
12899                 }
12900                 break;
12901         case BPF_JSET:
12902                 if (is_jmp32) {
12903                         false_32off = tnum_and(false_32off, tnum_const(~val32));
12904                         if (is_power_of_2(val32))
12905                                 true_32off = tnum_or(true_32off,
12906                                                      tnum_const(val32));
12907                 } else {
12908                         false_64off = tnum_and(false_64off, tnum_const(~val));
12909                         if (is_power_of_2(val))
12910                                 true_64off = tnum_or(true_64off,
12911                                                      tnum_const(val));
12912                 }
12913                 break;
12914         case BPF_JGE:
12915         case BPF_JGT:
12916         {
12917                 if (is_jmp32) {
12918                         u32 false_umax = opcode == BPF_JGT ? val32  : val32 - 1;
12919                         u32 true_umin = opcode == BPF_JGT ? val32 + 1 : val32;
12920
12921                         false_reg->u32_max_value = min(false_reg->u32_max_value,
12922                                                        false_umax);
12923                         true_reg->u32_min_value = max(true_reg->u32_min_value,
12924                                                       true_umin);
12925                 } else {
12926                         u64 false_umax = opcode == BPF_JGT ? val    : val - 1;
12927                         u64 true_umin = opcode == BPF_JGT ? val + 1 : val;
12928
12929                         false_reg->umax_value = min(false_reg->umax_value, false_umax);
12930                         true_reg->umin_value = max(true_reg->umin_value, true_umin);
12931                 }
12932                 break;
12933         }
12934         case BPF_JSGE:
12935         case BPF_JSGT:
12936         {
12937                 if (is_jmp32) {
12938                         s32 false_smax = opcode == BPF_JSGT ? sval32    : sval32 - 1;
12939                         s32 true_smin = opcode == BPF_JSGT ? sval32 + 1 : sval32;
12940
12941                         false_reg->s32_max_value = min(false_reg->s32_max_value, false_smax);
12942                         true_reg->s32_min_value = max(true_reg->s32_min_value, true_smin);
12943                 } else {
12944                         s64 false_smax = opcode == BPF_JSGT ? sval    : sval - 1;
12945                         s64 true_smin = opcode == BPF_JSGT ? sval + 1 : sval;
12946
12947                         false_reg->smax_value = min(false_reg->smax_value, false_smax);
12948                         true_reg->smin_value = max(true_reg->smin_value, true_smin);
12949                 }
12950                 break;
12951         }
12952         case BPF_JLE:
12953         case BPF_JLT:
12954         {
12955                 if (is_jmp32) {
12956                         u32 false_umin = opcode == BPF_JLT ? val32  : val32 + 1;
12957                         u32 true_umax = opcode == BPF_JLT ? val32 - 1 : val32;
12958
12959                         false_reg->u32_min_value = max(false_reg->u32_min_value,
12960                                                        false_umin);
12961                         true_reg->u32_max_value = min(true_reg->u32_max_value,
12962                                                       true_umax);
12963                 } else {
12964                         u64 false_umin = opcode == BPF_JLT ? val    : val + 1;
12965                         u64 true_umax = opcode == BPF_JLT ? val - 1 : val;
12966
12967                         false_reg->umin_value = max(false_reg->umin_value, false_umin);
12968                         true_reg->umax_value = min(true_reg->umax_value, true_umax);
12969                 }
12970                 break;
12971         }
12972         case BPF_JSLE:
12973         case BPF_JSLT:
12974         {
12975                 if (is_jmp32) {
12976                         s32 false_smin = opcode == BPF_JSLT ? sval32    : sval32 + 1;
12977                         s32 true_smax = opcode == BPF_JSLT ? sval32 - 1 : sval32;
12978
12979                         false_reg->s32_min_value = max(false_reg->s32_min_value, false_smin);
12980                         true_reg->s32_max_value = min(true_reg->s32_max_value, true_smax);
12981                 } else {
12982                         s64 false_smin = opcode == BPF_JSLT ? sval    : sval + 1;
12983                         s64 true_smax = opcode == BPF_JSLT ? sval - 1 : sval;
12984
12985                         false_reg->smin_value = max(false_reg->smin_value, false_smin);
12986                         true_reg->smax_value = min(true_reg->smax_value, true_smax);
12987                 }
12988                 break;
12989         }
12990         default:
12991                 return;
12992         }
12993
12994         if (is_jmp32) {
12995                 false_reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(false_64off),
12996                                              tnum_subreg(false_32off));
12997                 true_reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(true_64off),
12998                                             tnum_subreg(true_32off));
12999                 __reg_combine_32_into_64(false_reg);
13000                 __reg_combine_32_into_64(true_reg);
13001         } else {
13002                 false_reg->var_off = false_64off;
13003                 true_reg->var_off = true_64off;
13004                 __reg_combine_64_into_32(false_reg);
13005                 __reg_combine_64_into_32(true_reg);
13006         }
13007 }
13008
13009 /* Same as above, but for the case that dst_reg holds a constant and src_reg is
13010  * the variable reg.
13011  */
13012 static void reg_set_min_max_inv(struct bpf_reg_state *true_reg,
13013                                 struct bpf_reg_state *false_reg,
13014                                 u64 val, u32 val32,
13015                                 u8 opcode, bool is_jmp32)
13016 {
13017         opcode = flip_opcode(opcode);
13018         /* This uses zero as "not present in table"; luckily the zero opcode,
13019          * BPF_JA, can't get here.
13020          */
13021         if (opcode)
13022                 reg_set_min_max(true_reg, false_reg, val, val32, opcode, is_jmp32);
13023 }
13024
13025 /* Regs are known to be equal, so intersect their min/max/var_off */
13026 static void __reg_combine_min_max(struct bpf_reg_state *src_reg,
13027                                   struct bpf_reg_state *dst_reg)
13028 {
13029         src_reg->umin_value = dst_reg->umin_value = max(src_reg->umin_value,
13030                                                         dst_reg->umin_value);
13031         src_reg->umax_value = dst_reg->umax_value = min(src_reg->umax_value,
13032                                                         dst_reg->umax_value);
13033         src_reg->smin_value = dst_reg->smin_value = max(src_reg->smin_value,
13034                                                         dst_reg->smin_value);
13035         src_reg->smax_value = dst_reg->smax_value = min(src_reg->smax_value,
13036                                                         dst_reg->smax_value);
13037         src_reg->var_off = dst_reg->var_off = tnum_intersect(src_reg->var_off,
13038                                                              dst_reg->var_off);
13039         reg_bounds_sync(src_reg);
13040         reg_bounds_sync(dst_reg);
13041 }
13042
13043 static void reg_combine_min_max(struct bpf_reg_state *true_src,
13044                                 struct bpf_reg_state *true_dst,
13045                                 struct bpf_reg_state *false_src,
13046                                 struct bpf_reg_state *false_dst,
13047                                 u8 opcode)
13048 {
13049         switch (opcode) {
13050         case BPF_JEQ:
13051                 __reg_combine_min_max(true_src, true_dst);
13052                 break;
13053         case BPF_JNE:
13054                 __reg_combine_min_max(false_src, false_dst);
13055                 break;
13056         }
13057 }
13058
13059 static void mark_ptr_or_null_reg(struct bpf_func_state *state,
13060                                  struct bpf_reg_state *reg, u32 id,
13061                                  bool is_null)
13062 {
13063         if (type_may_be_null(reg->type) && reg->id == id &&
13064             (is_rcu_reg(reg) || !WARN_ON_ONCE(!reg->id))) {
13065                 /* Old offset (both fixed and variable parts) should have been
13066                  * known-zero, because we don't allow pointer arithmetic on
13067                  * pointers that might be NULL. If we see this happening, don't
13068                  * convert the register.
13069                  *
13070                  * But in some cases, some helpers that return local kptrs
13071                  * advance offset for the returned pointer. In those cases, it
13072                  * is fine to expect to see reg->off.
13073                  */
13074                 if (WARN_ON_ONCE(reg->smin_value || reg->smax_value || !tnum_equals_const(reg->var_off, 0)))
13075                         return;
13076                 if (!(type_is_ptr_alloc_obj(reg->type) || type_is_non_owning_ref(reg->type)) &&
13077                     WARN_ON_ONCE(reg->off))
13078                         return;
13079
13080                 if (is_null) {
13081                         reg->type = SCALAR_VALUE;
13082                         /* We don't need id and ref_obj_id from this point
13083                          * onwards anymore, thus we should better reset it,
13084                          * so that state pruning has chances to take effect.
13085                          */
13086                         reg->id = 0;
13087                         reg->ref_obj_id = 0;
13088
13089                         return;
13090                 }
13091
13092                 mark_ptr_not_null_reg(reg);
13093
13094                 if (!reg_may_point_to_spin_lock(reg)) {
13095                         /* For not-NULL ptr, reg->ref_obj_id will be reset
13096                          * in release_reference().
13097                          *
13098                          * reg->id is still used by spin_lock ptr. Other
13099                          * than spin_lock ptr type, reg->id can be reset.
13100                          */
13101                         reg->id = 0;
13102                 }
13103         }
13104 }
13105
13106 /* The logic is similar to find_good_pkt_pointers(), both could eventually
13107  * be folded together at some point.
13108  */
13109 static void mark_ptr_or_null_regs(struct bpf_verifier_state *vstate, u32 regno,
13110                                   bool is_null)
13111 {
13112         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
13113         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *reg;
13114         u32 ref_obj_id = regs[regno].ref_obj_id;
13115         u32 id = regs[regno].id;
13116
13117         if (ref_obj_id && ref_obj_id == id && is_null)
13118                 /* regs[regno] is in the " == NULL" branch.
13119                  * No one could have freed the reference state before
13120                  * doing the NULL check.
13121                  */
13122                 WARN_ON_ONCE(release_reference_state(state, id));
13123
13124         bpf_for_each_reg_in_vstate(vstate, state, reg, ({
13125                 mark_ptr_or_null_reg(state, reg, id, is_null);
13126         }));
13127 }
13128
13129 static bool try_match_pkt_pointers(const struct bpf_insn *insn,
13130                                    struct bpf_reg_state *dst_reg,
13131                                    struct bpf_reg_state *src_reg,
13132                                    struct bpf_verifier_state *this_branch,
13133                                    struct bpf_verifier_state *other_branch)
13134 {
13135         if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_X)
13136                 return false;
13137
13138         /* Pointers are always 64-bit. */
13139         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP32)
13140                 return false;
13141
13142         switch (BPF_OP(insn->code)) {
13143         case BPF_JGT:
13144                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
13145                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
13146                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
13147                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
13148                         /* pkt_data' > pkt_end, pkt_meta' > pkt_data */
13149                         find_good_pkt_pointers(this_branch, dst_reg,
13150                                                dst_reg->type, false);
13151                         mark_pkt_end(other_branch, insn->dst_reg, true);
13152                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
13153                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
13154                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
13155                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
13156                         /* pkt_end > pkt_data', pkt_data > pkt_meta' */
13157                         find_good_pkt_pointers(other_branch, src_reg,
13158                                                src_reg->type, true);
13159                         mark_pkt_end(this_branch, insn->src_reg, false);
13160                 } else {
13161                         return false;
13162                 }
13163                 break;
13164         case BPF_JLT:
13165                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
13166                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
13167                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
13168                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
13169                         /* pkt_data' < pkt_end, pkt_meta' < pkt_data */
13170                         find_good_pkt_pointers(other_branch, dst_reg,
13171                                                dst_reg->type, true);
13172                         mark_pkt_end(this_branch, insn->dst_reg, false);
13173                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
13174                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
13175                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
13176                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
13177                         /* pkt_end < pkt_data', pkt_data > pkt_meta' */
13178                         find_good_pkt_pointers(this_branch, src_reg,
13179                                                src_reg->type, false);
13180                         mark_pkt_end(other_branch, insn->src_reg, true);
13181                 } else {
13182                         return false;
13183                 }
13184                 break;
13185         case BPF_JGE:
13186                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
13187                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
13188                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
13189                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
13190                         /* pkt_data' >= pkt_end, pkt_meta' >= pkt_data */
13191                         find_good_pkt_pointers(this_branch, dst_reg,
13192                                                dst_reg->type, true);
13193                         mark_pkt_end(other_branch, insn->dst_reg, false);
13194                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
13195                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
13196                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
13197                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
13198                         /* pkt_end >= pkt_data', pkt_data >= pkt_meta' */
13199                         find_good_pkt_pointers(other_branch, src_reg,
13200                                                src_reg->type, false);
13201                         mark_pkt_end(this_branch, insn->src_reg, true);
13202                 } else {
13203                         return false;
13204                 }
13205                 break;
13206         case BPF_JLE:
13207                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
13208                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
13209                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
13210                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
13211                         /* pkt_data' <= pkt_end, pkt_meta' <= pkt_data */
13212                         find_good_pkt_pointers(other_branch, dst_reg,
13213                                                dst_reg->type, false);
13214                         mark_pkt_end(this_branch, insn->dst_reg, true);
13215                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
13216                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
13217                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
13218                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
13219                         /* pkt_end <= pkt_data', pkt_data <= pkt_meta' */
13220                         find_good_pkt_pointers(this_branch, src_reg,
13221                                                src_reg->type, true);
13222                         mark_pkt_end(other_branch, insn->src_reg, false);
13223                 } else {
13224                         return false;
13225                 }
13226                 break;
13227         default:
13228                 return false;
13229         }
13230
13231         return true;
13232 }
13233
13234 static void find_equal_scalars(struct bpf_verifier_state *vstate,
13235                                struct bpf_reg_state *known_reg)
13236 {
13237         struct bpf_func_state *state;
13238         struct bpf_reg_state *reg;
13239
13240         bpf_for_each_reg_in_vstate(vstate, state, reg, ({
13241                 if (reg->type == SCALAR_VALUE && reg->id == known_reg->id)
13242                         copy_register_state(reg, known_reg);
13243         }));
13244 }
13245
13246 static int check_cond_jmp_op(struct bpf_verifier_env *env,
13247                              struct bpf_insn *insn, int *insn_idx)
13248 {
13249         struct bpf_verifier_state *this_branch = env->cur_state;
13250         struct bpf_verifier_state *other_branch;
13251         struct bpf_reg_state *regs = this_branch->frame[this_branch->curframe]->regs;
13252         struct bpf_reg_state *dst_reg, *other_branch_regs, *src_reg = NULL;
13253         struct bpf_reg_state *eq_branch_regs;
13254         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
13255         bool is_jmp32;
13256         int pred = -1;
13257         int err;
13258
13259         /* Only conditional jumps are expected to reach here. */
13260         if (opcode == BPF_JA || opcode > BPF_JSLE) {
13261                 verbose(env, "invalid BPF_JMP/JMP32 opcode %x\n", opcode);
13262                 return -EINVAL;
13263         }
13264
13265         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
13266                 if (insn->imm != 0) {
13267                         verbose(env, "BPF_JMP/JMP32 uses reserved fields\n");
13268                         return -EINVAL;
13269                 }
13270
13271                 /* check src1 operand */
13272                 err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
13273                 if (err)
13274                         return err;
13275
13276                 if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
13277                         verbose(env, "R%d pointer comparison prohibited\n",
13278                                 insn->src_reg);
13279                         return -EACCES;
13280                 }
13281                 src_reg = &regs[insn->src_reg];
13282         } else {
13283                 if (insn->src_reg != BPF_REG_0) {
13284                         verbose(env, "BPF_JMP/JMP32 uses reserved fields\n");
13285                         return -EINVAL;
13286                 }
13287         }
13288
13289         /* check src2 operand */
13290         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
13291         if (err)
13292                 return err;
13293
13294         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
13295         is_jmp32 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP32;
13296
13297         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
13298                 pred = is_branch_taken(dst_reg, insn->imm, opcode, is_jmp32);
13299         } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE &&
13300                    is_jmp32 && tnum_is_const(tnum_subreg(src_reg->var_off))) {
13301                 pred = is_branch_taken(dst_reg,
13302                                        tnum_subreg(src_reg->var_off).value,
13303                                        opcode,
13304                                        is_jmp32);
13305         } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE &&
13306                    !is_jmp32 && tnum_is_const(src_reg->var_off)) {
13307                 pred = is_branch_taken(dst_reg,
13308                                        src_reg->var_off.value,
13309                                        opcode,
13310                                        is_jmp32);
13311         } else if (reg_is_pkt_pointer_any(dst_reg) &&
13312                    reg_is_pkt_pointer_any(src_reg) &&
13313                    !is_jmp32) {
13314                 pred = is_pkt_ptr_branch_taken(dst_reg, src_reg, opcode);
13315         }
13316
13317         if (pred >= 0) {
13318                 /* If we get here with a dst_reg pointer type it is because
13319                  * above is_branch_taken() special cased the 0 comparison.
13320                  */
13321                 if (!__is_pointer_value(false, dst_reg))
13322                         err = mark_chain_precision(env, insn->dst_reg);
13323                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X && !err &&
13324                     !__is_pointer_value(false, src_reg))
13325                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
13326                 if (err)
13327                         return err;
13328         }
13329
13330         if (pred == 1) {
13331                 /* Only follow the goto, ignore fall-through. If needed, push
13332                  * the fall-through branch for simulation under speculative
13333                  * execution.
13334                  */
13335                 if (!env->bypass_spec_v1 &&
13336                     !sanitize_speculative_path(env, insn, *insn_idx + 1,
13337                                                *insn_idx))
13338                         return -EFAULT;
13339                 *insn_idx += insn->off;
13340                 return 0;
13341         } else if (pred == 0) {
13342                 /* Only follow the fall-through branch, since that's where the
13343                  * program will go. If needed, push the goto branch for
13344                  * simulation under speculative execution.
13345                  */
13346                 if (!env->bypass_spec_v1 &&
13347                     !sanitize_speculative_path(env, insn,
13348                                                *insn_idx + insn->off + 1,
13349                                                *insn_idx))
13350                         return -EFAULT;
13351                 return 0;
13352         }
13353
13354         other_branch = push_stack(env, *insn_idx + insn->off + 1, *insn_idx,
13355                                   false);
13356         if (!other_branch)
13357                 return -EFAULT;
13358         other_branch_regs = other_branch->frame[other_branch->curframe]->regs;
13359
13360         /* detect if we are comparing against a constant value so we can adjust
13361          * our min/max values for our dst register.
13362          * this is only legit if both are scalars (or pointers to the same
13363          * object, I suppose, see the PTR_MAYBE_NULL related if block below),
13364          * because otherwise the different base pointers mean the offsets aren't
13365          * comparable.
13366          */
13367         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
13368                 struct bpf_reg_state *src_reg = &regs[insn->src_reg];
13369
13370                 if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE &&
13371                     src_reg->type == SCALAR_VALUE) {
13372                         if (tnum_is_const(src_reg->var_off) ||
13373                             (is_jmp32 &&
13374                              tnum_is_const(tnum_subreg(src_reg->var_off))))
13375                                 reg_set_min_max(&other_branch_regs[insn->dst_reg],
13376                                                 dst_reg,
13377                                                 src_reg->var_off.value,
13378                                                 tnum_subreg(src_reg->var_off).value,
13379                                                 opcode, is_jmp32);
13380                         else if (tnum_is_const(dst_reg->var_off) ||
13381                                  (is_jmp32 &&
13382                                   tnum_is_const(tnum_subreg(dst_reg->var_off))))
13383                                 reg_set_min_max_inv(&other_branch_regs[insn->src_reg],
13384                                                     src_reg,
13385                                                     dst_reg->var_off.value,
13386                                                     tnum_subreg(dst_reg->var_off).value,
13387                                                     opcode, is_jmp32);
13388                         else if (!is_jmp32 &&
13389                                  (opcode == BPF_JEQ || opcode == BPF_JNE))
13390                                 /* Comparing for equality, we can combine knowledge */
13391                                 reg_combine_min_max(&other_branch_regs[insn->src_reg],
13392                                                     &other_branch_regs[insn->dst_reg],
13393                                                     src_reg, dst_reg, opcode);
13394                         if (src_reg->id &&
13395                             !WARN_ON_ONCE(src_reg->id != other_branch_regs[insn->src_reg].id)) {
13396                                 find_equal_scalars(this_branch, src_reg);
13397                                 find_equal_scalars(other_branch, &other_branch_regs[insn->src_reg]);
13398                         }
13399
13400                 }
13401         } else if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE) {
13402                 reg_set_min_max(&other_branch_regs[insn->dst_reg],
13403                                         dst_reg, insn->imm, (u32)insn->imm,
13404                                         opcode, is_jmp32);
13405         }
13406
13407         if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE && dst_reg->id &&
13408             !WARN_ON_ONCE(dst_reg->id != other_branch_regs[insn->dst_reg].id)) {
13409                 find_equal_scalars(this_branch, dst_reg);
13410                 find_equal_scalars(other_branch, &other_branch_regs[insn->dst_reg]);
13411         }
13412
13413         /* if one pointer register is compared to another pointer
13414          * register check if PTR_MAYBE_NULL could be lifted.
13415          * E.g. register A - maybe null
13416          *      register B - not null
13417          * for JNE A, B, ... - A is not null in the false branch;
13418          * for JEQ A, B, ... - A is not null in the true branch.
13419          *
13420          * Since PTR_TO_BTF_ID points to a kernel struct that does
13421          * not need to be null checked by the BPF program, i.e.,
13422          * could be null even without PTR_MAYBE_NULL marking, so
13423          * only propagate nullness when neither reg is that type.
13424          */
13425         if (!is_jmp32 && BPF_SRC(insn->code) == BPF_X &&
13426             __is_pointer_value(false, src_reg) && __is_pointer_value(false, dst_reg) &&
13427             type_may_be_null(src_reg->type) != type_may_be_null(dst_reg->type) &&
13428             base_type(src_reg->type) != PTR_TO_BTF_ID &&
13429             base_type(dst_reg->type) != PTR_TO_BTF_ID) {
13430                 eq_branch_regs = NULL;
13431                 switch (opcode) {
13432                 case BPF_JEQ:
13433                         eq_branch_regs = other_branch_regs;
13434                         break;
13435                 case BPF_JNE:
13436                         eq_branch_regs = regs;
13437                         break;
13438                 default:
13439                         /* do nothing */
13440                         break;
13441                 }
13442                 if (eq_branch_regs) {
13443                         if (type_may_be_null(src_reg->type))
13444                                 mark_ptr_not_null_reg(&eq_branch_regs[insn->src_reg]);
13445                         else
13446                                 mark_ptr_not_null_reg(&eq_branch_regs[insn->dst_reg]);
13447                 }
13448         }
13449
13450         /* detect if R == 0 where R is returned from bpf_map_lookup_elem().
13451          * NOTE: these optimizations below are related with pointer comparison
13452          *       which will never be JMP32.
13453          */
13454         if (!is_jmp32 && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K &&
13455             insn->imm == 0 && (opcode == BPF_JEQ || opcode == BPF_JNE) &&
13456             type_may_be_null(dst_reg->type)) {
13457                 /* Mark all identical registers in each branch as either
13458                  * safe or unknown depending R == 0 or R != 0 conditional.
13459                  */
13460                 mark_ptr_or_null_regs(this_branch, insn->dst_reg,
13461                                       opcode == BPF_JNE);
13462                 mark_ptr_or_null_regs(other_branch, insn->dst_reg,
13463                                       opcode == BPF_JEQ);
13464         } else if (!try_match_pkt_pointers(insn, dst_reg, &regs[insn->src_reg],
13465                                            this_branch, other_branch) &&
13466                    is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
13467                 verbose(env, "R%d pointer comparison prohibited\n",
13468                         insn->dst_reg);
13469                 return -EACCES;
13470         }
13471         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
13472                 print_insn_state(env, this_branch->frame[this_branch->curframe]);
13473         return 0;
13474 }
13475
13476 /* verify BPF_LD_IMM64 instruction */
13477 static int check_ld_imm(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
13478 {
13479         struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
13480         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
13481         struct bpf_reg_state *dst_reg;
13482         struct bpf_map *map;
13483         int err;
13484
13485         if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW) {
13486                 verbose(env, "invalid BPF_LD_IMM insn\n");
13487                 return -EINVAL;
13488         }
13489         if (insn->off != 0) {
13490                 verbose(env, "BPF_LD_IMM64 uses reserved fields\n");
13491                 return -EINVAL;
13492         }
13493
13494         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP);
13495         if (err)
13496                 return err;
13497
13498         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
13499         if (insn->src_reg == 0) {
13500                 u64 imm = ((u64)(insn + 1)->imm << 32) | (u32)insn->imm;
13501
13502                 dst_reg->type = SCALAR_VALUE;
13503                 __mark_reg_known(&regs[insn->dst_reg], imm);
13504                 return 0;
13505         }
13506
13507         /* All special src_reg cases are listed below. From this point onwards
13508          * we either succeed and assign a corresponding dst_reg->type after
13509          * zeroing the offset, or fail and reject the program.
13510          */
13511         mark_reg_known_zero(env, regs, insn->dst_reg);
13512
13513         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_BTF_ID) {
13514                 dst_reg->type = aux->btf_var.reg_type;
13515                 switch (base_type(dst_reg->type)) {
13516                 case PTR_TO_MEM:
13517                         dst_reg->mem_size = aux->btf_var.mem_size;
13518                         break;
13519                 case PTR_TO_BTF_ID:
13520                         dst_reg->btf = aux->btf_var.btf;
13521                         dst_reg->btf_id = aux->btf_var.btf_id;
13522                         break;
13523                 default:
13524                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
13525                         return -EFAULT;
13526                 }
13527                 return 0;
13528         }
13529
13530         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC) {
13531                 struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
13532                 u32 subprogno = find_subprog(env,
13533                                              env->insn_idx + insn->imm + 1);
13534
13535                 if (!aux->func_info) {
13536                         verbose(env, "missing btf func_info\n");
13537                         return -EINVAL;
13538                 }
13539                 if (aux->func_info_aux[subprogno].linkage != BTF_FUNC_STATIC) {
13540                         verbose(env, "callback function not static\n");
13541                         return -EINVAL;
13542                 }
13543
13544                 dst_reg->type = PTR_TO_FUNC;
13545                 dst_reg->subprogno = subprogno;
13546                 return 0;
13547         }
13548
13549         map = env->used_maps[aux->map_index];
13550         dst_reg->map_ptr = map;
13551
13552         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_VALUE ||
13553             insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE) {
13554                 dst_reg->type = PTR_TO_MAP_VALUE;
13555                 dst_reg->off = aux->map_off;
13556                 WARN_ON_ONCE(map->max_entries != 1);
13557                 /* We want reg->id to be same (0) as map_value is not distinct */
13558         } else if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD ||
13559                    insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX) {
13560                 dst_reg->type = CONST_PTR_TO_MAP;
13561         } else {
13562                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
13563                 return -EINVAL;
13564         }
13565
13566         return 0;
13567 }
13568
13569 static bool may_access_skb(enum bpf_prog_type type)
13570 {
13571         switch (type) {
13572         case BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER:
13573         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
13574         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
13575                 return true;
13576         default:
13577                 return false;
13578         }
13579 }
13580
13581 /* verify safety of LD_ABS|LD_IND instructions:
13582  * - they can only appear in the programs where ctx == skb
13583  * - since they are wrappers of function calls, they scratch R1-R5 registers,
13584  *   preserve R6-R9, and store return value into R0
13585  *
13586  * Implicit input:
13587  *   ctx == skb == R6 == CTX
13588  *
13589  * Explicit input:
13590  *   SRC == any register
13591  *   IMM == 32-bit immediate
13592  *
13593  * Output:
13594  *   R0 - 8/16/32-bit skb data converted to cpu endianness
13595  */
13596 static int check_ld_abs(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
13597 {
13598         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
13599         static const int ctx_reg = BPF_REG_6;
13600         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
13601         int i, err;
13602
13603         if (!may_access_skb(resolve_prog_type(env->prog))) {
13604                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] instructions not allowed for this program type\n");
13605                 return -EINVAL;
13606         }
13607
13608         if (!env->ops->gen_ld_abs) {
13609                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
13610                 return -EINVAL;
13611         }
13612
13613         if (insn->dst_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0 ||
13614             BPF_SIZE(insn->code) == BPF_DW ||
13615             (mode == BPF_ABS && insn->src_reg != BPF_REG_0)) {
13616                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] uses reserved fields\n");
13617                 return -EINVAL;
13618         }
13619
13620         /* check whether implicit source operand (register R6) is readable */
13621         err = check_reg_arg(env, ctx_reg, SRC_OP);
13622         if (err)
13623                 return err;
13624
13625         /* Disallow usage of BPF_LD_[ABS|IND] with reference tracking, as
13626          * gen_ld_abs() may terminate the program at runtime, leading to
13627          * reference leak.
13628          */
13629         err = check_reference_leak(env);
13630         if (err) {
13631                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be mixed with socket references\n");
13632                 return err;
13633         }
13634
13635         if (env->cur_state->active_lock.ptr) {
13636                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be used inside bpf_spin_lock-ed region\n");
13637                 return -EINVAL;
13638         }
13639
13640         if (env->cur_state->active_rcu_lock) {
13641                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be used inside bpf_rcu_read_lock-ed region\n");
13642                 return -EINVAL;
13643         }
13644
13645         if (regs[ctx_reg].type != PTR_TO_CTX) {
13646                 verbose(env,
13647                         "at the time of BPF_LD_ABS|IND R6 != pointer to skb\n");
13648                 return -EINVAL;
13649         }
13650
13651         if (mode == BPF_IND) {
13652                 /* check explicit source operand */
13653                 err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
13654                 if (err)
13655                         return err;
13656         }
13657
13658         err = check_ptr_off_reg(env, &regs[ctx_reg], ctx_reg);
13659         if (err < 0)
13660                 return err;
13661
13662         /* reset caller saved regs to unreadable */
13663         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
13664                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
13665                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
13666         }
13667
13668         /* mark destination R0 register as readable, since it contains
13669          * the value fetched from the packet.
13670          * Already marked as written above.
13671          */
13672         mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
13673         /* ld_abs load up to 32-bit skb data. */
13674         regs[BPF_REG_0].subreg_def = env->insn_idx + 1;
13675         return 0;
13676 }
13677
13678 static int check_return_code(struct bpf_verifier_env *env)
13679 {
13680         struct tnum enforce_attach_type_range = tnum_unknown;
13681         const struct bpf_prog *prog = env->prog;
13682         struct bpf_reg_state *reg;
13683         struct tnum range = tnum_range(0, 1);
13684         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
13685         int err;
13686         struct bpf_func_state *frame = env->cur_state->frame[0];
13687         const bool is_subprog = frame->subprogno;
13688
13689         /* LSM and struct_ops func-ptr's return type could be "void" */
13690         if (!is_subprog) {
13691                 switch (prog_type) {
13692                 case BPF_PROG_TYPE_LSM:
13693                         if (prog->expected_attach_type == BPF_LSM_CGROUP)
13694                                 /* See below, can be 0 or 0-1 depending on hook. */
13695                                 break;
13696                         fallthrough;
13697                 case BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS:
13698                         if (!prog->aux->attach_func_proto->type)
13699                                 return 0;
13700                         break;
13701                 default:
13702                         break;
13703                 }
13704         }
13705
13706         /* eBPF calling convention is such that R0 is used
13707          * to return the value from eBPF program.
13708          * Make sure that it's readable at this time
13709          * of bpf_exit, which means that program wrote
13710          * something into it earlier
13711          */
13712         err = check_reg_arg(env, BPF_REG_0, SRC_OP);
13713         if (err)
13714                 return err;
13715
13716         if (is_pointer_value(env, BPF_REG_0)) {
13717                 verbose(env, "R0 leaks addr as return value\n");
13718                 return -EACCES;
13719         }
13720
13721         reg = cur_regs(env) + BPF_REG_0;
13722
13723         if (frame->in_async_callback_fn) {
13724                 /* enforce return zero from async callbacks like timer */
13725                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
13726                         verbose(env, "In async callback the register R0 is not a known value (%s)\n",
13727                                 reg_type_str(env, reg->type));
13728                         return -EINVAL;
13729                 }
13730
13731                 if (!tnum_in(tnum_const(0), reg->var_off)) {
13732                         verbose_invalid_scalar(env, reg, &range, "async callback", "R0");
13733                         return -EINVAL;
13734                 }
13735                 return 0;
13736         }
13737
13738         if (is_subprog) {
13739                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
13740                         verbose(env, "At subprogram exit the register R0 is not a scalar value (%s)\n",
13741                                 reg_type_str(env, reg->type));
13742                         return -EINVAL;
13743                 }
13744                 return 0;
13745         }
13746
13747         switch (prog_type) {
13748         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK_ADDR:
13749                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UDP4_RECVMSG ||
13750                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UDP6_RECVMSG ||
13751                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_GETPEERNAME ||
13752                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_GETPEERNAME ||
13753                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_GETSOCKNAME ||
13754                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_GETSOCKNAME)
13755                         range = tnum_range(1, 1);
13756                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_BIND ||
13757                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_BIND)
13758                         range = tnum_range(0, 3);
13759                 break;
13760         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SKB:
13761                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET_EGRESS) {
13762                         range = tnum_range(0, 3);
13763                         enforce_attach_type_range = tnum_range(2, 3);
13764                 }
13765                 break;
13766         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK:
13767         case BPF_PROG_TYPE_SOCK_OPS:
13768         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_DEVICE:
13769         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SYSCTL:
13770         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCKOPT:
13771                 break;
13772         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT:
13773                 if (!env->prog->aux->attach_btf_id)
13774                         return 0;
13775                 range = tnum_const(0);
13776                 break;
13777         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
13778                 switch (env->prog->expected_attach_type) {
13779                 case BPF_TRACE_FENTRY:
13780                 case BPF_TRACE_FEXIT:
13781                         range = tnum_const(0);
13782                         break;
13783                 case BPF_TRACE_RAW_TP:
13784                 case BPF_MODIFY_RETURN:
13785                         return 0;
13786                 case BPF_TRACE_ITER:
13787                         break;
13788                 default:
13789                         return -ENOTSUPP;
13790                 }
13791                 break;
13792         case BPF_PROG_TYPE_SK_LOOKUP:
13793                 range = tnum_range(SK_DROP, SK_PASS);
13794                 break;
13795
13796         case BPF_PROG_TYPE_LSM:
13797                 if (env->prog->expected_attach_type != BPF_LSM_CGROUP) {
13798                         /* Regular BPF_PROG_TYPE_LSM programs can return
13799                          * any value.
13800                          */
13801                         return 0;
13802                 }
13803                 if (!env->prog->aux->attach_func_proto->type) {
13804                         /* Make sure programs that attach to void
13805                          * hooks don't try to modify return value.
13806                          */
13807                         range = tnum_range(1, 1);
13808                 }
13809                 break;
13810
13811         case BPF_PROG_TYPE_EXT:
13812                 /* freplace program can return anything as its return value
13813                  * depends on the to-be-replaced kernel func or bpf program.
13814                  */
13815         default:
13816                 return 0;
13817         }
13818
13819         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
13820                 verbose(env, "At program exit the register R0 is not a known value (%s)\n",
13821                         reg_type_str(env, reg->type));
13822                 return -EINVAL;
13823         }
13824
13825         if (!tnum_in(range, reg->var_off)) {
13826                 verbose_invalid_scalar(env, reg, &range, "program exit", "R0");
13827                 if (prog->expected_attach_type == BPF_LSM_CGROUP &&
13828                     prog_type == BPF_PROG_TYPE_LSM &&
13829                     !prog->aux->attach_func_proto->type)
13830                         verbose(env, "Note, BPF_LSM_CGROUP that attach to void LSM hooks can't modify return value!\n");
13831                 return -EINVAL;
13832         }
13833
13834         if (!tnum_is_unknown(enforce_attach_type_range) &&
13835             tnum_in(enforce_attach_type_range, reg->var_off))
13836                 env->prog->enforce_expected_attach_type = 1;
13837         return 0;
13838 }
13839
13840 /* non-recursive DFS pseudo code
13841  * 1  procedure DFS-iterative(G,v):
13842  * 2      label v as discovered
13843  * 3      let S be a stack
13844  * 4      S.push(v)
13845  * 5      while S is not empty
13846  * 6            t <- S.peek()
13847  * 7            if t is what we're looking for:
13848  * 8                return t
13849  * 9            for all edges e in G.adjacentEdges(t) do
13850  * 10               if edge e is already labelled
13851  * 11                   continue with the next edge
13852  * 12               w <- G.adjacentVertex(t,e)
13853  * 13               if vertex w is not discovered and not explored
13854  * 14                   label e as tree-edge
13855  * 15                   label w as discovered
13856  * 16                   S.push(w)
13857  * 17                   continue at 5
13858  * 18               else if vertex w is discovered
13859  * 19                   label e as back-edge
13860  * 20               else
13861  * 21                   // vertex w is explored
13862  * 22                   label e as forward- or cross-edge
13863  * 23           label t as explored
13864  * 24           S.pop()
13865  *
13866  * convention:
13867  * 0x10 - discovered
13868  * 0x11 - discovered and fall-through edge labelled
13869  * 0x12 - discovered and fall-through and branch edges labelled
13870  * 0x20 - explored
13871  */
13872
13873 enum {
13874         DISCOVERED = 0x10,
13875         EXPLORED = 0x20,
13876         FALLTHROUGH = 1,
13877         BRANCH = 2,
13878 };
13879
13880 static u32 state_htab_size(struct bpf_verifier_env *env)
13881 {
13882         return env->prog->len;
13883 }
13884
13885 static struct bpf_verifier_state_list **explored_state(
13886                                         struct bpf_verifier_env *env,
13887                                         int idx)
13888 {
13889         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
13890         struct bpf_func_state *state = cur->frame[cur->curframe];
13891
13892         return &env->explored_states[(idx ^ state->callsite) % state_htab_size(env)];
13893 }
13894
13895 static void mark_prune_point(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
13896 {
13897         env->insn_aux_data[idx].prune_point = true;
13898 }
13899
13900 static bool is_prune_point(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
13901 {
13902         return env->insn_aux_data[insn_idx].prune_point;
13903 }
13904
13905 static void mark_force_checkpoint(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
13906 {
13907         env->insn_aux_data[idx].force_checkpoint = true;
13908 }
13909
13910 static bool is_force_checkpoint(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
13911 {
13912         return env->insn_aux_data[insn_idx].force_checkpoint;
13913 }
13914
13915
13916 enum {
13917         DONE_EXPLORING = 0,
13918         KEEP_EXPLORING = 1,
13919 };
13920
13921 /* t, w, e - match pseudo-code above:
13922  * t - index of current instruction
13923  * w - next instruction
13924  * e - edge
13925  */
13926 static int push_insn(int t, int w, int e, struct bpf_verifier_env *env,
13927                      bool loop_ok)
13928 {
13929         int *insn_stack = env->cfg.insn_stack;
13930         int *insn_state = env->cfg.insn_state;
13931
13932         if (e == FALLTHROUGH && insn_state[t] >= (DISCOVERED | FALLTHROUGH))
13933                 return DONE_EXPLORING;
13934
13935         if (e == BRANCH && insn_state[t] >= (DISCOVERED | BRANCH))
13936                 return DONE_EXPLORING;
13937
13938         if (w < 0 || w >= env->prog->len) {
13939                 verbose_linfo(env, t, "%d: ", t);
13940                 verbose(env, "jump out of range from insn %d to %d\n", t, w);
13941                 return -EINVAL;
13942         }
13943
13944         if (e == BRANCH) {
13945                 /* mark branch target for state pruning */
13946                 mark_prune_point(env, w);
13947                 mark_jmp_point(env, w);
13948         }
13949
13950         if (insn_state[w] == 0) {
13951                 /* tree-edge */
13952                 insn_state[t] = DISCOVERED | e;
13953                 insn_state[w] = DISCOVERED;
13954                 if (env->cfg.cur_stack >= env->prog->len)
13955                         return -E2BIG;
13956                 insn_stack[env->cfg.cur_stack++] = w;
13957                 return KEEP_EXPLORING;
13958         } else if ((insn_state[w] & 0xF0) == DISCOVERED) {
13959                 if (loop_ok && env->bpf_capable)
13960                         return DONE_EXPLORING;
13961                 verbose_linfo(env, t, "%d: ", t);
13962                 verbose_linfo(env, w, "%d: ", w);
13963                 verbose(env, "back-edge from insn %d to %d\n", t, w);
13964                 return -EINVAL;
13965         } else if (insn_state[w] == EXPLORED) {
13966                 /* forward- or cross-edge */
13967                 insn_state[t] = DISCOVERED | e;
13968         } else {
13969                 verbose(env, "insn state internal bug\n");
13970                 return -EFAULT;
13971         }
13972         return DONE_EXPLORING;
13973 }
13974
13975 static int visit_func_call_insn(int t, struct bpf_insn *insns,
13976                                 struct bpf_verifier_env *env,
13977                                 bool visit_callee)
13978 {
13979         int ret;
13980
13981         ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, false);
13982         if (ret)
13983                 return ret;
13984
13985         mark_prune_point(env, t + 1);
13986         /* when we exit from subprog, we need to record non-linear history */
13987         mark_jmp_point(env, t + 1);
13988
13989         if (visit_callee) {
13990                 mark_prune_point(env, t);
13991                 ret = push_insn(t, t + insns[t].imm + 1, BRANCH, env,
13992                                 /* It's ok to allow recursion from CFG point of
13993                                  * view. __check_func_call() will do the actual
13994                                  * check.
13995                                  */
13996                                 bpf_pseudo_func(insns + t));
13997         }
13998         return ret;
13999 }
14000
14001 /* Visits the instruction at index t and returns one of the following:
14002  *  < 0 - an error occurred
14003  *  DONE_EXPLORING - the instruction was fully explored
14004  *  KEEP_EXPLORING - there is still work to be done before it is fully explored
14005  */
14006 static int visit_insn(int t, struct bpf_verifier_env *env)
14007 {
14008         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi, *insn = &insns[t];
14009         int ret;
14010
14011         if (bpf_pseudo_func(insn))
14012                 return visit_func_call_insn(t, insns, env, true);
14013
14014         /* All non-branch instructions have a single fall-through edge. */
14015         if (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_JMP &&
14016             BPF_CLASS(insn->code) != BPF_JMP32)
14017                 return push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, false);
14018
14019         switch (BPF_OP(insn->code)) {
14020         case BPF_EXIT:
14021                 return DONE_EXPLORING;
14022
14023         case BPF_CALL:
14024                 if (insn->src_reg == 0 && insn->imm == BPF_FUNC_timer_set_callback)
14025                         /* Mark this call insn as a prune point to trigger
14026                          * is_state_visited() check before call itself is
14027                          * processed by __check_func_call(). Otherwise new
14028                          * async state will be pushed for further exploration.
14029                          */
14030                         mark_prune_point(env, t);
14031                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL) {
14032                         struct bpf_kfunc_call_arg_meta meta;
14033
14034                         ret = fetch_kfunc_meta(env, insn, &meta, NULL);
14035                         if (ret == 0 && is_iter_next_kfunc(&meta)) {
14036                                 mark_prune_point(env, t);
14037                                 /* Checking and saving state checkpoints at iter_next() call
14038                                  * is crucial for fast convergence of open-coded iterator loop
14039                                  * logic, so we need to force it. If we don't do that,
14040                                  * is_state_visited() might skip saving a checkpoint, causing
14041                                  * unnecessarily long sequence of not checkpointed
14042                                  * instructions and jumps, leading to exhaustion of jump
14043                                  * history buffer, and potentially other undesired outcomes.
14044                                  * It is expected that with correct open-coded iterators
14045                                  * convergence will happen quickly, so we don't run a risk of
14046                                  * exhausting memory.
14047                                  */
14048                                 mark_force_checkpoint(env, t);
14049                         }
14050                 }
14051                 return visit_func_call_insn(t, insns, env, insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL);
14052
14053         case BPF_JA:
14054                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K)
14055                         return -EINVAL;
14056
14057                 /* unconditional jump with single edge */
14058                 ret = push_insn(t, t + insn->off + 1, FALLTHROUGH, env,
14059                                 true);
14060                 if (ret)
14061                         return ret;
14062
14063                 mark_prune_point(env, t + insn->off + 1);
14064                 mark_jmp_point(env, t + insn->off + 1);
14065
14066                 return ret;
14067
14068         default:
14069                 /* conditional jump with two edges */
14070                 mark_prune_point(env, t);
14071
14072                 ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, true);
14073                 if (ret)
14074                         return ret;
14075
14076                 return push_insn(t, t + insn->off + 1, BRANCH, env, true);
14077         }
14078 }
14079
14080 /* non-recursive depth-first-search to detect loops in BPF program
14081  * loop == back-edge in directed graph
14082  */
14083 static int check_cfg(struct bpf_verifier_env *env)
14084 {
14085         int insn_cnt = env->prog->len;
14086         int *insn_stack, *insn_state;
14087         int ret = 0;
14088         int i;
14089
14090         insn_state = env->cfg.insn_state = kvcalloc(insn_cnt, sizeof(int), GFP_KERNEL);
14091         if (!insn_state)
14092                 return -ENOMEM;
14093
14094         insn_stack = env->cfg.insn_stack = kvcalloc(insn_cnt, sizeof(int), GFP_KERNEL);
14095         if (!insn_stack) {
14096                 kvfree(insn_state);
14097                 return -ENOMEM;
14098         }
14099
14100         insn_state[0] = DISCOVERED; /* mark 1st insn as discovered */
14101         insn_stack[0] = 0; /* 0 is the first instruction */
14102         env->cfg.cur_stack = 1;
14103
14104         while (env->cfg.cur_stack > 0) {
14105                 int t = insn_stack[env->cfg.cur_stack - 1];
14106
14107                 ret = visit_insn(t, env);
14108                 switch (ret) {
14109                 case DONE_EXPLORING:
14110                         insn_state[t] = EXPLORED;
14111                         env->cfg.cur_stack--;
14112                         break;
14113                 case KEEP_EXPLORING:
14114                         break;
14115                 default:
14116                         if (ret > 0) {
14117                                 verbose(env, "visit_insn internal bug\n");
14118                                 ret = -EFAULT;
14119                         }
14120                         goto err_free;
14121                 }
14122         }
14123
14124         if (env->cfg.cur_stack < 0) {
14125                 verbose(env, "pop stack internal bug\n");
14126                 ret = -EFAULT;
14127                 goto err_free;
14128         }
14129
14130         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
14131                 if (insn_state[i] != EXPLORED) {
14132                         verbose(env, "unreachable insn %d\n", i);
14133                         ret = -EINVAL;
14134                         goto err_free;
14135                 }
14136         }
14137         ret = 0; /* cfg looks good */
14138
14139 err_free:
14140         kvfree(insn_state);
14141         kvfree(insn_stack);
14142         env->cfg.insn_state = env->cfg.insn_stack = NULL;
14143         return ret;
14144 }
14145
14146 static int check_abnormal_return(struct bpf_verifier_env *env)
14147 {
14148         int i;
14149
14150         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
14151                 if (env->subprog_info[i].has_ld_abs) {
14152                         verbose(env, "LD_ABS is not allowed in subprogs without BTF\n");
14153                         return -EINVAL;
14154                 }
14155                 if (env->subprog_info[i].has_tail_call) {
14156                         verbose(env, "tail_call is not allowed in subprogs without BTF\n");
14157                         return -EINVAL;
14158                 }
14159         }
14160         return 0;
14161 }
14162
14163 /* The minimum supported BTF func info size */
14164 #define MIN_BPF_FUNCINFO_SIZE   8
14165 #define MAX_FUNCINFO_REC_SIZE   252
14166
14167 static int check_btf_func(struct bpf_verifier_env *env,
14168                           const union bpf_attr *attr,
14169                           bpfptr_t uattr)
14170 {
14171         const struct btf_type *type, *func_proto, *ret_type;
14172         u32 i, nfuncs, urec_size, min_size;
14173         u32 krec_size = sizeof(struct bpf_func_info);
14174         struct bpf_func_info *krecord;
14175         struct bpf_func_info_aux *info_aux = NULL;
14176         struct bpf_prog *prog;
14177         const struct btf *btf;
14178         bpfptr_t urecord;
14179         u32 prev_offset = 0;
14180         bool scalar_return;
14181         int ret = -ENOMEM;
14182
14183         nfuncs = attr->func_info_cnt;
14184         if (!nfuncs) {
14185                 if (check_abnormal_return(env))
14186                         return -EINVAL;
14187                 return 0;
14188         }
14189
14190         if (nfuncs != env->subprog_cnt) {
14191                 verbose(env, "number of funcs in func_info doesn't match number of subprogs\n");
14192                 return -EINVAL;
14193         }
14194
14195         urec_size = attr->func_info_rec_size;
14196         if (urec_size < MIN_BPF_FUNCINFO_SIZE ||
14197             urec_size > MAX_FUNCINFO_REC_SIZE ||
14198             urec_size % sizeof(u32)) {
14199                 verbose(env, "invalid func info rec size %u\n", urec_size);
14200                 return -EINVAL;
14201         }
14202
14203         prog = env->prog;
14204         btf = prog->aux->btf;
14205
14206         urecord = make_bpfptr(attr->func_info, uattr.is_kernel);
14207         min_size = min_t(u32, krec_size, urec_size);
14208
14209         krecord = kvcalloc(nfuncs, krec_size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
14210         if (!krecord)
14211                 return -ENOMEM;
14212         info_aux = kcalloc(nfuncs, sizeof(*info_aux), GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
14213         if (!info_aux)
14214                 goto err_free;
14215
14216         for (i = 0; i < nfuncs; i++) {
14217                 ret = bpf_check_uarg_tail_zero(urecord, krec_size, urec_size);
14218                 if (ret) {
14219                         if (ret == -E2BIG) {
14220                                 verbose(env, "nonzero tailing record in func info");
14221                                 /* set the size kernel expects so loader can zero
14222                                  * out the rest of the record.
14223                                  */
14224                                 if (copy_to_bpfptr_offset(uattr,
14225                                                           offsetof(union bpf_attr, func_info_rec_size),
14226                                                           &min_size, sizeof(min_size)))
14227                                         ret = -EFAULT;
14228                         }
14229                         goto err_free;
14230                 }
14231
14232                 if (copy_from_bpfptr(&krecord[i], urecord, min_size)) {
14233                         ret = -EFAULT;
14234                         goto err_free;
14235                 }
14236
14237                 /* check insn_off */
14238                 ret = -EINVAL;
14239                 if (i == 0) {
14240                         if (krecord[i].insn_off) {
14241                                 verbose(env,
14242                                         "nonzero insn_off %u for the first func info record",
14243                                         krecord[i].insn_off);
14244                                 goto err_free;
14245                         }
14246                 } else if (krecord[i].insn_off <= prev_offset) {
14247                         verbose(env,
14248                                 "same or smaller insn offset (%u) than previous func info record (%u)",
14249                                 krecord[i].insn_off, prev_offset);
14250                         goto err_free;
14251                 }
14252
14253                 if (env->subprog_info[i].start != krecord[i].insn_off) {
14254                         verbose(env, "func_info BTF section doesn't match subprog layout in BPF program\n");
14255                         goto err_free;
14256                 }
14257
14258                 /* check type_id */
14259                 type = btf_type_by_id(btf, krecord[i].type_id);
14260                 if (!type || !btf_type_is_func(type)) {
14261                         verbose(env, "invalid type id %d in func info",
14262                                 krecord[i].type_id);
14263                         goto err_free;
14264                 }
14265                 info_aux[i].linkage = BTF_INFO_VLEN(type->info);
14266
14267                 func_proto = btf_type_by_id(btf, type->type);
14268                 if (unlikely(!func_proto || !btf_type_is_func_proto(func_proto)))
14269                         /* btf_func_check() already verified it during BTF load */
14270                         goto err_free;
14271                 ret_type = btf_type_skip_modifiers(btf, func_proto->type, NULL);
14272                 scalar_return =
14273                         btf_type_is_small_int(ret_type) || btf_is_any_enum(ret_type);
14274                 if (i && !scalar_return && env->subprog_info[i].has_ld_abs) {
14275                         verbose(env, "LD_ABS is only allowed in functions that return 'int'.\n");
14276                         goto err_free;
14277                 }
14278                 if (i && !scalar_return && env->subprog_info[i].has_tail_call) {
14279                         verbose(env, "tail_call is only allowed in functions that return 'int'.\n");
14280                         goto err_free;
14281                 }
14282
14283                 prev_offset = krecord[i].insn_off;
14284                 bpfptr_add(&urecord, urec_size);
14285         }
14286
14287         prog->aux->func_info = krecord;
14288         prog->aux->func_info_cnt = nfuncs;
14289         prog->aux->func_info_aux = info_aux;
14290         return 0;
14291
14292 err_free:
14293         kvfree(krecord);
14294         kfree(info_aux);
14295         return ret;
14296 }
14297
14298 static void adjust_btf_func(struct bpf_verifier_env *env)
14299 {
14300         struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
14301         int i;
14302
14303         if (!aux->func_info)
14304                 return;
14305
14306         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
14307                 aux->func_info[i].insn_off = env->subprog_info[i].start;
14308 }
14309
14310 #define MIN_BPF_LINEINFO_SIZE   offsetofend(struct bpf_line_info, line_col)
14311 #define MAX_LINEINFO_REC_SIZE   MAX_FUNCINFO_REC_SIZE
14312
14313 static int check_btf_line(struct bpf_verifier_env *env,
14314                           const union bpf_attr *attr,
14315                           bpfptr_t uattr)
14316 {
14317         u32 i, s, nr_linfo, ncopy, expected_size, rec_size, prev_offset = 0;
14318         struct bpf_subprog_info *sub;
14319         struct bpf_line_info *linfo;
14320         struct bpf_prog *prog;
14321         const struct btf *btf;
14322         bpfptr_t ulinfo;
14323         int err;
14324
14325         nr_linfo = attr->line_info_cnt;
14326         if (!nr_linfo)
14327                 return 0;
14328         if (nr_linfo > INT_MAX / sizeof(struct bpf_line_info))
14329                 return -EINVAL;
14330
14331         rec_size = attr->line_info_rec_size;
14332         if (rec_size < MIN_BPF_LINEINFO_SIZE ||
14333             rec_size > MAX_LINEINFO_REC_SIZE ||
14334             rec_size & (sizeof(u32) - 1))
14335                 return -EINVAL;
14336
14337         /* Need to zero it in case the userspace may
14338          * pass in a smaller bpf_line_info object.
14339          */
14340         linfo = kvcalloc(nr_linfo, sizeof(struct bpf_line_info),
14341                          GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
14342         if (!linfo)
14343                 return -ENOMEM;
14344
14345         prog = env->prog;
14346         btf = prog->aux->btf;
14347
14348         s = 0;
14349         sub = env->subprog_info;
14350         ulinfo = make_bpfptr(attr->line_info, uattr.is_kernel);
14351         expected_size = sizeof(struct bpf_line_info);
14352         ncopy = min_t(u32, expected_size, rec_size);
14353         for (i = 0; i < nr_linfo; i++) {
14354                 err = bpf_check_uarg_tail_zero(ulinfo, expected_size, rec_size);
14355                 if (err) {
14356                         if (err == -E2BIG) {
14357                                 verbose(env, "nonzero tailing record in line_info");
14358                                 if (copy_to_bpfptr_offset(uattr,
14359                                                           offsetof(union bpf_attr, line_info_rec_size),
14360                                                           &expected_size, sizeof(expected_size)))
14361                                         err = -EFAULT;
14362                         }
14363                         goto err_free;
14364                 }
14365
14366                 if (copy_from_bpfptr(&linfo[i], ulinfo, ncopy)) {
14367                         err = -EFAULT;
14368                         goto err_free;
14369                 }
14370
14371                 /*
14372                  * Check insn_off to ensure
14373                  * 1) strictly increasing AND
14374                  * 2) bounded by prog->len
14375                  *
14376                  * The linfo[0].insn_off == 0 check logically falls into
14377                  * the later "missing bpf_line_info for func..." case
14378                  * because the first linfo[0].insn_off must be the
14379                  * first sub also and the first sub must have
14380                  * subprog_info[0].start == 0.
14381                  */
14382                 if ((i && linfo[i].insn_off <= prev_offset) ||
14383                     linfo[i].insn_off >= prog->len) {
14384                         verbose(env, "Invalid line_info[%u].insn_off:%u (prev_offset:%u prog->len:%u)\n",
14385                                 i, linfo[i].insn_off, prev_offset,
14386                                 prog->len);
14387                         err = -EINVAL;
14388                         goto err_free;
14389                 }
14390
14391                 if (!prog->insnsi[linfo[i].insn_off].code) {
14392                         verbose(env,
14393                                 "Invalid insn code at line_info[%u].insn_off\n",
14394                                 i);
14395                         err = -EINVAL;
14396                         goto err_free;
14397                 }
14398
14399                 if (!btf_name_by_offset(btf, linfo[i].line_off) ||
14400                     !btf_name_by_offset(btf, linfo[i].file_name_off)) {
14401                         verbose(env, "Invalid line_info[%u].line_off or .file_name_off\n", i);
14402                         err = -EINVAL;
14403                         goto err_free;
14404                 }
14405
14406                 if (s != env->subprog_cnt) {
14407                         if (linfo[i].insn_off == sub[s].start) {
14408                                 sub[s].linfo_idx = i;
14409                                 s++;
14410                         } else if (sub[s].start < linfo[i].insn_off) {
14411                                 verbose(env, "missing bpf_line_info for func#%u\n", s);
14412                                 err = -EINVAL;
14413                                 goto err_free;
14414                         }
14415                 }
14416
14417                 prev_offset = linfo[i].insn_off;
14418                 bpfptr_add(&ulinfo, rec_size);
14419         }
14420
14421         if (s != env->subprog_cnt) {
14422                 verbose(env, "missing bpf_line_info for %u funcs starting from func#%u\n",
14423                         env->subprog_cnt - s, s);
14424                 err = -EINVAL;
14425                 goto err_free;
14426         }
14427
14428         prog->aux->linfo = linfo;
14429         prog->aux->nr_linfo = nr_linfo;
14430
14431         return 0;
14432
14433 err_free:
14434         kvfree(linfo);
14435         return err;
14436 }
14437
14438 #define MIN_CORE_RELO_SIZE      sizeof(struct bpf_core_relo)
14439 #define MAX_CORE_RELO_SIZE      MAX_FUNCINFO_REC_SIZE
14440
14441 static int check_core_relo(struct bpf_verifier_env *env,
14442                            const union bpf_attr *attr,
14443                            bpfptr_t uattr)
14444 {
14445         u32 i, nr_core_relo, ncopy, expected_size, rec_size;
14446         struct bpf_core_relo core_relo = {};
14447         struct bpf_prog *prog = env->prog;
14448         const struct btf *btf = prog->aux->btf;
14449         struct bpf_core_ctx ctx = {
14450                 .log = &env->log,
14451                 .btf = btf,
14452         };
14453         bpfptr_t u_core_relo;
14454         int err;
14455
14456         nr_core_relo = attr->core_relo_cnt;
14457         if (!nr_core_relo)
14458                 return 0;
14459         if (nr_core_relo > INT_MAX / sizeof(struct bpf_core_relo))
14460                 return -EINVAL;
14461
14462         rec_size = attr->core_relo_rec_size;
14463         if (rec_size < MIN_CORE_RELO_SIZE ||
14464             rec_size > MAX_CORE_RELO_SIZE ||
14465             rec_size % sizeof(u32))
14466                 return -EINVAL;
14467
14468         u_core_relo = make_bpfptr(attr->core_relos, uattr.is_kernel);
14469         expected_size = sizeof(struct bpf_core_relo);
14470         ncopy = min_t(u32, expected_size, rec_size);
14471
14472         /* Unlike func_info and line_info, copy and apply each CO-RE
14473          * relocation record one at a time.
14474          */
14475         for (i = 0; i < nr_core_relo; i++) {
14476                 /* future proofing when sizeof(bpf_core_relo) changes */
14477                 err = bpf_check_uarg_tail_zero(u_core_relo, expected_size, rec_size);
14478                 if (err) {
14479                         if (err == -E2BIG) {
14480                                 verbose(env, "nonzero tailing record in core_relo");
14481                                 if (copy_to_bpfptr_offset(uattr,
14482                                                           offsetof(union bpf_attr, core_relo_rec_size),
14483                                                           &expected_size, sizeof(expected_size)))
14484                                         err = -EFAULT;
14485                         }
14486                         break;
14487                 }
14488
14489                 if (copy_from_bpfptr(&core_relo, u_core_relo, ncopy)) {
14490                         err = -EFAULT;
14491                         break;
14492                 }
14493
14494                 if (core_relo.insn_off % 8 || core_relo.insn_off / 8 >= prog->len) {
14495                         verbose(env, "Invalid core_relo[%u].insn_off:%u prog->len:%u\n",
14496                                 i, core_relo.insn_off, prog->len);
14497                         err = -EINVAL;
14498                         break;
14499                 }
14500
14501                 err = bpf_core_apply(&ctx, &core_relo, i,
14502                                      &prog->insnsi[core_relo.insn_off / 8]);
14503                 if (err)
14504                         break;
14505                 bpfptr_add(&u_core_relo, rec_size);
14506         }
14507         return err;
14508 }
14509
14510 static int check_btf_info(struct bpf_verifier_env *env,
14511                           const union bpf_attr *attr,
14512                           bpfptr_t uattr)
14513 {
14514         struct btf *btf;
14515         int err;
14516
14517         if (!attr->func_info_cnt && !attr->line_info_cnt) {
14518                 if (check_abnormal_return(env))
14519                         return -EINVAL;
14520                 return 0;
14521         }
14522
14523         btf = btf_get_by_fd(attr->prog_btf_fd);
14524         if (IS_ERR(btf))
14525                 return PTR_ERR(btf);
14526         if (btf_is_kernel(btf)) {
14527                 btf_put(btf);
14528                 return -EACCES;
14529         }
14530         env->prog->aux->btf = btf;
14531
14532         err = check_btf_func(env, attr, uattr);
14533         if (err)
14534                 return err;
14535
14536         err = check_btf_line(env, attr, uattr);
14537         if (err)
14538                 return err;
14539
14540         err = check_core_relo(env, attr, uattr);
14541         if (err)
14542                 return err;
14543
14544         return 0;
14545 }
14546
14547 /* check %cur's range satisfies %old's */
14548 static bool range_within(struct bpf_reg_state *old,
14549                          struct bpf_reg_state *cur)
14550 {
14551         return old->umin_value <= cur->umin_value &&
14552                old->umax_value >= cur->umax_value &&
14553                old->smin_value <= cur->smin_value &&
14554                old->smax_value >= cur->smax_value &&
14555                old->u32_min_value <= cur->u32_min_value &&
14556                old->u32_max_value >= cur->u32_max_value &&
14557                old->s32_min_value <= cur->s32_min_value &&
14558                old->s32_max_value >= cur->s32_max_value;
14559 }
14560
14561 /* If in the old state two registers had the same id, then they need to have
14562  * the same id in the new state as well.  But that id could be different from
14563  * the old state, so we need to track the mapping from old to new ids.
14564  * Once we have seen that, say, a reg with old id 5 had new id 9, any subsequent
14565  * regs with old id 5 must also have new id 9 for the new state to be safe.  But
14566  * regs with a different old id could still have new id 9, we don't care about
14567  * that.
14568  * So we look through our idmap to see if this old id has been seen before.  If
14569  * so, we require the new id to match; otherwise, we add the id pair to the map.
14570  */
14571 static bool check_ids(u32 old_id, u32 cur_id, struct bpf_id_pair *idmap)
14572 {
14573         unsigned int i;
14574
14575         /* either both IDs should be set or both should be zero */
14576         if (!!old_id != !!cur_id)
14577                 return false;
14578
14579         if (old_id == 0) /* cur_id == 0 as well */
14580                 return true;
14581
14582         for (i = 0; i < BPF_ID_MAP_SIZE; i++) {
14583                 if (!idmap[i].old) {
14584                         /* Reached an empty slot; haven't seen this id before */
14585                         idmap[i].old = old_id;
14586                         idmap[i].cur = cur_id;
14587                         return true;
14588                 }
14589                 if (idmap[i].old == old_id)
14590                         return idmap[i].cur == cur_id;
14591         }
14592         /* We ran out of idmap slots, which should be impossible */
14593         WARN_ON_ONCE(1);
14594         return false;
14595 }
14596
14597 static void clean_func_state(struct bpf_verifier_env *env,
14598                              struct bpf_func_state *st)
14599 {
14600         enum bpf_reg_liveness live;
14601         int i, j;
14602
14603         for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++) {
14604                 live = st->regs[i].live;
14605                 /* liveness must not touch this register anymore */
14606                 st->regs[i].live |= REG_LIVE_DONE;
14607                 if (!(live & REG_LIVE_READ))
14608                         /* since the register is unused, clear its state
14609                          * to make further comparison simpler
14610                          */
14611                         __mark_reg_not_init(env, &st->regs[i]);
14612         }
14613
14614         for (i = 0; i < st->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
14615                 live = st->stack[i].spilled_ptr.live;
14616                 /* liveness must not touch this stack slot anymore */
14617                 st->stack[i].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_DONE;
14618                 if (!(live & REG_LIVE_READ)) {
14619                         __mark_reg_not_init(env, &st->stack[i].spilled_ptr);
14620                         for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
14621                                 st->stack[i].slot_type[j] = STACK_INVALID;
14622                 }
14623         }
14624 }
14625
14626 static void clean_verifier_state(struct bpf_verifier_env *env,
14627                                  struct bpf_verifier_state *st)
14628 {
14629         int i;
14630
14631         if (st->frame[0]->regs[0].live & REG_LIVE_DONE)
14632                 /* all regs in this state in all frames were already marked */
14633                 return;
14634
14635         for (i = 0; i <= st->curframe; i++)
14636                 clean_func_state(env, st->frame[i]);
14637 }
14638
14639 /* the parentage chains form a tree.
14640  * the verifier states are added to state lists at given insn and
14641  * pushed into state stack for future exploration.
14642  * when the verifier reaches bpf_exit insn some of the verifer states
14643  * stored in the state lists have their final liveness state already,
14644  * but a lot of states will get revised from liveness point of view when
14645  * the verifier explores other branches.
14646  * Example:
14647  * 1: r0 = 1
14648  * 2: if r1 == 100 goto pc+1
14649  * 3: r0 = 2
14650  * 4: exit
14651  * when the verifier reaches exit insn the register r0 in the state list of
14652  * insn 2 will be seen as !REG_LIVE_READ. Then the verifier pops the other_branch
14653  * of insn 2 and goes exploring further. At the insn 4 it will walk the
14654  * parentage chain from insn 4 into insn 2 and will mark r0 as REG_LIVE_READ.
14655  *
14656  * Since the verifier pushes the branch states as it sees them while exploring
14657  * the program the condition of walking the branch instruction for the second
14658  * time means that all states below this branch were already explored and
14659  * their final liveness marks are already propagated.
14660  * Hence when the verifier completes the search of state list in is_state_visited()
14661  * we can call this clean_live_states() function to mark all liveness states
14662  * as REG_LIVE_DONE to indicate that 'parent' pointers of 'struct bpf_reg_state'
14663  * will not be used.
14664  * This function also clears the registers and stack for states that !READ
14665  * to simplify state merging.
14666  *
14667  * Important note here that walking the same branch instruction in the callee
14668  * doesn't meant that the states are DONE. The verifier has to compare
14669  * the callsites
14670  */
14671 static void clean_live_states(struct bpf_verifier_env *env, int insn,
14672                               struct bpf_verifier_state *cur)
14673 {
14674         struct bpf_verifier_state_list *sl;
14675         int i;
14676
14677         sl = *explored_state(env, insn);
14678         while (sl) {
14679                 if (sl->state.branches)
14680                         goto next;
14681                 if (sl->state.insn_idx != insn ||
14682                     sl->state.curframe != cur->curframe)
14683                         goto next;
14684                 for (i = 0; i <= cur->curframe; i++)
14685                         if (sl->state.frame[i]->callsite != cur->frame[i]->callsite)
14686                                 goto next;
14687                 clean_verifier_state(env, &sl->state);
14688 next:
14689                 sl = sl->next;
14690         }
14691 }
14692
14693 static bool regs_exact(const struct bpf_reg_state *rold,
14694                        const struct bpf_reg_state *rcur,
14695                        struct bpf_id_pair *idmap)
14696 {
14697         return memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, id)) == 0 && 
14698                check_ids(rold->id, rcur->id, idmap) &&
14699                check_ids(rold->ref_obj_id, rcur->ref_obj_id, idmap);
14700 }
14701
14702 /* Returns true if (rold safe implies rcur safe) */
14703 static bool regsafe(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *rold,
14704                     struct bpf_reg_state *rcur, struct bpf_id_pair *idmap)
14705 {
14706         if (!(rold->live & REG_LIVE_READ))
14707                 /* explored state didn't use this */
14708                 return true;
14709         if (rold->type == NOT_INIT)
14710                 /* explored state can't have used this */
14711                 return true;
14712         if (rcur->type == NOT_INIT)
14713                 return false;
14714
14715         /* Enforce that register types have to match exactly, including their
14716          * modifiers (like PTR_MAYBE_NULL, MEM_RDONLY, etc), as a general
14717          * rule.
14718          *
14719          * One can make a point that using a pointer register as unbounded
14720          * SCALAR would be technically acceptable, but this could lead to
14721          * pointer leaks because scalars are allowed to leak while pointers
14722          * are not. We could make this safe in special cases if root is
14723          * calling us, but it's probably not worth the hassle.
14724          *
14725          * Also, register types that are *not* MAYBE_NULL could technically be
14726          * safe to use as their MAYBE_NULL variants (e.g., PTR_TO_MAP_VALUE
14727          * is safe to be used as PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL, provided both point
14728          * to the same map).
14729          * However, if the old MAYBE_NULL register then got NULL checked,
14730          * doing so could have affected others with the same id, and we can't
14731          * check for that because we lost the id when we converted to
14732          * a non-MAYBE_NULL variant.
14733          * So, as a general rule we don't allow mixing MAYBE_NULL and
14734          * non-MAYBE_NULL registers as well.
14735          */
14736         if (rold->type != rcur->type)
14737                 return false;
14738
14739         switch (base_type(rold->type)) {
14740         case SCALAR_VALUE:
14741                 if (regs_exact(rold, rcur, idmap))
14742                         return true;
14743                 if (env->explore_alu_limits)
14744                         return false;
14745                 if (!rold->precise)
14746                         return true;
14747                 /* new val must satisfy old val knowledge */
14748                 return range_within(rold, rcur) &&
14749                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off);
14750         case PTR_TO_MAP_KEY:
14751         case PTR_TO_MAP_VALUE:
14752         case PTR_TO_MEM:
14753         case PTR_TO_BUF:
14754         case PTR_TO_TP_BUFFER:
14755                 /* If the new min/max/var_off satisfy the old ones and
14756                  * everything else matches, we are OK.
14757                  */
14758                 return memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, var_off)) == 0 &&
14759                        range_within(rold, rcur) &&
14760                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off) &&
14761                        check_ids(rold->id, rcur->id, idmap) &&
14762                        check_ids(rold->ref_obj_id, rcur->ref_obj_id, idmap);
14763         case PTR_TO_PACKET_META:
14764         case PTR_TO_PACKET:
14765                 /* We must have at least as much range as the old ptr
14766                  * did, so that any accesses which were safe before are
14767                  * still safe.  This is true even if old range < old off,
14768                  * since someone could have accessed through (ptr - k), or
14769                  * even done ptr -= k in a register, to get a safe access.
14770                  */
14771                 if (rold->range > rcur->range)
14772                         return false;
14773                 /* If the offsets don't match, we can't trust our alignment;
14774                  * nor can we be sure that we won't fall out of range.
14775                  */
14776                 if (rold->off != rcur->off)
14777                         return false;
14778                 /* id relations must be preserved */
14779                 if (!check_ids(rold->id, rcur->id, idmap))
14780                         return false;
14781                 /* new val must satisfy old val knowledge */
14782                 return range_within(rold, rcur) &&
14783                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off);
14784         case PTR_TO_STACK:
14785                 /* two stack pointers are equal only if they're pointing to
14786                  * the same stack frame, since fp-8 in foo != fp-8 in bar
14787                  */
14788                 return regs_exact(rold, rcur, idmap) && rold->frameno == rcur->frameno;
14789         default:
14790                 return regs_exact(rold, rcur, idmap);
14791         }
14792 }
14793
14794 static bool stacksafe(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_func_state *old,
14795                       struct bpf_func_state *cur, struct bpf_id_pair *idmap)
14796 {
14797         int i, spi;
14798
14799         /* walk slots of the explored stack and ignore any additional
14800          * slots in the current stack, since explored(safe) state
14801          * didn't use them
14802          */
14803         for (i = 0; i < old->allocated_stack; i++) {
14804                 struct bpf_reg_state *old_reg, *cur_reg;
14805
14806                 spi = i / BPF_REG_SIZE;
14807
14808                 if (!(old->stack[spi].spilled_ptr.live & REG_LIVE_READ)) {
14809                         i += BPF_REG_SIZE - 1;
14810                         /* explored state didn't use this */
14811                         continue;
14812                 }
14813
14814                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_INVALID)
14815                         continue;
14816
14817                 if (env->allow_uninit_stack &&
14818                     old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_MISC)
14819                         continue;
14820
14821                 /* explored stack has more populated slots than current stack
14822                  * and these slots were used
14823                  */
14824                 if (i >= cur->allocated_stack)
14825                         return false;
14826
14827                 /* if old state was safe with misc data in the stack
14828                  * it will be safe with zero-initialized stack.
14829                  * The opposite is not true
14830                  */
14831                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_MISC &&
14832                     cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_ZERO)
14833                         continue;
14834                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] !=
14835                     cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE])
14836                         /* Ex: old explored (safe) state has STACK_SPILL in
14837                          * this stack slot, but current has STACK_MISC ->
14838                          * this verifier states are not equivalent,
14839                          * return false to continue verification of this path
14840                          */
14841                         return false;
14842                 if (i % BPF_REG_SIZE != BPF_REG_SIZE - 1)
14843                         continue;
14844                 /* Both old and cur are having same slot_type */
14845                 switch (old->stack[spi].slot_type[BPF_REG_SIZE - 1]) {
14846                 case STACK_SPILL:
14847                         /* when explored and current stack slot are both storing
14848                          * spilled registers, check that stored pointers types
14849                          * are the same as well.
14850                          * Ex: explored safe path could have stored
14851                          * (bpf_reg_state) {.type = PTR_TO_STACK, .off = -8}
14852                          * but current path has stored:
14853                          * (bpf_reg_state) {.type = PTR_TO_STACK, .off = -16}
14854                          * such verifier states are not equivalent.
14855                          * return false to continue verification of this path
14856                          */
14857                         if (!regsafe(env, &old->stack[spi].spilled_ptr,
14858                                      &cur->stack[spi].spilled_ptr, idmap))
14859                                 return false;
14860                         break;
14861                 case STACK_DYNPTR:
14862                         old_reg = &old->stack[spi].spilled_ptr;
14863                         cur_reg = &cur->stack[spi].spilled_ptr;
14864                         if (old_reg->dynptr.type != cur_reg->dynptr.type ||
14865                             old_reg->dynptr.first_slot != cur_reg->dynptr.first_slot ||
14866                             !check_ids(old_reg->ref_obj_id, cur_reg->ref_obj_id, idmap))
14867                                 return false;
14868                         break;
14869                 case STACK_ITER:
14870                         old_reg = &old->stack[spi].spilled_ptr;
14871                         cur_reg = &cur->stack[spi].spilled_ptr;
14872                         /* iter.depth is not compared between states as it
14873                          * doesn't matter for correctness and would otherwise
14874                          * prevent convergence; we maintain it only to prevent
14875                          * infinite loop check triggering, see
14876                          * iter_active_depths_differ()
14877                          */
14878                         if (old_reg->iter.btf != cur_reg->iter.btf ||
14879                             old_reg->iter.btf_id != cur_reg->iter.btf_id ||
14880                             old_reg->iter.state != cur_reg->iter.state ||
14881                             /* ignore {old_reg,cur_reg}->iter.depth, see above */
14882                             !check_ids(old_reg->ref_obj_id, cur_reg->ref_obj_id, idmap))
14883                                 return false;
14884                         break;
14885                 case STACK_MISC:
14886                 case STACK_ZERO:
14887                 case STACK_INVALID:
14888                         continue;
14889                 /* Ensure that new unhandled slot types return false by default */
14890                 default:
14891                         return false;
14892                 }
14893         }
14894         return true;
14895 }
14896
14897 static bool refsafe(struct bpf_func_state *old, struct bpf_func_state *cur,
14898                     struct bpf_id_pair *idmap)
14899 {
14900         int i;
14901
14902         if (old->acquired_refs != cur->acquired_refs)
14903                 return false;
14904
14905         for (i = 0; i < old->acquired_refs; i++) {
14906                 if (!check_ids(old->refs[i].id, cur->refs[i].id, idmap))
14907                         return false;
14908         }
14909
14910         return true;
14911 }
14912
14913 /* compare two verifier states
14914  *
14915  * all states stored in state_list are known to be valid, since
14916  * verifier reached 'bpf_exit' instruction through them
14917  *
14918  * this function is called when verifier exploring different branches of
14919  * execution popped from the state stack. If it sees an old state that has
14920  * more strict register state and more strict stack state then this execution
14921  * branch doesn't need to be explored further, since verifier already
14922  * concluded that more strict state leads to valid finish.
14923  *
14924  * Therefore two states are equivalent if register state is more conservative
14925  * and explored stack state is more conservative than the current one.
14926  * Example:
14927  *       explored                   current
14928  * (slot1=INV slot2=MISC) == (slot1=MISC slot2=MISC)
14929  * (slot1=MISC slot2=MISC) != (slot1=INV slot2=MISC)
14930  *
14931  * In other words if current stack state (one being explored) has more
14932  * valid slots than old one that already passed validation, it means
14933  * the verifier can stop exploring and conclude that current state is valid too
14934  *
14935  * Similarly with registers. If explored state has register type as invalid
14936  * whereas register type in current state is meaningful, it means that
14937  * the current state will reach 'bpf_exit' instruction safely
14938  */
14939 static bool func_states_equal(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_func_state *old,
14940                               struct bpf_func_state *cur)
14941 {
14942         int i;
14943
14944         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
14945                 if (!regsafe(env, &old->regs[i], &cur->regs[i],
14946                              env->idmap_scratch))
14947                         return false;
14948
14949         if (!stacksafe(env, old, cur, env->idmap_scratch))
14950                 return false;
14951
14952         if (!refsafe(old, cur, env->idmap_scratch))
14953                 return false;
14954
14955         return true;
14956 }
14957
14958 static bool states_equal(struct bpf_verifier_env *env,
14959                          struct bpf_verifier_state *old,
14960                          struct bpf_verifier_state *cur)
14961 {
14962         int i;
14963
14964         if (old->curframe != cur->curframe)
14965                 return false;
14966
14967         memset(env->idmap_scratch, 0, sizeof(env->idmap_scratch));
14968
14969         /* Verification state from speculative execution simulation
14970          * must never prune a non-speculative execution one.
14971          */
14972         if (old->speculative && !cur->speculative)
14973                 return false;
14974
14975         if (old->active_lock.ptr != cur->active_lock.ptr)
14976                 return false;
14977
14978         /* Old and cur active_lock's have to be either both present
14979          * or both absent.
14980          */
14981         if (!!old->active_lock.id != !!cur->active_lock.id)
14982                 return false;
14983
14984         if (old->active_lock.id &&
14985             !check_ids(old->active_lock.id, cur->active_lock.id, env->idmap_scratch))
14986                 return false;
14987
14988         if (old->active_rcu_lock != cur->active_rcu_lock)
14989                 return false;
14990
14991         /* for states to be equal callsites have to be the same
14992          * and all frame states need to be equivalent
14993          */
14994         for (i = 0; i <= old->curframe; i++) {
14995                 if (old->frame[i]->callsite != cur->frame[i]->callsite)
14996                         return false;
14997                 if (!func_states_equal(env, old->frame[i], cur->frame[i]))
14998                         return false;
14999         }
15000         return true;
15001 }
15002
15003 /* Return 0 if no propagation happened. Return negative error code if error
15004  * happened. Otherwise, return the propagated bit.
15005  */
15006 static int propagate_liveness_reg(struct bpf_verifier_env *env,
15007                                   struct bpf_reg_state *reg,
15008                                   struct bpf_reg_state *parent_reg)
15009 {
15010         u8 parent_flag = parent_reg->live & REG_LIVE_READ;
15011         u8 flag = reg->live & REG_LIVE_READ;
15012         int err;
15013
15014         /* When comes here, read flags of PARENT_REG or REG could be any of
15015          * REG_LIVE_READ64, REG_LIVE_READ32, REG_LIVE_NONE. There is no need
15016          * of propagation if PARENT_REG has strongest REG_LIVE_READ64.
15017          */
15018         if (parent_flag == REG_LIVE_READ64 ||
15019             /* Or if there is no read flag from REG. */
15020             !flag ||
15021             /* Or if the read flag from REG is the same as PARENT_REG. */
15022             parent_flag == flag)
15023                 return 0;
15024
15025         err = mark_reg_read(env, reg, parent_reg, flag);
15026         if (err)
15027                 return err;
15028
15029         return flag;
15030 }
15031
15032 /* A write screens off any subsequent reads; but write marks come from the
15033  * straight-line code between a state and its parent.  When we arrive at an
15034  * equivalent state (jump target or such) we didn't arrive by the straight-line
15035  * code, so read marks in the state must propagate to the parent regardless
15036  * of the state's write marks. That's what 'parent == state->parent' comparison
15037  * in mark_reg_read() is for.
15038  */
15039 static int propagate_liveness(struct bpf_verifier_env *env,
15040                               const struct bpf_verifier_state *vstate,
15041                               struct bpf_verifier_state *vparent)
15042 {
15043         struct bpf_reg_state *state_reg, *parent_reg;
15044         struct bpf_func_state *state, *parent;
15045         int i, frame, err = 0;
15046
15047         if (vparent->curframe != vstate->curframe) {
15048                 WARN(1, "propagate_live: parent frame %d current frame %d\n",
15049                      vparent->curframe, vstate->curframe);
15050                 return -EFAULT;
15051         }
15052         /* Propagate read liveness of registers... */
15053         BUILD_BUG_ON(BPF_REG_FP + 1 != MAX_BPF_REG);
15054         for (frame = 0; frame <= vstate->curframe; frame++) {
15055                 parent = vparent->frame[frame];
15056                 state = vstate->frame[frame];
15057                 parent_reg = parent->regs;
15058                 state_reg = state->regs;
15059                 /* We don't need to worry about FP liveness, it's read-only */
15060                 for (i = frame < vstate->curframe ? BPF_REG_6 : 0; i < BPF_REG_FP; i++) {
15061                         err = propagate_liveness_reg(env, &state_reg[i],
15062                                                      &parent_reg[i]);
15063                         if (err < 0)
15064                                 return err;
15065                         if (err == REG_LIVE_READ64)
15066                                 mark_insn_zext(env, &parent_reg[i]);
15067                 }
15068
15069                 /* Propagate stack slots. */
15070                 for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE &&
15071                             i < parent->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
15072                         parent_reg = &parent->stack[i].spilled_ptr;
15073                         state_reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
15074                         err = propagate_liveness_reg(env, state_reg,
15075                                                      parent_reg);
15076                         if (err < 0)
15077                                 return err;
15078                 }
15079         }
15080         return 0;
15081 }
15082
15083 /* find precise scalars in the previous equivalent state and
15084  * propagate them into the current state
15085  */
15086 static int propagate_precision(struct bpf_verifier_env *env,
15087                                const struct bpf_verifier_state *old)
15088 {
15089         struct bpf_reg_state *state_reg;
15090         struct bpf_func_state *state;
15091         int i, err = 0, fr;
15092
15093         for (fr = old->curframe; fr >= 0; fr--) {
15094                 state = old->frame[fr];
15095                 state_reg = state->regs;
15096                 for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++, state_reg++) {
15097                         if (state_reg->type != SCALAR_VALUE ||
15098                             !state_reg->precise ||
15099                             !(state_reg->live & REG_LIVE_READ))
15100                                 continue;
15101                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
15102                                 verbose(env, "frame %d: propagating r%d\n", fr, i);
15103                         err = mark_chain_precision_frame(env, fr, i);
15104                         if (err < 0)
15105                                 return err;
15106                 }
15107
15108                 for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
15109                         if (!is_spilled_reg(&state->stack[i]))
15110                                 continue;
15111                         state_reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
15112                         if (state_reg->type != SCALAR_VALUE ||
15113                             !state_reg->precise ||
15114                             !(state_reg->live & REG_LIVE_READ))
15115                                 continue;
15116                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
15117                                 verbose(env, "frame %d: propagating fp%d\n",
15118                                         fr, (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
15119                         err = mark_chain_precision_stack_frame(env, fr, i);
15120                         if (err < 0)
15121                                 return err;
15122                 }
15123         }
15124         return 0;
15125 }
15126
15127 static bool states_maybe_looping(struct bpf_verifier_state *old,
15128                                  struct bpf_verifier_state *cur)
15129 {
15130         struct bpf_func_state *fold, *fcur;
15131         int i, fr = cur->curframe;
15132
15133         if (old->curframe != fr)
15134                 return false;
15135
15136         fold = old->frame[fr];
15137         fcur = cur->frame[fr];
15138         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
15139                 if (memcmp(&fold->regs[i], &fcur->regs[i],
15140                            offsetof(struct bpf_reg_state, parent)))
15141                         return false;
15142         return true;
15143 }
15144
15145 static bool is_iter_next_insn(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
15146 {
15147         return env->insn_aux_data[insn_idx].is_iter_next;
15148 }
15149
15150 /* is_state_visited() handles iter_next() (see process_iter_next_call() for
15151  * terminology) calls specially: as opposed to bounded BPF loops, it *expects*
15152  * states to match, which otherwise would look like an infinite loop. So while
15153  * iter_next() calls are taken care of, we still need to be careful and
15154  * prevent erroneous and too eager declaration of "ininite loop", when
15155  * iterators are involved.
15156  *
15157  * Here's a situation in pseudo-BPF assembly form:
15158  *
15159  *   0: again:                          ; set up iter_next() call args
15160  *   1:   r1 = &it                      ; <CHECKPOINT HERE>
15161  *   2:   call bpf_iter_num_next        ; this is iter_next() call
15162  *   3:   if r0 == 0 goto done
15163  *   4:   ... something useful here ...
15164  *   5:   goto again                    ; another iteration
15165  *   6: done:
15166  *   7:   r1 = &it
15167  *   8:   call bpf_iter_num_destroy     ; clean up iter state
15168  *   9:   exit
15169  *
15170  * This is a typical loop. Let's assume that we have a prune point at 1:,
15171  * before we get to `call bpf_iter_num_next` (e.g., because of that `goto
15172  * again`, assuming other heuristics don't get in a way).
15173  *
15174  * When we first time come to 1:, let's say we have some state X. We proceed
15175  * to 2:, fork states, enqueue ACTIVE, validate NULL case successfully, exit.
15176  * Now we come back to validate that forked ACTIVE state. We proceed through
15177  * 3-5, come to goto, jump to 1:. Let's assume our state didn't change, so we
15178  * are converging. But the problem is that we don't know that yet, as this
15179  * convergence has to happen at iter_next() call site only. So if nothing is
15180  * done, at 1: verifier will use bounded loop logic and declare infinite
15181  * looping (and would be *technically* correct, if not for iterator's
15182  * "eventual sticky NULL" contract, see process_iter_next_call()). But we
15183  * don't want that. So what we do in process_iter_next_call() when we go on
15184  * another ACTIVE iteration, we bump slot->iter.depth, to mark that it's
15185  * a different iteration. So when we suspect an infinite loop, we additionally
15186  * check if any of the *ACTIVE* iterator states depths differ. If yes, we
15187  * pretend we are not looping and wait for next iter_next() call.
15188  *
15189  * This only applies to ACTIVE state. In DRAINED state we don't expect to
15190  * loop, because that would actually mean infinite loop, as DRAINED state is
15191  * "sticky", and so we'll keep returning into the same instruction with the
15192  * same state (at least in one of possible code paths).
15193  *
15194  * This approach allows to keep infinite loop heuristic even in the face of
15195  * active iterator. E.g., C snippet below is and will be detected as
15196  * inifintely looping:
15197  *
15198  *   struct bpf_iter_num it;
15199  *   int *p, x;
15200  *
15201  *   bpf_iter_num_new(&it, 0, 10);
15202  *   while ((p = bpf_iter_num_next(&t))) {
15203  *       x = p;
15204  *       while (x--) {} // <<-- infinite loop here
15205  *   }
15206  *
15207  */
15208 static bool iter_active_depths_differ(struct bpf_verifier_state *old, struct bpf_verifier_state *cur)
15209 {
15210         struct bpf_reg_state *slot, *cur_slot;
15211         struct bpf_func_state *state;
15212         int i, fr;
15213
15214         for (fr = old->curframe; fr >= 0; fr--) {
15215                 state = old->frame[fr];
15216                 for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
15217                         if (state->stack[i].slot_type[0] != STACK_ITER)
15218                                 continue;
15219
15220                         slot = &state->stack[i].spilled_ptr;
15221                         if (slot->iter.state != BPF_ITER_STATE_ACTIVE)
15222                                 continue;
15223
15224                         cur_slot = &cur->frame[fr]->stack[i].spilled_ptr;
15225                         if (cur_slot->iter.depth != slot->iter.depth)
15226                                 return true;
15227                 }
15228         }
15229         return false;
15230 }
15231
15232 static int is_state_visited(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
15233 {
15234         struct bpf_verifier_state_list *new_sl;
15235         struct bpf_verifier_state_list *sl, **pprev;
15236         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state, *new;
15237         int i, j, err, states_cnt = 0;
15238         bool force_new_state = env->test_state_freq || is_force_checkpoint(env, insn_idx);
15239         bool add_new_state = force_new_state;
15240
15241         /* bpf progs typically have pruning point every 4 instructions
15242          * http://vger.kernel.org/bpfconf2019.html#session-1
15243          * Do not add new state for future pruning if the verifier hasn't seen
15244          * at least 2 jumps and at least 8 instructions.
15245          * This heuristics helps decrease 'total_states' and 'peak_states' metric.
15246          * In tests that amounts to up to 50% reduction into total verifier
15247          * memory consumption and 20% verifier time speedup.
15248          */
15249         if (env->jmps_processed - env->prev_jmps_processed >= 2 &&
15250             env->insn_processed - env->prev_insn_processed >= 8)
15251                 add_new_state = true;
15252
15253         pprev = explored_state(env, insn_idx);
15254         sl = *pprev;
15255
15256         clean_live_states(env, insn_idx, cur);
15257
15258         while (sl) {
15259                 states_cnt++;
15260                 if (sl->state.insn_idx != insn_idx)
15261                         goto next;
15262
15263                 if (sl->state.branches) {
15264                         struct bpf_func_state *frame = sl->state.frame[sl->state.curframe];
15265
15266                         if (frame->in_async_callback_fn &&
15267                             frame->async_entry_cnt != cur->frame[cur->curframe]->async_entry_cnt) {
15268                                 /* Different async_entry_cnt means that the verifier is
15269                                  * processing another entry into async callback.
15270                                  * Seeing the same state is not an indication of infinite
15271                                  * loop or infinite recursion.
15272                                  * But finding the same state doesn't mean that it's safe
15273                                  * to stop processing the current state. The previous state
15274                                  * hasn't yet reached bpf_exit, since state.branches > 0.
15275                                  * Checking in_async_callback_fn alone is not enough either.
15276                                  * Since the verifier still needs to catch infinite loops
15277                                  * inside async callbacks.
15278                                  */
15279                                 goto skip_inf_loop_check;
15280                         }
15281                         /* BPF open-coded iterators loop detection is special.
15282                          * states_maybe_looping() logic is too simplistic in detecting
15283                          * states that *might* be equivalent, because it doesn't know
15284                          * about ID remapping, so don't even perform it.
15285                          * See process_iter_next_call() and iter_active_depths_differ()
15286                          * for overview of the logic. When current and one of parent
15287                          * states are detected as equivalent, it's a good thing: we prove
15288                          * convergence and can stop simulating further iterations.
15289                          * It's safe to assume that iterator loop will finish, taking into
15290                          * account iter_next() contract of eventually returning
15291                          * sticky NULL result.
15292                          */
15293                         if (is_iter_next_insn(env, insn_idx)) {
15294                                 if (states_equal(env, &sl->state, cur)) {
15295                                         struct bpf_func_state *cur_frame;
15296                                         struct bpf_reg_state *iter_state, *iter_reg;
15297                                         int spi;
15298
15299                                         cur_frame = cur->frame[cur->curframe];
15300                                         /* btf_check_iter_kfuncs() enforces that
15301                                          * iter state pointer is always the first arg
15302                                          */
15303                                         iter_reg = &cur_frame->regs[BPF_REG_1];
15304                                         /* current state is valid due to states_equal(),
15305                                          * so we can assume valid iter and reg state,
15306                                          * no need for extra (re-)validations
15307                                          */
15308                                         spi = __get_spi(iter_reg->off + iter_reg->var_off.value);
15309                                         iter_state = &func(env, iter_reg)->stack[spi].spilled_ptr;
15310                                         if (iter_state->iter.state == BPF_ITER_STATE_ACTIVE)
15311                                                 goto hit;
15312                                 }
15313                                 goto skip_inf_loop_check;
15314                         }
15315                         /* attempt to detect infinite loop to avoid unnecessary doomed work */
15316                         if (states_maybe_looping(&sl->state, cur) &&
15317                             states_equal(env, &sl->state, cur) &&
15318                             !iter_active_depths_differ(&sl->state, cur)) {
15319                                 verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
15320                                 verbose(env, "infinite loop detected at insn %d\n", insn_idx);
15321                                 return -EINVAL;
15322                         }
15323                         /* if the verifier is processing a loop, avoid adding new state
15324                          * too often, since different loop iterations have distinct
15325                          * states and may not help future pruning.
15326                          * This threshold shouldn't be too low to make sure that
15327                          * a loop with large bound will be rejected quickly.
15328                          * The most abusive loop will be:
15329                          * r1 += 1
15330                          * if r1 < 1000000 goto pc-2
15331                          * 1M insn_procssed limit / 100 == 10k peak states.
15332                          * This threshold shouldn't be too high either, since states
15333                          * at the end of the loop are likely to be useful in pruning.
15334                          */
15335 skip_inf_loop_check:
15336                         if (!force_new_state &&
15337                             env->jmps_processed - env->prev_jmps_processed < 20 &&
15338                             env->insn_processed - env->prev_insn_processed < 100)
15339                                 add_new_state = false;
15340                         goto miss;
15341                 }
15342                 if (states_equal(env, &sl->state, cur)) {
15343 hit:
15344                         sl->hit_cnt++;
15345                         /* reached equivalent register/stack state,
15346                          * prune the search.
15347                          * Registers read by the continuation are read by us.
15348                          * If we have any write marks in env->cur_state, they
15349                          * will prevent corresponding reads in the continuation
15350                          * from reaching our parent (an explored_state).  Our
15351                          * own state will get the read marks recorded, but
15352                          * they'll be immediately forgotten as we're pruning
15353                          * this state and will pop a new one.
15354                          */
15355                         err = propagate_liveness(env, &sl->state, cur);
15356
15357                         /* if previous state reached the exit with precision and
15358                          * current state is equivalent to it (except precsion marks)
15359                          * the precision needs to be propagated back in
15360                          * the current state.
15361                          */
15362                         err = err ? : push_jmp_history(env, cur);
15363                         err = err ? : propagate_precision(env, &sl->state);
15364                         if (err)
15365                                 return err;
15366                         return 1;
15367                 }
15368 miss:
15369                 /* when new state is not going to be added do not increase miss count.
15370                  * Otherwise several loop iterations will remove the state
15371                  * recorded earlier. The goal of these heuristics is to have
15372                  * states from some iterations of the loop (some in the beginning
15373                  * and some at the end) to help pruning.
15374                  */
15375                 if (add_new_state)
15376                         sl->miss_cnt++;
15377                 /* heuristic to determine whether this state is beneficial
15378                  * to keep checking from state equivalence point of view.
15379                  * Higher numbers increase max_states_per_insn and verification time,
15380                  * but do not meaningfully decrease insn_processed.
15381                  */
15382                 if (sl->miss_cnt > sl->hit_cnt * 3 + 3) {
15383                         /* the state is unlikely to be useful. Remove it to
15384                          * speed up verification
15385                          */
15386                         *pprev = sl->next;
15387                         if (sl->state.frame[0]->regs[0].live & REG_LIVE_DONE) {
15388                                 u32 br = sl->state.branches;
15389
15390                                 WARN_ONCE(br,
15391                                           "BUG live_done but branches_to_explore %d\n",
15392                                           br);
15393                                 free_verifier_state(&sl->state, false);
15394                                 kfree(sl);
15395                                 env->peak_states--;
15396                         } else {
15397                                 /* cannot free this state, since parentage chain may
15398                                  * walk it later. Add it for free_list instead to
15399                                  * be freed at the end of verification
15400                                  */
15401                                 sl->next = env->free_list;
15402                                 env->free_list = sl;
15403                         }
15404                         sl = *pprev;
15405                         continue;
15406                 }
15407 next:
15408                 pprev = &sl->next;
15409                 sl = *pprev;
15410         }
15411
15412         if (env->max_states_per_insn < states_cnt)
15413                 env->max_states_per_insn = states_cnt;
15414
15415         if (!env->bpf_capable && states_cnt > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_STATES)
15416                 return 0;
15417
15418         if (!add_new_state)
15419                 return 0;
15420
15421         /* There were no equivalent states, remember the current one.
15422          * Technically the current state is not proven to be safe yet,
15423          * but it will either reach outer most bpf_exit (which means it's safe)
15424          * or it will be rejected. When there are no loops the verifier won't be
15425          * seeing this tuple (frame[0].callsite, frame[1].callsite, .. insn_idx)
15426          * again on the way to bpf_exit.
15427          * When looping the sl->state.branches will be > 0 and this state
15428          * will not be considered for equivalence until branches == 0.
15429          */
15430         new_sl = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_state_list), GFP_KERNEL);
15431         if (!new_sl)
15432                 return -ENOMEM;
15433         env->total_states++;
15434         env->peak_states++;
15435         env->prev_jmps_processed = env->jmps_processed;
15436         env->prev_insn_processed = env->insn_processed;
15437
15438         /* forget precise markings we inherited, see __mark_chain_precision */
15439         if (env->bpf_capable)
15440                 mark_all_scalars_imprecise(env, cur);
15441
15442         /* add new state to the head of linked list */
15443         new = &new_sl->state;
15444         err = copy_verifier_state(new, cur);
15445         if (err) {
15446                 free_verifier_state(new, false);
15447                 kfree(new_sl);
15448                 return err;
15449         }
15450         new->insn_idx = insn_idx;
15451         WARN_ONCE(new->branches != 1,
15452                   "BUG is_state_visited:branches_to_explore=%d insn %d\n", new->branches, insn_idx);
15453
15454         cur->parent = new;
15455         cur->first_insn_idx = insn_idx;
15456         clear_jmp_history(cur);
15457         new_sl->next = *explored_state(env, insn_idx);
15458         *explored_state(env, insn_idx) = new_sl;
15459         /* connect new state to parentage chain. Current frame needs all
15460          * registers connected. Only r6 - r9 of the callers are alive (pushed
15461          * to the stack implicitly by JITs) so in callers' frames connect just
15462          * r6 - r9 as an optimization. Callers will have r1 - r5 connected to
15463          * the state of the call instruction (with WRITTEN set), and r0 comes
15464          * from callee with its full parentage chain, anyway.
15465          */
15466         /* clear write marks in current state: the writes we did are not writes
15467          * our child did, so they don't screen off its reads from us.
15468          * (There are no read marks in current state, because reads always mark
15469          * their parent and current state never has children yet.  Only
15470          * explored_states can get read marks.)
15471          */
15472         for (j = 0; j <= cur->curframe; j++) {
15473                 for (i = j < cur->curframe ? BPF_REG_6 : 0; i < BPF_REG_FP; i++)
15474                         cur->frame[j]->regs[i].parent = &new->frame[j]->regs[i];
15475                 for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++)
15476                         cur->frame[j]->regs[i].live = REG_LIVE_NONE;
15477         }
15478
15479         /* all stack frames are accessible from callee, clear them all */
15480         for (j = 0; j <= cur->curframe; j++) {
15481                 struct bpf_func_state *frame = cur->frame[j];
15482                 struct bpf_func_state *newframe = new->frame[j];
15483
15484                 for (i = 0; i < frame->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
15485                         frame->stack[i].spilled_ptr.live = REG_LIVE_NONE;
15486                         frame->stack[i].spilled_ptr.parent =
15487                                                 &newframe->stack[i].spilled_ptr;
15488                 }
15489         }
15490         return 0;
15491 }
15492
15493 /* Return true if it's OK to have the same insn return a different type. */
15494 static bool reg_type_mismatch_ok(enum bpf_reg_type type)
15495 {
15496         switch (base_type(type)) {
15497         case PTR_TO_CTX:
15498         case PTR_TO_SOCKET:
15499         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
15500         case PTR_TO_TCP_SOCK:
15501         case PTR_TO_XDP_SOCK:
15502         case PTR_TO_BTF_ID:
15503                 return false;
15504         default:
15505                 return true;
15506         }
15507 }
15508
15509 /* If an instruction was previously used with particular pointer types, then we
15510  * need to be careful to avoid cases such as the below, where it may be ok
15511  * for one branch accessing the pointer, but not ok for the other branch:
15512  *
15513  * R1 = sock_ptr
15514  * goto X;
15515  * ...
15516  * R1 = some_other_valid_ptr;
15517  * goto X;
15518  * ...
15519  * R2 = *(u32 *)(R1 + 0);
15520  */
15521 static bool reg_type_mismatch(enum bpf_reg_type src, enum bpf_reg_type prev)
15522 {
15523         return src != prev && (!reg_type_mismatch_ok(src) ||
15524                                !reg_type_mismatch_ok(prev));
15525 }
15526
15527 static int save_aux_ptr_type(struct bpf_verifier_env *env, enum bpf_reg_type type,
15528                              bool allow_trust_missmatch)
15529 {
15530         enum bpf_reg_type *prev_type = &env->insn_aux_data[env->insn_idx].ptr_type;
15531
15532         if (*prev_type == NOT_INIT) {
15533                 /* Saw a valid insn
15534                  * dst_reg = *(u32 *)(src_reg + off)
15535                  * save type to validate intersecting paths
15536                  */
15537                 *prev_type = type;
15538         } else if (reg_type_mismatch(type, *prev_type)) {
15539                 /* Abuser program is trying to use the same insn
15540                  * dst_reg = *(u32*) (src_reg + off)
15541                  * with different pointer types:
15542                  * src_reg == ctx in one branch and
15543                  * src_reg == stack|map in some other branch.
15544                  * Reject it.
15545                  */
15546                 if (allow_trust_missmatch &&
15547                     base_type(type) == PTR_TO_BTF_ID &&
15548                     base_type(*prev_type) == PTR_TO_BTF_ID) {
15549                         /*
15550                          * Have to support a use case when one path through
15551                          * the program yields TRUSTED pointer while another
15552                          * is UNTRUSTED. Fallback to UNTRUSTED to generate
15553                          * BPF_PROBE_MEM.
15554                          */
15555                         *prev_type = PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED;
15556                 } else {
15557                         verbose(env, "same insn cannot be used with different pointers\n");
15558                         return -EINVAL;
15559                 }
15560         }
15561
15562         return 0;
15563 }
15564
15565 static int do_check(struct bpf_verifier_env *env)
15566 {
15567         bool pop_log = !(env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2);
15568         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
15569         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
15570         struct bpf_reg_state *regs;
15571         int insn_cnt = env->prog->len;
15572         bool do_print_state = false;
15573         int prev_insn_idx = -1;
15574
15575         for (;;) {
15576                 struct bpf_insn *insn;
15577                 u8 class;
15578                 int err;
15579
15580                 env->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
15581                 if (env->insn_idx >= insn_cnt) {
15582                         verbose(env, "invalid insn idx %d insn_cnt %d\n",
15583                                 env->insn_idx, insn_cnt);
15584                         return -EFAULT;
15585                 }
15586
15587                 insn = &insns[env->insn_idx];
15588                 class = BPF_CLASS(insn->code);
15589
15590                 if (++env->insn_processed > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_INSNS) {
15591                         verbose(env,
15592                                 "BPF program is too large. Processed %d insn\n",
15593                                 env->insn_processed);
15594                         return -E2BIG;
15595                 }
15596
15597                 state->last_insn_idx = env->prev_insn_idx;
15598
15599                 if (is_prune_point(env, env->insn_idx)) {
15600                         err = is_state_visited(env, env->insn_idx);
15601                         if (err < 0)
15602                                 return err;
15603                         if (err == 1) {
15604                                 /* found equivalent state, can prune the search */
15605                                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
15606                                         if (do_print_state)
15607                                                 verbose(env, "\nfrom %d to %d%s: safe\n",
15608                                                         env->prev_insn_idx, env->insn_idx,
15609                                                         env->cur_state->speculative ?
15610                                                         " (speculative execution)" : "");
15611                                         else
15612                                                 verbose(env, "%d: safe\n", env->insn_idx);
15613                                 }
15614                                 goto process_bpf_exit;
15615                         }
15616                 }
15617
15618                 if (is_jmp_point(env, env->insn_idx)) {
15619                         err = push_jmp_history(env, state);
15620                         if (err)
15621                                 return err;
15622                 }
15623
15624                 if (signal_pending(current))
15625                         return -EAGAIN;
15626
15627                 if (need_resched())
15628                         cond_resched();
15629
15630                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2 && do_print_state) {
15631                         verbose(env, "\nfrom %d to %d%s:",
15632                                 env->prev_insn_idx, env->insn_idx,
15633                                 env->cur_state->speculative ?
15634                                 " (speculative execution)" : "");
15635                         print_verifier_state(env, state->frame[state->curframe], true);
15636                         do_print_state = false;
15637                 }
15638
15639                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
15640                         const struct bpf_insn_cbs cbs = {
15641                                 .cb_call        = disasm_kfunc_name,
15642                                 .cb_print       = verbose,
15643                                 .private_data   = env,
15644                         };
15645
15646                         if (verifier_state_scratched(env))
15647                                 print_insn_state(env, state->frame[state->curframe]);
15648
15649                         verbose_linfo(env, env->insn_idx, "; ");
15650                         env->prev_log_len = env->log.len_used;
15651                         verbose(env, "%d: ", env->insn_idx);
15652                         print_bpf_insn(&cbs, insn, env->allow_ptr_leaks);
15653                         env->prev_insn_print_len = env->log.len_used - env->prev_log_len;
15654                         env->prev_log_len = env->log.len_used;
15655                 }
15656
15657                 if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux)) {
15658                         err = bpf_prog_offload_verify_insn(env, env->insn_idx,
15659                                                            env->prev_insn_idx);
15660                         if (err)
15661                                 return err;
15662                 }
15663
15664                 regs = cur_regs(env);
15665                 sanitize_mark_insn_seen(env);
15666                 prev_insn_idx = env->insn_idx;
15667
15668                 if (class == BPF_ALU || class == BPF_ALU64) {
15669                         err = check_alu_op(env, insn);
15670                         if (err)
15671                                 return err;
15672
15673                 } else if (class == BPF_LDX) {
15674                         enum bpf_reg_type src_reg_type;
15675
15676                         /* check for reserved fields is already done */
15677
15678                         /* check src operand */
15679                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
15680                         if (err)
15681                                 return err;
15682
15683                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
15684                         if (err)
15685                                 return err;
15686
15687                         src_reg_type = regs[insn->src_reg].type;
15688
15689                         /* check that memory (src_reg + off) is readable,
15690                          * the state of dst_reg will be updated by this func
15691                          */
15692                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->src_reg,
15693                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
15694                                                BPF_READ, insn->dst_reg, false);
15695                         if (err)
15696                                 return err;
15697
15698                         err = save_aux_ptr_type(env, src_reg_type, true);
15699                         if (err)
15700                                 return err;
15701                 } else if (class == BPF_STX) {
15702                         enum bpf_reg_type dst_reg_type;
15703
15704                         if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ATOMIC) {
15705                                 err = check_atomic(env, env->insn_idx, insn);
15706                                 if (err)
15707                                         return err;
15708                                 env->insn_idx++;
15709                                 continue;
15710                         }
15711
15712                         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM || insn->imm != 0) {
15713                                 verbose(env, "BPF_STX uses reserved fields\n");
15714                                 return -EINVAL;
15715                         }
15716
15717                         /* check src1 operand */
15718                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
15719                         if (err)
15720                                 return err;
15721                         /* check src2 operand */
15722                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
15723                         if (err)
15724                                 return err;
15725
15726                         dst_reg_type = regs[insn->dst_reg].type;
15727
15728                         /* check that memory (dst_reg + off) is writeable */
15729                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->dst_reg,
15730                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
15731                                                BPF_WRITE, insn->src_reg, false);
15732                         if (err)
15733                                 return err;
15734
15735                         err = save_aux_ptr_type(env, dst_reg_type, false);
15736                         if (err)
15737                                 return err;
15738                 } else if (class == BPF_ST) {
15739                         enum bpf_reg_type dst_reg_type;
15740
15741                         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM ||
15742                             insn->src_reg != BPF_REG_0) {
15743                                 verbose(env, "BPF_ST uses reserved fields\n");
15744                                 return -EINVAL;
15745                         }
15746                         /* check src operand */
15747                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
15748                         if (err)
15749                                 return err;
15750
15751                         dst_reg_type = regs[insn->dst_reg].type;
15752
15753                         /* check that memory (dst_reg + off) is writeable */
15754                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->dst_reg,
15755                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
15756                                                BPF_WRITE, -1, false);
15757                         if (err)
15758                                 return err;
15759
15760                         err = save_aux_ptr_type(env, dst_reg_type, false);
15761                         if (err)
15762                                 return err;
15763                 } else if (class == BPF_JMP || class == BPF_JMP32) {
15764                         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
15765
15766                         env->jmps_processed++;
15767                         if (opcode == BPF_CALL) {
15768                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
15769                                     (insn->src_reg != BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL
15770                                      && insn->off != 0) ||
15771                                     (insn->src_reg != BPF_REG_0 &&
15772                                      insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL &&
15773                                      insn->src_reg != BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL) ||
15774                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
15775                                     class == BPF_JMP32) {
15776                                         verbose(env, "BPF_CALL uses reserved fields\n");
15777                                         return -EINVAL;
15778                                 }
15779
15780                                 if (env->cur_state->active_lock.ptr) {
15781                                         if ((insn->src_reg == BPF_REG_0 && insn->imm != BPF_FUNC_spin_unlock) ||
15782                                             (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL) ||
15783                                             (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL &&
15784                                              (insn->off != 0 || !is_bpf_graph_api_kfunc(insn->imm)))) {
15785                                                 verbose(env, "function calls are not allowed while holding a lock\n");
15786                                                 return -EINVAL;
15787                                         }
15788                                 }
15789                                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
15790                                         err = check_func_call(env, insn, &env->insn_idx);
15791                                 else if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL)
15792                                         err = check_kfunc_call(env, insn, &env->insn_idx);
15793                                 else
15794                                         err = check_helper_call(env, insn, &env->insn_idx);
15795                                 if (err)
15796                                         return err;
15797
15798                                 mark_reg_scratched(env, BPF_REG_0);
15799                         } else if (opcode == BPF_JA) {
15800                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
15801                                     insn->imm != 0 ||
15802                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
15803                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
15804                                     class == BPF_JMP32) {
15805                                         verbose(env, "BPF_JA uses reserved fields\n");
15806                                         return -EINVAL;
15807                                 }
15808
15809                                 env->insn_idx += insn->off + 1;
15810                                 continue;
15811
15812                         } else if (opcode == BPF_EXIT) {
15813                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
15814                                     insn->imm != 0 ||
15815                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
15816                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
15817                                     class == BPF_JMP32) {
15818                                         verbose(env, "BPF_EXIT uses reserved fields\n");
15819                                         return -EINVAL;
15820                                 }
15821
15822                                 if (env->cur_state->active_lock.ptr &&
15823                                     !in_rbtree_lock_required_cb(env)) {
15824                                         verbose(env, "bpf_spin_unlock is missing\n");
15825                                         return -EINVAL;
15826                                 }
15827
15828                                 if (env->cur_state->active_rcu_lock) {
15829                                         verbose(env, "bpf_rcu_read_unlock is missing\n");
15830                                         return -EINVAL;
15831                                 }
15832
15833                                 /* We must do check_reference_leak here before
15834                                  * prepare_func_exit to handle the case when
15835                                  * state->curframe > 0, it may be a callback
15836                                  * function, for which reference_state must
15837                                  * match caller reference state when it exits.
15838                                  */
15839                                 err = check_reference_leak(env);
15840                                 if (err)
15841                                         return err;
15842
15843                                 if (state->curframe) {
15844                                         /* exit from nested function */
15845                                         err = prepare_func_exit(env, &env->insn_idx);
15846                                         if (err)
15847                                                 return err;
15848                                         do_print_state = true;
15849                                         continue;
15850                                 }
15851
15852                                 err = check_return_code(env);
15853                                 if (err)
15854                                         return err;
15855 process_bpf_exit:
15856                                 mark_verifier_state_scratched(env);
15857                                 update_branch_counts(env, env->cur_state);
15858                                 err = pop_stack(env, &prev_insn_idx,
15859                                                 &env->insn_idx, pop_log);
15860                                 if (err < 0) {
15861                                         if (err != -ENOENT)
15862                                                 return err;
15863                                         break;
15864                                 } else {
15865                                         do_print_state = true;
15866                                         continue;
15867                                 }
15868                         } else {
15869                                 err = check_cond_jmp_op(env, insn, &env->insn_idx);
15870                                 if (err)
15871                                         return err;
15872                         }
15873                 } else if (class == BPF_LD) {
15874                         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
15875
15876                         if (mode == BPF_ABS || mode == BPF_IND) {
15877                                 err = check_ld_abs(env, insn);
15878                                 if (err)
15879                                         return err;
15880
15881                         } else if (mode == BPF_IMM) {
15882                                 err = check_ld_imm(env, insn);
15883                                 if (err)
15884                                         return err;
15885
15886                                 env->insn_idx++;
15887                                 sanitize_mark_insn_seen(env);
15888                         } else {
15889                                 verbose(env, "invalid BPF_LD mode\n");
15890                                 return -EINVAL;
15891                         }
15892                 } else {
15893                         verbose(env, "unknown insn class %d\n", class);
15894                         return -EINVAL;
15895                 }
15896
15897                 env->insn_idx++;
15898         }
15899
15900         return 0;
15901 }
15902
15903 static int find_btf_percpu_datasec(struct btf *btf)
15904 {
15905         const struct btf_type *t;
15906         const char *tname;
15907         int i, n;
15908
15909         /*
15910          * Both vmlinux and module each have their own ".data..percpu"
15911          * DATASECs in BTF. So for module's case, we need to skip vmlinux BTF
15912          * types to look at only module's own BTF types.
15913          */
15914         n = btf_nr_types(btf);
15915         if (btf_is_module(btf))
15916                 i = btf_nr_types(btf_vmlinux);
15917         else
15918                 i = 1;
15919
15920         for(; i < n; i++) {
15921                 t = btf_type_by_id(btf, i);
15922                 if (BTF_INFO_KIND(t->info) != BTF_KIND_DATASEC)
15923                         continue;
15924
15925                 tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
15926                 if (!strcmp(tname, ".data..percpu"))
15927                         return i;
15928         }
15929
15930         return -ENOENT;
15931 }
15932
15933 /* replace pseudo btf_id with kernel symbol address */
15934 static int check_pseudo_btf_id(struct bpf_verifier_env *env,
15935                                struct bpf_insn *insn,
15936                                struct bpf_insn_aux_data *aux)
15937 {
15938         const struct btf_var_secinfo *vsi;
15939         const struct btf_type *datasec;
15940         struct btf_mod_pair *btf_mod;
15941         const struct btf_type *t;
15942         const char *sym_name;
15943         bool percpu = false;
15944         u32 type, id = insn->imm;
15945         struct btf *btf;
15946         s32 datasec_id;
15947         u64 addr;
15948         int i, btf_fd, err;
15949
15950         btf_fd = insn[1].imm;
15951         if (btf_fd) {
15952                 btf = btf_get_by_fd(btf_fd);
15953                 if (IS_ERR(btf)) {
15954                         verbose(env, "invalid module BTF object FD specified.\n");
15955                         return -EINVAL;
15956                 }
15957         } else {
15958                 if (!btf_vmlinux) {
15959                         verbose(env, "kernel is missing BTF, make sure CONFIG_DEBUG_INFO_BTF=y is specified in Kconfig.\n");
15960                         return -EINVAL;
15961                 }
15962                 btf = btf_vmlinux;
15963                 btf_get(btf);
15964         }
15965
15966         t = btf_type_by_id(btf, id);
15967         if (!t) {
15968                 verbose(env, "ldimm64 insn specifies invalid btf_id %d.\n", id);
15969                 err = -ENOENT;
15970                 goto err_put;
15971         }
15972
15973         if (!btf_type_is_var(t) && !btf_type_is_func(t)) {
15974                 verbose(env, "pseudo btf_id %d in ldimm64 isn't KIND_VAR or KIND_FUNC\n", id);
15975                 err = -EINVAL;
15976                 goto err_put;
15977         }
15978
15979         sym_name = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
15980         addr = kallsyms_lookup_name(sym_name);
15981         if (!addr) {
15982                 verbose(env, "ldimm64 failed to find the address for kernel symbol '%s'.\n",
15983                         sym_name);
15984                 err = -ENOENT;
15985                 goto err_put;
15986         }
15987         insn[0].imm = (u32)addr;
15988         insn[1].imm = addr >> 32;
15989
15990         if (btf_type_is_func(t)) {
15991                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_MEM | MEM_RDONLY;
15992                 aux->btf_var.mem_size = 0;
15993                 goto check_btf;
15994         }
15995
15996         datasec_id = find_btf_percpu_datasec(btf);
15997         if (datasec_id > 0) {
15998                 datasec = btf_type_by_id(btf, datasec_id);
15999                 for_each_vsi(i, datasec, vsi) {
16000                         if (vsi->type == id) {
16001                                 percpu = true;
16002                                 break;
16003                         }
16004                 }
16005         }
16006
16007         type = t->type;
16008         t = btf_type_skip_modifiers(btf, type, NULL);
16009         if (percpu) {
16010                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU;
16011                 aux->btf_var.btf = btf;
16012                 aux->btf_var.btf_id = type;
16013         } else if (!btf_type_is_struct(t)) {
16014                 const struct btf_type *ret;
16015                 const char *tname;
16016                 u32 tsize;
16017
16018                 /* resolve the type size of ksym. */
16019                 ret = btf_resolve_size(btf, t, &tsize);
16020                 if (IS_ERR(ret)) {
16021                         tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
16022                         verbose(env, "ldimm64 unable to resolve the size of type '%s': %ld\n",
16023                                 tname, PTR_ERR(ret));
16024                         err = -EINVAL;
16025                         goto err_put;
16026                 }
16027                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_MEM | MEM_RDONLY;
16028                 aux->btf_var.mem_size = tsize;
16029         } else {
16030                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_BTF_ID;
16031                 aux->btf_var.btf = btf;
16032                 aux->btf_var.btf_id = type;
16033         }
16034 check_btf:
16035         /* check whether we recorded this BTF (and maybe module) already */
16036         for (i = 0; i < env->used_btf_cnt; i++) {
16037                 if (env->used_btfs[i].btf == btf) {
16038                         btf_put(btf);
16039                         return 0;
16040                 }
16041         }
16042
16043         if (env->used_btf_cnt >= MAX_USED_BTFS) {
16044                 err = -E2BIG;
16045                 goto err_put;
16046         }
16047
16048         btf_mod = &env->used_btfs[env->used_btf_cnt];
16049         btf_mod->btf = btf;
16050         btf_mod->module = NULL;
16051
16052         /* if we reference variables from kernel module, bump its refcount */
16053         if (btf_is_module(btf)) {
16054                 btf_mod->module = btf_try_get_module(btf);
16055                 if (!btf_mod->module) {
16056                         err = -ENXIO;
16057                         goto err_put;
16058                 }
16059         }
16060
16061         env->used_btf_cnt++;
16062
16063         return 0;
16064 err_put:
16065         btf_put(btf);
16066         return err;
16067 }
16068
16069 static bool is_tracing_prog_type(enum bpf_prog_type type)
16070 {
16071         switch (type) {
16072         case BPF_PROG_TYPE_KPROBE:
16073         case BPF_PROG_TYPE_TRACEPOINT:
16074         case BPF_PROG_TYPE_PERF_EVENT:
16075         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT:
16076         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT_WRITABLE:
16077                 return true;
16078         default:
16079                 return false;
16080         }
16081 }
16082
16083 static int check_map_prog_compatibility(struct bpf_verifier_env *env,
16084                                         struct bpf_map *map,
16085                                         struct bpf_prog *prog)
16086
16087 {
16088         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(prog);
16089
16090         if (btf_record_has_field(map->record, BPF_LIST_HEAD) ||
16091             btf_record_has_field(map->record, BPF_RB_ROOT)) {
16092                 if (is_tracing_prog_type(prog_type)) {
16093                         verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_{list_head,rb_root} yet\n");
16094                         return -EINVAL;
16095                 }
16096         }
16097
16098         if (btf_record_has_field(map->record, BPF_SPIN_LOCK)) {
16099                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER) {
16100                         verbose(env, "socket filter progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
16101                         return -EINVAL;
16102                 }
16103
16104                 if (is_tracing_prog_type(prog_type)) {
16105                         verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
16106                         return -EINVAL;
16107                 }
16108
16109                 if (prog->aux->sleepable) {
16110                         verbose(env, "sleepable progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
16111                         return -EINVAL;
16112                 }
16113         }
16114
16115         if (btf_record_has_field(map->record, BPF_TIMER)) {
16116                 if (is_tracing_prog_type(prog_type)) {
16117                         verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_timer yet\n");
16118                         return -EINVAL;
16119                 }
16120         }
16121
16122         if ((bpf_prog_is_offloaded(prog->aux) || bpf_map_is_offloaded(map)) &&
16123             !bpf_offload_prog_map_match(prog, map)) {
16124                 verbose(env, "offload device mismatch between prog and map\n");
16125                 return -EINVAL;
16126         }
16127
16128         if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_STRUCT_OPS) {
16129                 verbose(env, "bpf_struct_ops map cannot be used in prog\n");
16130                 return -EINVAL;
16131         }
16132
16133         if (prog->aux->sleepable)
16134                 switch (map->map_type) {
16135                 case BPF_MAP_TYPE_HASH:
16136                 case BPF_MAP_TYPE_LRU_HASH:
16137                 case BPF_MAP_TYPE_ARRAY:
16138                 case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH:
16139                 case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_ARRAY:
16140                 case BPF_MAP_TYPE_LRU_PERCPU_HASH:
16141                 case BPF_MAP_TYPE_ARRAY_OF_MAPS:
16142                 case BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS:
16143                 case BPF_MAP_TYPE_RINGBUF:
16144                 case BPF_MAP_TYPE_USER_RINGBUF:
16145                 case BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE:
16146                 case BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE:
16147                 case BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE:
16148                 case BPF_MAP_TYPE_CGRP_STORAGE:
16149                         break;
16150                 default:
16151                         verbose(env,
16152                                 "Sleepable programs can only use array, hash, ringbuf and local storage maps\n");
16153                         return -EINVAL;
16154                 }
16155
16156         return 0;
16157 }
16158
16159 static bool bpf_map_is_cgroup_storage(struct bpf_map *map)
16160 {
16161         return (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE ||
16162                 map->map_type == BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE);
16163 }
16164
16165 /* find and rewrite pseudo imm in ld_imm64 instructions:
16166  *
16167  * 1. if it accesses map FD, replace it with actual map pointer.
16168  * 2. if it accesses btf_id of a VAR, replace it with pointer to the var.
16169  *
16170  * NOTE: btf_vmlinux is required for converting pseudo btf_id.
16171  */
16172 static int resolve_pseudo_ldimm64(struct bpf_verifier_env *env)
16173 {
16174         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
16175         int insn_cnt = env->prog->len;
16176         int i, j, err;
16177
16178         err = bpf_prog_calc_tag(env->prog);
16179         if (err)
16180                 return err;
16181
16182         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
16183                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LDX &&
16184                     (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM || insn->imm != 0)) {
16185                         verbose(env, "BPF_LDX uses reserved fields\n");
16186                         return -EINVAL;
16187                 }
16188
16189                 if (insn[0].code == (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW)) {
16190                         struct bpf_insn_aux_data *aux;
16191                         struct bpf_map *map;
16192                         struct fd f;
16193                         u64 addr;
16194                         u32 fd;
16195
16196                         if (i == insn_cnt - 1 || insn[1].code != 0 ||
16197                             insn[1].dst_reg != 0 || insn[1].src_reg != 0 ||
16198                             insn[1].off != 0) {
16199                                 verbose(env, "invalid bpf_ld_imm64 insn\n");
16200                                 return -EINVAL;
16201                         }
16202
16203                         if (insn[0].src_reg == 0)
16204                                 /* valid generic load 64-bit imm */
16205                                 goto next_insn;
16206
16207                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_BTF_ID) {
16208                                 aux = &env->insn_aux_data[i];
16209                                 err = check_pseudo_btf_id(env, insn, aux);
16210                                 if (err)
16211                                         return err;
16212                                 goto next_insn;
16213                         }
16214
16215                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC) {
16216                                 aux = &env->insn_aux_data[i];
16217                                 aux->ptr_type = PTR_TO_FUNC;
16218                                 goto next_insn;
16219                         }
16220
16221                         /* In final convert_pseudo_ld_imm64() step, this is
16222                          * converted into regular 64-bit imm load insn.
16223                          */
16224                         switch (insn[0].src_reg) {
16225                         case BPF_PSEUDO_MAP_VALUE:
16226                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE:
16227                                 break;
16228                         case BPF_PSEUDO_MAP_FD:
16229                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX:
16230                                 if (insn[1].imm == 0)
16231                                         break;
16232                                 fallthrough;
16233                         default:
16234                                 verbose(env, "unrecognized bpf_ld_imm64 insn\n");
16235                                 return -EINVAL;
16236                         }
16237
16238                         switch (insn[0].src_reg) {
16239                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE:
16240                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX:
16241                                 if (bpfptr_is_null(env->fd_array)) {
16242                                         verbose(env, "fd_idx without fd_array is invalid\n");
16243                                         return -EPROTO;
16244                                 }
16245                                 if (copy_from_bpfptr_offset(&fd, env->fd_array,
16246                                                             insn[0].imm * sizeof(fd),
16247                                                             sizeof(fd)))
16248                                         return -EFAULT;
16249                                 break;
16250                         default:
16251                                 fd = insn[0].imm;
16252                                 break;
16253                         }
16254
16255                         f = fdget(fd);
16256                         map = __bpf_map_get(f);
16257                         if (IS_ERR(map)) {
16258                                 verbose(env, "fd %d is not pointing to valid bpf_map\n",
16259                                         insn[0].imm);
16260                                 return PTR_ERR(map);
16261                         }
16262
16263                         err = check_map_prog_compatibility(env, map, env->prog);
16264                         if (err) {
16265                                 fdput(f);
16266                                 return err;
16267                         }
16268
16269                         aux = &env->insn_aux_data[i];
16270                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD ||
16271                             insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX) {
16272                                 addr = (unsigned long)map;
16273                         } else {
16274                                 u32 off = insn[1].imm;
16275
16276                                 if (off >= BPF_MAX_VAR_OFF) {
16277                                         verbose(env, "direct value offset of %u is not allowed\n", off);
16278                                         fdput(f);
16279                                         return -EINVAL;
16280                                 }
16281
16282                                 if (!map->ops->map_direct_value_addr) {
16283                                         verbose(env, "no direct value access support for this map type\n");
16284                                         fdput(f);
16285                                         return -EINVAL;
16286                                 }
16287
16288                                 err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &addr, off);
16289                                 if (err) {
16290                                         verbose(env, "invalid access to map value pointer, value_size=%u off=%u\n",
16291                                                 map->value_size, off);
16292                                         fdput(f);
16293                                         return err;
16294                                 }
16295
16296                                 aux->map_off = off;
16297                                 addr += off;
16298                         }
16299
16300                         insn[0].imm = (u32)addr;
16301                         insn[1].imm = addr >> 32;
16302
16303                         /* check whether we recorded this map already */
16304                         for (j = 0; j < env->used_map_cnt; j++) {
16305                                 if (env->used_maps[j] == map) {
16306                                         aux->map_index = j;
16307                                         fdput(f);
16308                                         goto next_insn;
16309                                 }
16310                         }
16311
16312                         if (env->used_map_cnt >= MAX_USED_MAPS) {
16313                                 fdput(f);
16314                                 return -E2BIG;
16315                         }
16316
16317                         /* hold the map. If the program is rejected by verifier,
16318                          * the map will be released by release_maps() or it
16319                          * will be used by the valid program until it's unloaded
16320                          * and all maps are released in free_used_maps()
16321                          */
16322                         bpf_map_inc(map);
16323
16324                         aux->map_index = env->used_map_cnt;
16325                         env->used_maps[env->used_map_cnt++] = map;
16326
16327                         if (bpf_map_is_cgroup_storage(map) &&
16328                             bpf_cgroup_storage_assign(env->prog->aux, map)) {
16329                                 verbose(env, "only one cgroup storage of each type is allowed\n");
16330                                 fdput(f);
16331                                 return -EBUSY;
16332                         }
16333
16334                         fdput(f);
16335 next_insn:
16336                         insn++;
16337                         i++;
16338                         continue;
16339                 }
16340
16341                 /* Basic sanity check before we invest more work here. */
16342                 if (!bpf_opcode_in_insntable(insn->code)) {
16343                         verbose(env, "unknown opcode %02x\n", insn->code);
16344                         return -EINVAL;
16345                 }
16346         }
16347
16348         /* now all pseudo BPF_LD_IMM64 instructions load valid
16349          * 'struct bpf_map *' into a register instead of user map_fd.
16350          * These pointers will be used later by verifier to validate map access.
16351          */
16352         return 0;
16353 }
16354
16355 /* drop refcnt of maps used by the rejected program */
16356 static void release_maps(struct bpf_verifier_env *env)
16357 {
16358         __bpf_free_used_maps(env->prog->aux, env->used_maps,
16359                              env->used_map_cnt);
16360 }
16361
16362 /* drop refcnt of maps used by the rejected program */
16363 static void release_btfs(struct bpf_verifier_env *env)
16364 {
16365         __bpf_free_used_btfs(env->prog->aux, env->used_btfs,
16366                              env->used_btf_cnt);
16367 }
16368
16369 /* convert pseudo BPF_LD_IMM64 into generic BPF_LD_IMM64 */
16370 static void convert_pseudo_ld_imm64(struct bpf_verifier_env *env)
16371 {
16372         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
16373         int insn_cnt = env->prog->len;
16374         int i;
16375
16376         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
16377                 if (insn->code != (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW))
16378                         continue;
16379                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC)
16380                         continue;
16381                 insn->src_reg = 0;
16382         }
16383 }
16384
16385 /* single env->prog->insni[off] instruction was replaced with the range
16386  * insni[off, off + cnt).  Adjust corresponding insn_aux_data by copying
16387  * [0, off) and [off, end) to new locations, so the patched range stays zero
16388  */
16389 static void adjust_insn_aux_data(struct bpf_verifier_env *env,
16390                                  struct bpf_insn_aux_data *new_data,
16391                                  struct bpf_prog *new_prog, u32 off, u32 cnt)
16392 {
16393         struct bpf_insn_aux_data *old_data = env->insn_aux_data;
16394         struct bpf_insn *insn = new_prog->insnsi;
16395         u32 old_seen = old_data[off].seen;
16396         u32 prog_len;
16397         int i;
16398
16399         /* aux info at OFF always needs adjustment, no matter fast path
16400          * (cnt == 1) is taken or not. There is no guarantee INSN at OFF is the
16401          * original insn at old prog.
16402          */
16403         old_data[off].zext_dst = insn_has_def32(env, insn + off + cnt - 1);
16404
16405         if (cnt == 1)
16406                 return;
16407         prog_len = new_prog->len;
16408
16409         memcpy(new_data, old_data, sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * off);
16410         memcpy(new_data + off + cnt - 1, old_data + off,
16411                sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * (prog_len - off - cnt + 1));
16412         for (i = off; i < off + cnt - 1; i++) {
16413                 /* Expand insni[off]'s seen count to the patched range. */
16414                 new_data[i].seen = old_seen;
16415                 new_data[i].zext_dst = insn_has_def32(env, insn + i);
16416         }
16417         env->insn_aux_data = new_data;
16418         vfree(old_data);
16419 }
16420
16421 static void adjust_subprog_starts(struct bpf_verifier_env *env, u32 off, u32 len)
16422 {
16423         int i;
16424
16425         if (len == 1)
16426                 return;
16427         /* NOTE: fake 'exit' subprog should be updated as well. */
16428         for (i = 0; i <= env->subprog_cnt; i++) {
16429                 if (env->subprog_info[i].start <= off)
16430                         continue;
16431                 env->subprog_info[i].start += len - 1;
16432         }
16433 }
16434
16435 static void adjust_poke_descs(struct bpf_prog *prog, u32 off, u32 len)
16436 {
16437         struct bpf_jit_poke_descriptor *tab = prog->aux->poke_tab;
16438         int i, sz = prog->aux->size_poke_tab;
16439         struct bpf_jit_poke_descriptor *desc;
16440
16441         for (i = 0; i < sz; i++) {
16442                 desc = &tab[i];
16443                 if (desc->insn_idx <= off)
16444                         continue;
16445                 desc->insn_idx += len - 1;
16446         }
16447 }
16448
16449 static struct bpf_prog *bpf_patch_insn_data(struct bpf_verifier_env *env, u32 off,
16450                                             const struct bpf_insn *patch, u32 len)
16451 {
16452         struct bpf_prog *new_prog;
16453         struct bpf_insn_aux_data *new_data = NULL;
16454
16455         if (len > 1) {
16456                 new_data = vzalloc(array_size(env->prog->len + len - 1,
16457                                               sizeof(struct bpf_insn_aux_data)));
16458                 if (!new_data)
16459                         return NULL;
16460         }
16461
16462         new_prog = bpf_patch_insn_single(env->prog, off, patch, len);
16463         if (IS_ERR(new_prog)) {
16464                 if (PTR_ERR(new_prog) == -ERANGE)
16465                         verbose(env,
16466                                 "insn %d cannot be patched due to 16-bit range\n",
16467                                 env->insn_aux_data[off].orig_idx);
16468                 vfree(new_data);
16469                 return NULL;
16470         }
16471         adjust_insn_aux_data(env, new_data, new_prog, off, len);
16472         adjust_subprog_starts(env, off, len);
16473         adjust_poke_descs(new_prog, off, len);
16474         return new_prog;
16475 }
16476
16477 static int adjust_subprog_starts_after_remove(struct bpf_verifier_env *env,
16478                                               u32 off, u32 cnt)
16479 {
16480         int i, j;
16481
16482         /* find first prog starting at or after off (first to remove) */
16483         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
16484                 if (env->subprog_info[i].start >= off)
16485                         break;
16486         /* find first prog starting at or after off + cnt (first to stay) */
16487         for (j = i; j < env->subprog_cnt; j++)
16488                 if (env->subprog_info[j].start >= off + cnt)
16489                         break;
16490         /* if j doesn't start exactly at off + cnt, we are just removing
16491          * the front of previous prog
16492          */
16493         if (env->subprog_info[j].start != off + cnt)
16494                 j--;
16495
16496         if (j > i) {
16497                 struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
16498                 int move;
16499
16500                 /* move fake 'exit' subprog as well */
16501                 move = env->subprog_cnt + 1 - j;
16502
16503                 memmove(env->subprog_info + i,
16504                         env->subprog_info + j,
16505                         sizeof(*env->subprog_info) * move);
16506                 env->subprog_cnt -= j - i;
16507
16508                 /* remove func_info */
16509                 if (aux->func_info) {
16510                         move = aux->func_info_cnt - j;
16511
16512                         memmove(aux->func_info + i,
16513                                 aux->func_info + j,
16514                                 sizeof(*aux->func_info) * move);
16515                         aux->func_info_cnt -= j - i;
16516                         /* func_info->insn_off is set after all code rewrites,
16517                          * in adjust_btf_func() - no need to adjust
16518                          */
16519                 }
16520         } else {
16521                 /* convert i from "first prog to remove" to "first to adjust" */
16522                 if (env->subprog_info[i].start == off)
16523                         i++;
16524         }
16525
16526         /* update fake 'exit' subprog as well */
16527         for (; i <= env->subprog_cnt; i++)
16528                 env->subprog_info[i].start -= cnt;
16529
16530         return 0;
16531 }
16532
16533 static int bpf_adj_linfo_after_remove(struct bpf_verifier_env *env, u32 off,
16534                                       u32 cnt)
16535 {
16536         struct bpf_prog *prog = env->prog;
16537         u32 i, l_off, l_cnt, nr_linfo;
16538         struct bpf_line_info *linfo;
16539
16540         nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
16541         if (!nr_linfo)
16542                 return 0;
16543
16544         linfo = prog->aux->linfo;
16545
16546         /* find first line info to remove, count lines to be removed */
16547         for (i = 0; i < nr_linfo; i++)
16548                 if (linfo[i].insn_off >= off)
16549                         break;
16550
16551         l_off = i;
16552         l_cnt = 0;
16553         for (; i < nr_linfo; i++)
16554                 if (linfo[i].insn_off < off + cnt)
16555                         l_cnt++;
16556                 else
16557                         break;
16558
16559         /* First live insn doesn't match first live linfo, it needs to "inherit"
16560          * last removed linfo.  prog is already modified, so prog->len == off
16561          * means no live instructions after (tail of the program was removed).
16562          */
16563         if (prog->len != off && l_cnt &&
16564             (i == nr_linfo || linfo[i].insn_off != off + cnt)) {
16565                 l_cnt--;
16566                 linfo[--i].insn_off = off + cnt;
16567         }
16568
16569         /* remove the line info which refer to the removed instructions */
16570         if (l_cnt) {
16571                 memmove(linfo + l_off, linfo + i,
16572                         sizeof(*linfo) * (nr_linfo - i));
16573
16574                 prog->aux->nr_linfo -= l_cnt;
16575                 nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
16576         }
16577
16578         /* pull all linfo[i].insn_off >= off + cnt in by cnt */
16579         for (i = l_off; i < nr_linfo; i++)
16580                 linfo[i].insn_off -= cnt;
16581
16582         /* fix up all subprogs (incl. 'exit') which start >= off */
16583         for (i = 0; i <= env->subprog_cnt; i++)
16584                 if (env->subprog_info[i].linfo_idx > l_off) {
16585                         /* program may have started in the removed region but
16586                          * may not be fully removed
16587                          */
16588                         if (env->subprog_info[i].linfo_idx >= l_off + l_cnt)
16589                                 env->subprog_info[i].linfo_idx -= l_cnt;
16590                         else
16591                                 env->subprog_info[i].linfo_idx = l_off;
16592                 }
16593
16594         return 0;
16595 }
16596
16597 static int verifier_remove_insns(struct bpf_verifier_env *env, u32 off, u32 cnt)
16598 {
16599         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
16600         unsigned int orig_prog_len = env->prog->len;
16601         int err;
16602
16603         if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux))
16604                 bpf_prog_offload_remove_insns(env, off, cnt);
16605
16606         err = bpf_remove_insns(env->prog, off, cnt);
16607         if (err)
16608                 return err;
16609
16610         err = adjust_subprog_starts_after_remove(env, off, cnt);
16611         if (err)
16612                 return err;
16613
16614         err = bpf_adj_linfo_after_remove(env, off, cnt);
16615         if (err)
16616                 return err;
16617
16618         memmove(aux_data + off, aux_data + off + cnt,
16619                 sizeof(*aux_data) * (orig_prog_len - off - cnt));
16620
16621         return 0;
16622 }
16623
16624 /* The verifier does more data flow analysis than llvm and will not
16625  * explore branches that are dead at run time. Malicious programs can
16626  * have dead code too. Therefore replace all dead at-run-time code
16627  * with 'ja -1'.
16628  *
16629  * Just nops are not optimal, e.g. if they would sit at the end of the
16630  * program and through another bug we would manage to jump there, then
16631  * we'd execute beyond program memory otherwise. Returning exception
16632  * code also wouldn't work since we can have subprogs where the dead
16633  * code could be located.
16634  */
16635 static void sanitize_dead_code(struct bpf_verifier_env *env)
16636 {
16637         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
16638         struct bpf_insn trap = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, -1);
16639         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
16640         const int insn_cnt = env->prog->len;
16641         int i;
16642
16643         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
16644                 if (aux_data[i].seen)
16645                         continue;
16646                 memcpy(insn + i, &trap, sizeof(trap));
16647                 aux_data[i].zext_dst = false;
16648         }
16649 }
16650
16651 static bool insn_is_cond_jump(u8 code)
16652 {
16653         u8 op;
16654
16655         if (BPF_CLASS(code) == BPF_JMP32)
16656                 return true;
16657
16658         if (BPF_CLASS(code) != BPF_JMP)
16659                 return false;
16660
16661         op = BPF_OP(code);
16662         return op != BPF_JA && op != BPF_EXIT && op != BPF_CALL;
16663 }
16664
16665 static void opt_hard_wire_dead_code_branches(struct bpf_verifier_env *env)
16666 {
16667         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
16668         struct bpf_insn ja = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 0);
16669         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
16670         const int insn_cnt = env->prog->len;
16671         int i;
16672
16673         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
16674                 if (!insn_is_cond_jump(insn->code))
16675                         continue;
16676
16677                 if (!aux_data[i + 1].seen)
16678                         ja.off = insn->off;
16679                 else if (!aux_data[i + 1 + insn->off].seen)
16680                         ja.off = 0;
16681                 else
16682                         continue;
16683
16684                 if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux))
16685                         bpf_prog_offload_replace_insn(env, i, &ja);
16686
16687                 memcpy(insn, &ja, sizeof(ja));
16688         }
16689 }
16690
16691 static int opt_remove_dead_code(struct bpf_verifier_env *env)
16692 {
16693         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
16694         int insn_cnt = env->prog->len;
16695         int i, err;
16696
16697         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
16698                 int j;
16699
16700                 j = 0;
16701                 while (i + j < insn_cnt && !aux_data[i + j].seen)
16702                         j++;
16703                 if (!j)
16704                         continue;
16705
16706                 err = verifier_remove_insns(env, i, j);
16707                 if (err)
16708                         return err;
16709                 insn_cnt = env->prog->len;
16710         }
16711
16712         return 0;
16713 }
16714
16715 static int opt_remove_nops(struct bpf_verifier_env *env)
16716 {
16717         const struct bpf_insn ja = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 0);
16718         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
16719         int insn_cnt = env->prog->len;
16720         int i, err;
16721
16722         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
16723                 if (memcmp(&insn[i], &ja, sizeof(ja)))
16724                         continue;
16725
16726                 err = verifier_remove_insns(env, i, 1);
16727                 if (err)
16728                         return err;
16729                 insn_cnt--;
16730                 i--;
16731         }
16732
16733         return 0;
16734 }
16735
16736 static int opt_subreg_zext_lo32_rnd_hi32(struct bpf_verifier_env *env,
16737                                          const union bpf_attr *attr)
16738 {
16739         struct bpf_insn *patch, zext_patch[2], rnd_hi32_patch[4];
16740         struct bpf_insn_aux_data *aux = env->insn_aux_data;
16741         int i, patch_len, delta = 0, len = env->prog->len;
16742         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
16743         struct bpf_prog *new_prog;
16744         bool rnd_hi32;
16745
16746         rnd_hi32 = attr->prog_flags & BPF_F_TEST_RND_HI32;
16747         zext_patch[1] = BPF_ZEXT_REG(0);
16748         rnd_hi32_patch[1] = BPF_ALU64_IMM(BPF_MOV, BPF_REG_AX, 0);
16749         rnd_hi32_patch[2] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_AX, 32);
16750         rnd_hi32_patch[3] = BPF_ALU64_REG(BPF_OR, 0, BPF_REG_AX);
16751         for (i = 0; i < len; i++) {
16752                 int adj_idx = i + delta;
16753                 struct bpf_insn insn;
16754                 int load_reg;
16755
16756                 insn = insns[adj_idx];
16757                 load_reg = insn_def_regno(&insn);
16758                 if (!aux[adj_idx].zext_dst) {
16759                         u8 code, class;
16760                         u32 imm_rnd;
16761
16762                         if (!rnd_hi32)
16763                                 continue;
16764
16765                         code = insn.code;
16766                         class = BPF_CLASS(code);
16767                         if (load_reg == -1)
16768                                 continue;
16769
16770                         /* NOTE: arg "reg" (the fourth one) is only used for
16771                          *       BPF_STX + SRC_OP, so it is safe to pass NULL
16772                          *       here.
16773                          */
16774                         if (is_reg64(env, &insn, load_reg, NULL, DST_OP)) {
16775                                 if (class == BPF_LD &&
16776                                     BPF_MODE(code) == BPF_IMM)
16777                                         i++;
16778                                 continue;
16779                         }
16780
16781                         /* ctx load could be transformed into wider load. */
16782                         if (class == BPF_LDX &&
16783                             aux[adj_idx].ptr_type == PTR_TO_CTX)
16784                                 continue;
16785
16786                         imm_rnd = get_random_u32();
16787                         rnd_hi32_patch[0] = insn;
16788                         rnd_hi32_patch[1].imm = imm_rnd;
16789                         rnd_hi32_patch[3].dst_reg = load_reg;
16790                         patch = rnd_hi32_patch;
16791                         patch_len = 4;
16792                         goto apply_patch_buffer;
16793                 }
16794
16795                 /* Add in an zero-extend instruction if a) the JIT has requested
16796                  * it or b) it's a CMPXCHG.
16797                  *
16798                  * The latter is because: BPF_CMPXCHG always loads a value into
16799                  * R0, therefore always zero-extends. However some archs'
16800                  * equivalent instruction only does this load when the
16801                  * comparison is successful. This detail of CMPXCHG is
16802                  * orthogonal to the general zero-extension behaviour of the
16803                  * CPU, so it's treated independently of bpf_jit_needs_zext.
16804                  */
16805                 if (!bpf_jit_needs_zext() && !is_cmpxchg_insn(&insn))
16806                         continue;
16807
16808                 /* Zero-extension is done by the caller. */
16809                 if (bpf_pseudo_kfunc_call(&insn))
16810                         continue;
16811
16812                 if (WARN_ON(load_reg == -1)) {
16813                         verbose(env, "verifier bug. zext_dst is set, but no reg is defined\n");
16814                         return -EFAULT;
16815                 }
16816
16817                 zext_patch[0] = insn;
16818                 zext_patch[1].dst_reg = load_reg;
16819                 zext_patch[1].src_reg = load_reg;
16820                 patch = zext_patch;
16821                 patch_len = 2;
16822 apply_patch_buffer:
16823                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, adj_idx, patch, patch_len);
16824                 if (!new_prog)
16825                         return -ENOMEM;
16826                 env->prog = new_prog;
16827                 insns = new_prog->insnsi;
16828                 aux = env->insn_aux_data;
16829                 delta += patch_len - 1;
16830         }
16831
16832         return 0;
16833 }
16834
16835 /* convert load instructions that access fields of a context type into a
16836  * sequence of instructions that access fields of the underlying structure:
16837  *     struct __sk_buff    -> struct sk_buff
16838  *     struct bpf_sock_ops -> struct sock
16839  */
16840 static int convert_ctx_accesses(struct bpf_verifier_env *env)
16841 {
16842         const struct bpf_verifier_ops *ops = env->ops;
16843         int i, cnt, size, ctx_field_size, delta = 0;
16844         const int insn_cnt = env->prog->len;
16845         struct bpf_insn insn_buf[16], *insn;
16846         u32 target_size, size_default, off;
16847         struct bpf_prog *new_prog;
16848         enum bpf_access_type type;
16849         bool is_narrower_load;
16850
16851         if (ops->gen_prologue || env->seen_direct_write) {
16852                 if (!ops->gen_prologue) {
16853                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
16854                         return -EINVAL;
16855                 }
16856                 cnt = ops->gen_prologue(insn_buf, env->seen_direct_write,
16857                                         env->prog);
16858                 if (cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
16859                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
16860                         return -EINVAL;
16861                 } else if (cnt) {
16862                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, 0, insn_buf, cnt);
16863                         if (!new_prog)
16864                                 return -ENOMEM;
16865
16866                         env->prog = new_prog;
16867                         delta += cnt - 1;
16868                 }
16869         }
16870
16871         if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux))
16872                 return 0;
16873
16874         insn = env->prog->insnsi + delta;
16875
16876         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
16877                 bpf_convert_ctx_access_t convert_ctx_access;
16878
16879                 if (insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_B) ||
16880                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_H) ||
16881                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_W) ||
16882                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_DW)) {
16883                         type = BPF_READ;
16884                 } else if (insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_B) ||
16885                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_H) ||
16886                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_W) ||
16887                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_DW) ||
16888                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_B) ||
16889                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_H) ||
16890                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_W) ||
16891                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_DW)) {
16892                         type = BPF_WRITE;
16893                 } else {
16894                         continue;
16895                 }
16896
16897                 if (type == BPF_WRITE &&
16898                     env->insn_aux_data[i + delta].sanitize_stack_spill) {
16899                         struct bpf_insn patch[] = {
16900                                 *insn,
16901                                 BPF_ST_NOSPEC(),
16902                         };
16903
16904                         cnt = ARRAY_SIZE(patch);
16905                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, patch, cnt);
16906                         if (!new_prog)
16907                                 return -ENOMEM;
16908
16909                         delta    += cnt - 1;
16910                         env->prog = new_prog;
16911                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
16912                         continue;
16913                 }
16914
16915                 switch ((int)env->insn_aux_data[i + delta].ptr_type) {
16916                 case PTR_TO_CTX:
16917                         if (!ops->convert_ctx_access)
16918                                 continue;
16919                         convert_ctx_access = ops->convert_ctx_access;
16920                         break;
16921                 case PTR_TO_SOCKET:
16922                 case PTR_TO_SOCK_COMMON:
16923                         convert_ctx_access = bpf_sock_convert_ctx_access;
16924                         break;
16925                 case PTR_TO_TCP_SOCK:
16926                         convert_ctx_access = bpf_tcp_sock_convert_ctx_access;
16927                         break;
16928                 case PTR_TO_XDP_SOCK:
16929                         convert_ctx_access = bpf_xdp_sock_convert_ctx_access;
16930                         break;
16931                 case PTR_TO_BTF_ID:
16932                 case PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED:
16933                 /* PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC always has a valid lifetime, unlike
16934                  * PTR_TO_BTF_ID, and an active ref_obj_id, but the same cannot
16935                  * be said once it is marked PTR_UNTRUSTED, hence we must handle
16936                  * any faults for loads into such types. BPF_WRITE is disallowed
16937                  * for this case.
16938                  */
16939                 case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | PTR_UNTRUSTED:
16940                         if (type == BPF_READ) {
16941                                 insn->code = BPF_LDX | BPF_PROBE_MEM |
16942                                         BPF_SIZE((insn)->code);
16943                                 env->prog->aux->num_exentries++;
16944                         }
16945                         continue;
16946                 default:
16947                         continue;
16948                 }
16949
16950                 ctx_field_size = env->insn_aux_data[i + delta].ctx_field_size;
16951                 size = BPF_LDST_BYTES(insn);
16952
16953                 /* If the read access is a narrower load of the field,
16954                  * convert to a 4/8-byte load, to minimum program type specific
16955                  * convert_ctx_access changes. If conversion is successful,
16956                  * we will apply proper mask to the result.
16957                  */
16958                 is_narrower_load = size < ctx_field_size;
16959                 size_default = bpf_ctx_off_adjust_machine(ctx_field_size);
16960                 off = insn->off;
16961                 if (is_narrower_load) {
16962                         u8 size_code;
16963
16964                         if (type == BPF_WRITE) {
16965                                 verbose(env, "bpf verifier narrow ctx access misconfigured\n");
16966                                 return -EINVAL;
16967                         }
16968
16969                         size_code = BPF_H;
16970                         if (ctx_field_size == 4)
16971                                 size_code = BPF_W;
16972                         else if (ctx_field_size == 8)
16973                                 size_code = BPF_DW;
16974
16975                         insn->off = off & ~(size_default - 1);
16976                         insn->code = BPF_LDX | BPF_MEM | size_code;
16977                 }
16978
16979                 target_size = 0;
16980                 cnt = convert_ctx_access(type, insn, insn_buf, env->prog,
16981                                          &target_size);
16982                 if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf) ||
16983                     (ctx_field_size && !target_size)) {
16984                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
16985                         return -EINVAL;
16986                 }
16987
16988                 if (is_narrower_load && size < target_size) {
16989                         u8 shift = bpf_ctx_narrow_access_offset(
16990                                 off, size, size_default) * 8;
16991                         if (shift && cnt + 1 >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
16992                                 verbose(env, "bpf verifier narrow ctx load misconfigured\n");
16993                                 return -EINVAL;
16994                         }
16995                         if (ctx_field_size <= 4) {
16996                                 if (shift)
16997                                         insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_RSH,
16998                                                                         insn->dst_reg,
16999                                                                         shift);
17000                                 insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, insn->dst_reg,
17001                                                                 (1 << size * 8) - 1);
17002                         } else {
17003                                 if (shift)
17004                                         insn_buf[cnt++] = BPF_ALU64_IMM(BPF_RSH,
17005                                                                         insn->dst_reg,
17006                                                                         shift);
17007                                 insn_buf[cnt++] = BPF_ALU64_IMM(BPF_AND, insn->dst_reg,
17008                                                                 (1ULL << size * 8) - 1);
17009                         }
17010                 }
17011
17012                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
17013                 if (!new_prog)
17014                         return -ENOMEM;
17015
17016                 delta += cnt - 1;
17017
17018                 /* keep walking new program and skip insns we just inserted */
17019                 env->prog = new_prog;
17020                 insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
17021         }
17022
17023         return 0;
17024 }
17025
17026 static int jit_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
17027 {
17028         struct bpf_prog *prog = env->prog, **func, *tmp;
17029         int i, j, subprog_start, subprog_end = 0, len, subprog;
17030         struct bpf_map *map_ptr;
17031         struct bpf_insn *insn;
17032         void *old_bpf_func;
17033         int err, num_exentries;
17034
17035         if (env->subprog_cnt <= 1)
17036                 return 0;
17037
17038         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
17039                 if (!bpf_pseudo_func(insn) && !bpf_pseudo_call(insn))
17040                         continue;
17041
17042                 /* Upon error here we cannot fall back to interpreter but
17043                  * need a hard reject of the program. Thus -EFAULT is
17044                  * propagated in any case.
17045                  */
17046                 subprog = find_subprog(env, i + insn->imm + 1);
17047                 if (subprog < 0) {
17048                         WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
17049                                   i + insn->imm + 1);
17050                         return -EFAULT;
17051                 }
17052                 /* temporarily remember subprog id inside insn instead of
17053                  * aux_data, since next loop will split up all insns into funcs
17054                  */
17055                 insn->off = subprog;
17056                 /* remember original imm in case JIT fails and fallback
17057                  * to interpreter will be needed
17058                  */
17059                 env->insn_aux_data[i].call_imm = insn->imm;
17060                 /* point imm to __bpf_call_base+1 from JITs point of view */
17061                 insn->imm = 1;
17062                 if (bpf_pseudo_func(insn))
17063                         /* jit (e.g. x86_64) may emit fewer instructions
17064                          * if it learns a u32 imm is the same as a u64 imm.
17065                          * Force a non zero here.
17066                          */
17067                         insn[1].imm = 1;
17068         }
17069
17070         err = bpf_prog_alloc_jited_linfo(prog);
17071         if (err)
17072                 goto out_undo_insn;
17073
17074         err = -ENOMEM;
17075         func = kcalloc(env->subprog_cnt, sizeof(prog), GFP_KERNEL);
17076         if (!func)
17077                 goto out_undo_insn;
17078
17079         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
17080                 subprog_start = subprog_end;
17081                 subprog_end = env->subprog_info[i + 1].start;
17082
17083                 len = subprog_end - subprog_start;
17084                 /* bpf_prog_run() doesn't call subprogs directly,
17085                  * hence main prog stats include the runtime of subprogs.
17086                  * subprogs don't have IDs and not reachable via prog_get_next_id
17087                  * func[i]->stats will never be accessed and stays NULL
17088                  */
17089                 func[i] = bpf_prog_alloc_no_stats(bpf_prog_size(len), GFP_USER);
17090                 if (!func[i])
17091                         goto out_free;
17092                 memcpy(func[i]->insnsi, &prog->insnsi[subprog_start],
17093                        len * sizeof(struct bpf_insn));
17094                 func[i]->type = prog->type;
17095                 func[i]->len = len;
17096                 if (bpf_prog_calc_tag(func[i]))
17097                         goto out_free;
17098                 func[i]->is_func = 1;
17099                 func[i]->aux->func_idx = i;
17100                 /* Below members will be freed only at prog->aux */
17101                 func[i]->aux->btf = prog->aux->btf;
17102                 func[i]->aux->func_info = prog->aux->func_info;
17103                 func[i]->aux->func_info_cnt = prog->aux->func_info_cnt;
17104                 func[i]->aux->poke_tab = prog->aux->poke_tab;
17105                 func[i]->aux->size_poke_tab = prog->aux->size_poke_tab;
17106
17107                 for (j = 0; j < prog->aux->size_poke_tab; j++) {
17108                         struct bpf_jit_poke_descriptor *poke;
17109
17110                         poke = &prog->aux->poke_tab[j];
17111                         if (poke->insn_idx < subprog_end &&
17112                             poke->insn_idx >= subprog_start)
17113                                 poke->aux = func[i]->aux;
17114                 }
17115
17116                 func[i]->aux->name[0] = 'F';
17117                 func[i]->aux->stack_depth = env->subprog_info[i].stack_depth;
17118                 func[i]->jit_requested = 1;
17119                 func[i]->blinding_requested = prog->blinding_requested;
17120                 func[i]->aux->kfunc_tab = prog->aux->kfunc_tab;
17121                 func[i]->aux->kfunc_btf_tab = prog->aux->kfunc_btf_tab;
17122                 func[i]->aux->linfo = prog->aux->linfo;
17123                 func[i]->aux->nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
17124                 func[i]->aux->jited_linfo = prog->aux->jited_linfo;
17125                 func[i]->aux->linfo_idx = env->subprog_info[i].linfo_idx;
17126                 num_exentries = 0;
17127                 insn = func[i]->insnsi;
17128                 for (j = 0; j < func[i]->len; j++, insn++) {
17129                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LDX &&
17130                             BPF_MODE(insn->code) == BPF_PROBE_MEM)
17131                                 num_exentries++;
17132                 }
17133                 func[i]->aux->num_exentries = num_exentries;
17134                 func[i]->aux->tail_call_reachable = env->subprog_info[i].tail_call_reachable;
17135                 func[i] = bpf_int_jit_compile(func[i]);
17136                 if (!func[i]->jited) {
17137                         err = -ENOTSUPP;
17138                         goto out_free;
17139                 }
17140                 cond_resched();
17141         }
17142
17143         /* at this point all bpf functions were successfully JITed
17144          * now populate all bpf_calls with correct addresses and
17145          * run last pass of JIT
17146          */
17147         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
17148                 insn = func[i]->insnsi;
17149                 for (j = 0; j < func[i]->len; j++, insn++) {
17150                         if (bpf_pseudo_func(insn)) {
17151                                 subprog = insn->off;
17152                                 insn[0].imm = (u32)(long)func[subprog]->bpf_func;
17153                                 insn[1].imm = ((u64)(long)func[subprog]->bpf_func) >> 32;
17154                                 continue;
17155                         }
17156                         if (!bpf_pseudo_call(insn))
17157                                 continue;
17158                         subprog = insn->off;
17159                         insn->imm = BPF_CALL_IMM(func[subprog]->bpf_func);
17160                 }
17161
17162                 /* we use the aux data to keep a list of the start addresses
17163                  * of the JITed images for each function in the program
17164                  *
17165                  * for some architectures, such as powerpc64, the imm field
17166                  * might not be large enough to hold the offset of the start
17167                  * address of the callee's JITed image from __bpf_call_base
17168                  *
17169                  * in such cases, we can lookup the start address of a callee
17170                  * by using its subprog id, available from the off field of
17171                  * the call instruction, as an index for this list
17172                  */
17173                 func[i]->aux->func = func;
17174                 func[i]->aux->func_cnt = env->subprog_cnt;
17175         }
17176         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
17177                 old_bpf_func = func[i]->bpf_func;
17178                 tmp = bpf_int_jit_compile(func[i]);
17179                 if (tmp != func[i] || func[i]->bpf_func != old_bpf_func) {
17180                         verbose(env, "JIT doesn't support bpf-to-bpf calls\n");
17181                         err = -ENOTSUPP;
17182                         goto out_free;
17183                 }
17184                 cond_resched();
17185         }
17186
17187         /* finally lock prog and jit images for all functions and
17188          * populate kallsysm
17189          */
17190         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
17191                 bpf_prog_lock_ro(func[i]);
17192                 bpf_prog_kallsyms_add(func[i]);
17193         }
17194
17195         /* Last step: make now unused interpreter insns from main
17196          * prog consistent for later dump requests, so they can
17197          * later look the same as if they were interpreted only.
17198          */
17199         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
17200                 if (bpf_pseudo_func(insn)) {
17201                         insn[0].imm = env->insn_aux_data[i].call_imm;
17202                         insn[1].imm = insn->off;
17203                         insn->off = 0;
17204                         continue;
17205                 }
17206                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
17207                         continue;
17208                 insn->off = env->insn_aux_data[i].call_imm;
17209                 subprog = find_subprog(env, i + insn->off + 1);
17210                 insn->imm = subprog;
17211         }
17212
17213         prog->jited = 1;
17214         prog->bpf_func = func[0]->bpf_func;
17215         prog->jited_len = func[0]->jited_len;
17216         prog->aux->func = func;
17217         prog->aux->func_cnt = env->subprog_cnt;
17218         bpf_prog_jit_attempt_done(prog);
17219         return 0;
17220 out_free:
17221         /* We failed JIT'ing, so at this point we need to unregister poke
17222          * descriptors from subprogs, so that kernel is not attempting to
17223          * patch it anymore as we're freeing the subprog JIT memory.
17224          */
17225         for (i = 0; i < prog->aux->size_poke_tab; i++) {
17226                 map_ptr = prog->aux->poke_tab[i].tail_call.map;
17227                 map_ptr->ops->map_poke_untrack(map_ptr, prog->aux);
17228         }
17229         /* At this point we're guaranteed that poke descriptors are not
17230          * live anymore. We can just unlink its descriptor table as it's
17231          * released with the main prog.
17232          */
17233         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
17234                 if (!func[i])
17235                         continue;
17236                 func[i]->aux->poke_tab = NULL;
17237                 bpf_jit_free(func[i]);
17238         }
17239         kfree(func);
17240 out_undo_insn:
17241         /* cleanup main prog to be interpreted */
17242         prog->jit_requested = 0;
17243         prog->blinding_requested = 0;
17244         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
17245                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
17246                         continue;
17247                 insn->off = 0;
17248                 insn->imm = env->insn_aux_data[i].call_imm;
17249         }
17250         bpf_prog_jit_attempt_done(prog);
17251         return err;
17252 }
17253
17254 static int fixup_call_args(struct bpf_verifier_env *env)
17255 {
17256 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
17257         struct bpf_prog *prog = env->prog;
17258         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
17259         bool has_kfunc_call = bpf_prog_has_kfunc_call(prog);
17260         int i, depth;
17261 #endif
17262         int err = 0;
17263
17264         if (env->prog->jit_requested &&
17265             !bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux)) {
17266                 err = jit_subprogs(env);
17267                 if (err == 0)
17268                         return 0;
17269                 if (err == -EFAULT)
17270                         return err;
17271         }
17272 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
17273         if (has_kfunc_call) {
17274                 verbose(env, "calling kernel functions are not allowed in non-JITed programs\n");
17275                 return -EINVAL;
17276         }
17277         if (env->subprog_cnt > 1 && env->prog->aux->tail_call_reachable) {
17278                 /* When JIT fails the progs with bpf2bpf calls and tail_calls
17279                  * have to be rejected, since interpreter doesn't support them yet.
17280                  */
17281                 verbose(env, "tail_calls are not allowed in non-JITed programs with bpf-to-bpf calls\n");
17282                 return -EINVAL;
17283         }
17284         for (i = 0; i < prog->len; i++, insn++) {
17285                 if (bpf_pseudo_func(insn)) {
17286                         /* When JIT fails the progs with callback calls
17287                          * have to be rejected, since interpreter doesn't support them yet.
17288                          */
17289                         verbose(env, "callbacks are not allowed in non-JITed programs\n");
17290                         return -EINVAL;
17291                 }
17292
17293                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
17294                         continue;
17295                 depth = get_callee_stack_depth(env, insn, i);
17296                 if (depth < 0)
17297                         return depth;
17298                 bpf_patch_call_args(insn, depth);
17299         }
17300         err = 0;
17301 #endif
17302         return err;
17303 }
17304
17305 static int fixup_kfunc_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
17306                             struct bpf_insn *insn_buf, int insn_idx, int *cnt)
17307 {
17308         const struct bpf_kfunc_desc *desc;
17309         void *xdp_kfunc;
17310
17311         if (!insn->imm) {
17312                 verbose(env, "invalid kernel function call not eliminated in verifier pass\n");
17313                 return -EINVAL;
17314         }
17315
17316         *cnt = 0;
17317
17318         if (bpf_dev_bound_kfunc_id(insn->imm)) {
17319                 xdp_kfunc = bpf_dev_bound_resolve_kfunc(env->prog, insn->imm);
17320                 if (xdp_kfunc) {
17321                         insn->imm = BPF_CALL_IMM(xdp_kfunc);
17322                         return 0;
17323                 }
17324
17325                 /* fallback to default kfunc when not supported by netdev */
17326         }
17327
17328         /* insn->imm has the btf func_id. Replace it with
17329          * an address (relative to __bpf_call_base).
17330          */
17331         desc = find_kfunc_desc(env->prog, insn->imm, insn->off);
17332         if (!desc) {
17333                 verbose(env, "verifier internal error: kernel function descriptor not found for func_id %u\n",
17334                         insn->imm);
17335                 return -EFAULT;
17336         }
17337
17338         insn->imm = desc->imm;
17339         if (insn->off)
17340                 return 0;
17341         if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_new_impl]) {
17342                 struct btf_struct_meta *kptr_struct_meta = env->insn_aux_data[insn_idx].kptr_struct_meta;
17343                 struct bpf_insn addr[2] = { BPF_LD_IMM64(BPF_REG_2, (long)kptr_struct_meta) };
17344                 u64 obj_new_size = env->insn_aux_data[insn_idx].obj_new_size;
17345
17346                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_1, obj_new_size);
17347                 insn_buf[1] = addr[0];
17348                 insn_buf[2] = addr[1];
17349                 insn_buf[3] = *insn;
17350                 *cnt = 4;
17351         } else if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_drop_impl]) {
17352                 struct btf_struct_meta *kptr_struct_meta = env->insn_aux_data[insn_idx].kptr_struct_meta;
17353                 struct bpf_insn addr[2] = { BPF_LD_IMM64(BPF_REG_2, (long)kptr_struct_meta) };
17354
17355                 insn_buf[0] = addr[0];
17356                 insn_buf[1] = addr[1];
17357                 insn_buf[2] = *insn;
17358                 *cnt = 3;
17359         } else if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_cast_to_kern_ctx] ||
17360                    desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rdonly_cast]) {
17361                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_REG(BPF_REG_0, BPF_REG_1);
17362                 *cnt = 1;
17363         } else if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_from_skb]) {
17364                 bool seen_direct_write = env->seen_direct_write;
17365                 bool is_rdonly = !may_access_direct_pkt_data(env, NULL, BPF_WRITE);
17366
17367                 if (is_rdonly)
17368                         insn->imm = BPF_CALL_IMM(bpf_dynptr_from_skb_rdonly);
17369
17370                 /* restore env->seen_direct_write to its original value, since
17371                  * may_access_direct_pkt_data mutates it
17372                  */
17373                 env->seen_direct_write = seen_direct_write;
17374         }
17375         return 0;
17376 }
17377
17378 /* Do various post-verification rewrites in a single program pass.
17379  * These rewrites simplify JIT and interpreter implementations.
17380  */
17381 static int do_misc_fixups(struct bpf_verifier_env *env)
17382 {
17383         struct bpf_prog *prog = env->prog;
17384         enum bpf_attach_type eatype = prog->expected_attach_type;
17385         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(prog);
17386         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
17387         const struct bpf_func_proto *fn;
17388         const int insn_cnt = prog->len;
17389         const struct bpf_map_ops *ops;
17390         struct bpf_insn_aux_data *aux;
17391         struct bpf_insn insn_buf[16];
17392         struct bpf_prog *new_prog;
17393         struct bpf_map *map_ptr;
17394         int i, ret, cnt, delta = 0;
17395
17396         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
17397                 /* Make divide-by-zero exceptions impossible. */
17398                 if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_MOD | BPF_X) ||
17399                     insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_X) ||
17400                     insn->code == (BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_X) ||
17401                     insn->code == (BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_X)) {
17402                         bool is64 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64;
17403                         bool isdiv = BPF_OP(insn->code) == BPF_DIV;
17404                         struct bpf_insn *patchlet;
17405                         struct bpf_insn chk_and_div[] = {
17406                                 /* [R,W]x div 0 -> 0 */
17407                                 BPF_RAW_INSN((is64 ? BPF_JMP : BPF_JMP32) |
17408                                              BPF_JNE | BPF_K, insn->src_reg,
17409                                              0, 2, 0),
17410                                 BPF_ALU32_REG(BPF_XOR, insn->dst_reg, insn->dst_reg),
17411                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1),
17412                                 *insn,
17413                         };
17414                         struct bpf_insn chk_and_mod[] = {
17415                                 /* [R,W]x mod 0 -> [R,W]x */
17416                                 BPF_RAW_INSN((is64 ? BPF_JMP : BPF_JMP32) |
17417                                              BPF_JEQ | BPF_K, insn->src_reg,
17418                                              0, 1 + (is64 ? 0 : 1), 0),
17419                                 *insn,
17420                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1),
17421                                 BPF_MOV32_REG(insn->dst_reg, insn->dst_reg),
17422                         };
17423
17424                         patchlet = isdiv ? chk_and_div : chk_and_mod;
17425                         cnt = isdiv ? ARRAY_SIZE(chk_and_div) :
17426                                       ARRAY_SIZE(chk_and_mod) - (is64 ? 2 : 0);
17427
17428                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, patchlet, cnt);
17429                         if (!new_prog)
17430                                 return -ENOMEM;
17431
17432                         delta    += cnt - 1;
17433                         env->prog = prog = new_prog;
17434                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
17435                         continue;
17436                 }
17437
17438                 /* Implement LD_ABS and LD_IND with a rewrite, if supported by the program type. */
17439                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LD &&
17440                     (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ABS ||
17441                      BPF_MODE(insn->code) == BPF_IND)) {
17442                         cnt = env->ops->gen_ld_abs(insn, insn_buf);
17443                         if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
17444                                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
17445                                 return -EINVAL;
17446                         }
17447
17448                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
17449                         if (!new_prog)
17450                                 return -ENOMEM;
17451
17452                         delta    += cnt - 1;
17453                         env->prog = prog = new_prog;
17454                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
17455                         continue;
17456                 }
17457
17458                 /* Rewrite pointer arithmetic to mitigate speculation attacks. */
17459                 if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X) ||
17460                     insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X)) {
17461                         const u8 code_add = BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X;
17462                         const u8 code_sub = BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X;
17463                         struct bpf_insn *patch = &insn_buf[0];
17464                         bool issrc, isneg, isimm;
17465                         u32 off_reg;
17466
17467                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
17468                         if (!aux->alu_state ||
17469                             aux->alu_state == BPF_ALU_NON_POINTER)
17470                                 continue;
17471
17472                         isneg = aux->alu_state & BPF_ALU_NEG_VALUE;
17473                         issrc = (aux->alu_state & BPF_ALU_SANITIZE) ==
17474                                 BPF_ALU_SANITIZE_SRC;
17475                         isimm = aux->alu_state & BPF_ALU_IMMEDIATE;
17476
17477                         off_reg = issrc ? insn->src_reg : insn->dst_reg;
17478                         if (isimm) {
17479                                 *patch++ = BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_AX, aux->alu_limit);
17480                         } else {
17481                                 if (isneg)
17482                                         *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MUL, off_reg, -1);
17483                                 *patch++ = BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_AX, aux->alu_limit);
17484                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_SUB, BPF_REG_AX, off_reg);
17485                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_OR, BPF_REG_AX, off_reg);
17486                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_NEG, BPF_REG_AX, 0);
17487                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_ARSH, BPF_REG_AX, 63);
17488                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_AND, BPF_REG_AX, off_reg);
17489                         }
17490                         if (!issrc)
17491                                 *patch++ = BPF_MOV64_REG(insn->dst_reg, insn->src_reg);
17492                         insn->src_reg = BPF_REG_AX;
17493                         if (isneg)
17494                                 insn->code = insn->code == code_add ?
17495                                              code_sub : code_add;
17496                         *patch++ = *insn;
17497                         if (issrc && isneg && !isimm)
17498                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MUL, off_reg, -1);
17499                         cnt = patch - insn_buf;
17500
17501                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
17502                         if (!new_prog)
17503                                 return -ENOMEM;
17504
17505                         delta    += cnt - 1;
17506                         env->prog = prog = new_prog;
17507                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
17508                         continue;
17509                 }
17510
17511                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL))
17512                         continue;
17513                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
17514                         continue;
17515                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL) {
17516                         ret = fixup_kfunc_call(env, insn, insn_buf, i + delta, &cnt);
17517                         if (ret)
17518                                 return ret;
17519                         if (cnt == 0)
17520                                 continue;
17521
17522                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
17523                         if (!new_prog)
17524                                 return -ENOMEM;
17525
17526                         delta    += cnt - 1;
17527                         env->prog = prog = new_prog;
17528                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
17529                         continue;
17530                 }
17531
17532                 if (insn->imm == BPF_FUNC_get_route_realm)
17533                         prog->dst_needed = 1;
17534                 if (insn->imm == BPF_FUNC_get_prandom_u32)
17535                         bpf_user_rnd_init_once();
17536                 if (insn->imm == BPF_FUNC_override_return)
17537                         prog->kprobe_override = 1;
17538                 if (insn->imm == BPF_FUNC_tail_call) {
17539                         /* If we tail call into other programs, we
17540                          * cannot make any assumptions since they can
17541                          * be replaced dynamically during runtime in
17542                          * the program array.
17543                          */
17544                         prog->cb_access = 1;
17545                         if (!allow_tail_call_in_subprogs(env))
17546                                 prog->aux->stack_depth = MAX_BPF_STACK;
17547                         prog->aux->max_pkt_offset = MAX_PACKET_OFF;
17548
17549                         /* mark bpf_tail_call as different opcode to avoid
17550                          * conditional branch in the interpreter for every normal
17551                          * call and to prevent accidental JITing by JIT compiler
17552                          * that doesn't support bpf_tail_call yet
17553                          */
17554                         insn->imm = 0;
17555                         insn->code = BPF_JMP | BPF_TAIL_CALL;
17556
17557                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
17558                         if (env->bpf_capable && !prog->blinding_requested &&
17559                             prog->jit_requested &&
17560                             !bpf_map_key_poisoned(aux) &&
17561                             !bpf_map_ptr_poisoned(aux) &&
17562                             !bpf_map_ptr_unpriv(aux)) {
17563                                 struct bpf_jit_poke_descriptor desc = {
17564                                         .reason = BPF_POKE_REASON_TAIL_CALL,
17565                                         .tail_call.map = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state),
17566                                         .tail_call.key = bpf_map_key_immediate(aux),
17567                                         .insn_idx = i + delta,
17568                                 };
17569
17570                                 ret = bpf_jit_add_poke_descriptor(prog, &desc);
17571                                 if (ret < 0) {
17572                                         verbose(env, "adding tail call poke descriptor failed\n");
17573                                         return ret;
17574                                 }
17575
17576                                 insn->imm = ret + 1;
17577                                 continue;
17578                         }
17579
17580                         if (!bpf_map_ptr_unpriv(aux))
17581                                 continue;
17582
17583                         /* instead of changing every JIT dealing with tail_call
17584                          * emit two extra insns:
17585                          * if (index >= max_entries) goto out;
17586                          * index &= array->index_mask;
17587                          * to avoid out-of-bounds cpu speculation
17588                          */
17589                         if (bpf_map_ptr_poisoned(aux)) {
17590                                 verbose(env, "tail_call abusing map_ptr\n");
17591                                 return -EINVAL;
17592                         }
17593
17594                         map_ptr = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state);
17595                         insn_buf[0] = BPF_JMP_IMM(BPF_JGE, BPF_REG_3,
17596                                                   map_ptr->max_entries, 2);
17597                         insn_buf[1] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, BPF_REG_3,
17598                                                     container_of(map_ptr,
17599                                                                  struct bpf_array,
17600                                                                  map)->index_mask);
17601                         insn_buf[2] = *insn;
17602                         cnt = 3;
17603                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
17604                         if (!new_prog)
17605                                 return -ENOMEM;
17606
17607                         delta    += cnt - 1;
17608                         env->prog = prog = new_prog;
17609                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
17610                         continue;
17611                 }
17612
17613                 if (insn->imm == BPF_FUNC_timer_set_callback) {
17614                         /* The verifier will process callback_fn as many times as necessary
17615                          * with different maps and the register states prepared by
17616                          * set_timer_callback_state will be accurate.
17617                          *
17618                          * The following use case is valid:
17619                          *   map1 is shared by prog1, prog2, prog3.
17620                          *   prog1 calls bpf_timer_init for some map1 elements
17621                          *   prog2 calls bpf_timer_set_callback for some map1 elements.
17622                          *     Those that were not bpf_timer_init-ed will return -EINVAL.
17623                          *   prog3 calls bpf_timer_start for some map1 elements.
17624                          *     Those that were not both bpf_timer_init-ed and
17625                          *     bpf_timer_set_callback-ed will return -EINVAL.
17626                          */
17627                         struct bpf_insn ld_addrs[2] = {
17628                                 BPF_LD_IMM64(BPF_REG_3, (long)prog->aux),
17629                         };
17630
17631                         insn_buf[0] = ld_addrs[0];
17632                         insn_buf[1] = ld_addrs[1];
17633                         insn_buf[2] = *insn;
17634                         cnt = 3;
17635
17636                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
17637                         if (!new_prog)
17638                                 return -ENOMEM;
17639
17640                         delta    += cnt - 1;
17641                         env->prog = prog = new_prog;
17642                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
17643                         goto patch_call_imm;
17644                 }
17645
17646                 if (is_storage_get_function(insn->imm)) {
17647                         if (!env->prog->aux->sleepable ||
17648                             env->insn_aux_data[i + delta].storage_get_func_atomic)
17649                                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_5, (__force __s32)GFP_ATOMIC);
17650                         else
17651                                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_5, (__force __s32)GFP_KERNEL);
17652                         insn_buf[1] = *insn;
17653                         cnt = 2;
17654
17655                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
17656                         if (!new_prog)
17657                                 return -ENOMEM;
17658
17659                         delta += cnt - 1;
17660                         env->prog = prog = new_prog;
17661                         insn = new_prog->insnsi + i + delta;
17662                         goto patch_call_imm;
17663                 }
17664
17665                 /* BPF_EMIT_CALL() assumptions in some of the map_gen_lookup
17666                  * and other inlining handlers are currently limited to 64 bit
17667                  * only.
17668                  */
17669                 if (prog->jit_requested && BITS_PER_LONG == 64 &&
17670                     (insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_elem ||
17671                      insn->imm == BPF_FUNC_map_update_elem ||
17672                      insn->imm == BPF_FUNC_map_delete_elem ||
17673                      insn->imm == BPF_FUNC_map_push_elem   ||
17674                      insn->imm == BPF_FUNC_map_pop_elem    ||
17675                      insn->imm == BPF_FUNC_map_peek_elem   ||
17676                      insn->imm == BPF_FUNC_redirect_map    ||
17677                      insn->imm == BPF_FUNC_for_each_map_elem ||
17678                      insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem)) {
17679                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
17680                         if (bpf_map_ptr_poisoned(aux))
17681                                 goto patch_call_imm;
17682
17683                         map_ptr = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state);
17684                         ops = map_ptr->ops;
17685                         if (insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
17686                             ops->map_gen_lookup) {
17687                                 cnt = ops->map_gen_lookup(map_ptr, insn_buf);
17688                                 if (cnt == -EOPNOTSUPP)
17689                                         goto patch_map_ops_generic;
17690                                 if (cnt <= 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
17691                                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
17692                                         return -EINVAL;
17693                                 }
17694
17695                                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta,
17696                                                                insn_buf, cnt);
17697                                 if (!new_prog)
17698                                         return -ENOMEM;
17699
17700                                 delta    += cnt - 1;
17701                                 env->prog = prog = new_prog;
17702                                 insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
17703                                 continue;
17704                         }
17705
17706                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_lookup_elem,
17707                                      (void *(*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
17708                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_delete_elem,
17709                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
17710                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_update_elem,
17711                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
17712                                               u64 flags))NULL));
17713                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_push_elem,
17714                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *value,
17715                                               u64 flags))NULL));
17716                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_pop_elem,
17717                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *value))NULL));
17718                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_peek_elem,
17719                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *value))NULL));
17720                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_redirect,
17721                                      (long (*)(struct bpf_map *map, u64 index, u64 flags))NULL));
17722                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_for_each_callback,
17723                                      (long (*)(struct bpf_map *map,
17724                                               bpf_callback_t callback_fn,
17725                                               void *callback_ctx,
17726                                               u64 flags))NULL));
17727                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_lookup_percpu_elem,
17728                                      (void *(*)(struct bpf_map *map, void *key, u32 cpu))NULL));
17729
17730 patch_map_ops_generic:
17731                         switch (insn->imm) {
17732                         case BPF_FUNC_map_lookup_elem:
17733                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_lookup_elem);
17734                                 continue;
17735                         case BPF_FUNC_map_update_elem:
17736                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_update_elem);
17737                                 continue;
17738                         case BPF_FUNC_map_delete_elem:
17739                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_delete_elem);
17740                                 continue;
17741                         case BPF_FUNC_map_push_elem:
17742                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_push_elem);
17743                                 continue;
17744                         case BPF_FUNC_map_pop_elem:
17745                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_pop_elem);
17746                                 continue;
17747                         case BPF_FUNC_map_peek_elem:
17748                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_peek_elem);
17749                                 continue;
17750                         case BPF_FUNC_redirect_map:
17751                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_redirect);
17752                                 continue;
17753                         case BPF_FUNC_for_each_map_elem:
17754                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_for_each_callback);
17755                                 continue;
17756                         case BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem:
17757                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_lookup_percpu_elem);
17758                                 continue;
17759                         }
17760
17761                         goto patch_call_imm;
17762                 }
17763
17764                 /* Implement bpf_jiffies64 inline. */
17765                 if (prog->jit_requested && BITS_PER_LONG == 64 &&
17766                     insn->imm == BPF_FUNC_jiffies64) {
17767                         struct bpf_insn ld_jiffies_addr[2] = {
17768                                 BPF_LD_IMM64(BPF_REG_0,
17769                                              (unsigned long)&jiffies),
17770                         };
17771
17772                         insn_buf[0] = ld_jiffies_addr[0];
17773                         insn_buf[1] = ld_jiffies_addr[1];
17774                         insn_buf[2] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0,
17775                                                   BPF_REG_0, 0);
17776                         cnt = 3;
17777
17778                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf,
17779                                                        cnt);
17780                         if (!new_prog)
17781                                 return -ENOMEM;
17782
17783                         delta    += cnt - 1;
17784                         env->prog = prog = new_prog;
17785                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
17786                         continue;
17787                 }
17788
17789                 /* Implement bpf_get_func_arg inline. */
17790                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
17791                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_arg) {
17792                         /* Load nr_args from ctx - 8 */
17793                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -8);
17794                         insn_buf[1] = BPF_JMP32_REG(BPF_JGE, BPF_REG_2, BPF_REG_0, 6);
17795                         insn_buf[2] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_2, 3);
17796                         insn_buf[3] = BPF_ALU64_REG(BPF_ADD, BPF_REG_2, BPF_REG_1);
17797                         insn_buf[4] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_2, 0);
17798                         insn_buf[5] = BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_3, BPF_REG_0, 0);
17799                         insn_buf[6] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, 0);
17800                         insn_buf[7] = BPF_JMP_A(1);
17801                         insn_buf[8] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, -EINVAL);
17802                         cnt = 9;
17803
17804                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
17805                         if (!new_prog)
17806                                 return -ENOMEM;
17807
17808                         delta    += cnt - 1;
17809                         env->prog = prog = new_prog;
17810                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
17811                         continue;
17812                 }
17813
17814                 /* Implement bpf_get_func_ret inline. */
17815                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
17816                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_ret) {
17817                         if (eatype == BPF_TRACE_FEXIT ||
17818                             eatype == BPF_MODIFY_RETURN) {
17819                                 /* Load nr_args from ctx - 8 */
17820                                 insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -8);
17821                                 insn_buf[1] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_0, 3);
17822                                 insn_buf[2] = BPF_ALU64_REG(BPF_ADD, BPF_REG_0, BPF_REG_1);
17823                                 insn_buf[3] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_3, BPF_REG_0, 0);
17824                                 insn_buf[4] = BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_2, BPF_REG_3, 0);
17825                                 insn_buf[5] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, 0);
17826                                 cnt = 6;
17827                         } else {
17828                                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, -EOPNOTSUPP);
17829                                 cnt = 1;
17830                         }
17831
17832                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
17833                         if (!new_prog)
17834                                 return -ENOMEM;
17835
17836                         delta    += cnt - 1;
17837                         env->prog = prog = new_prog;
17838                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
17839                         continue;
17840                 }
17841
17842                 /* Implement get_func_arg_cnt inline. */
17843                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
17844                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_arg_cnt) {
17845                         /* Load nr_args from ctx - 8 */
17846                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -8);
17847
17848                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, 1);
17849                         if (!new_prog)
17850                                 return -ENOMEM;
17851
17852                         env->prog = prog = new_prog;
17853                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
17854                         continue;
17855                 }
17856
17857                 /* Implement bpf_get_func_ip inline. */
17858                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
17859                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_ip) {
17860                         /* Load IP address from ctx - 16 */
17861                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -16);
17862
17863                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, 1);
17864                         if (!new_prog)
17865                                 return -ENOMEM;
17866
17867                         env->prog = prog = new_prog;
17868                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
17869                         continue;
17870                 }
17871
17872 patch_call_imm:
17873                 fn = env->ops->get_func_proto(insn->imm, env->prog);
17874                 /* all functions that have prototype and verifier allowed
17875                  * programs to call them, must be real in-kernel functions
17876                  */
17877                 if (!fn->func) {
17878                         verbose(env,
17879                                 "kernel subsystem misconfigured func %s#%d\n",
17880                                 func_id_name(insn->imm), insn->imm);
17881                         return -EFAULT;
17882                 }
17883                 insn->imm = fn->func - __bpf_call_base;
17884         }
17885
17886         /* Since poke tab is now finalized, publish aux to tracker. */
17887         for (i = 0; i < prog->aux->size_poke_tab; i++) {
17888                 map_ptr = prog->aux->poke_tab[i].tail_call.map;
17889                 if (!map_ptr->ops->map_poke_track ||
17890                     !map_ptr->ops->map_poke_untrack ||
17891                     !map_ptr->ops->map_poke_run) {
17892                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
17893                         return -EINVAL;
17894                 }
17895
17896                 ret = map_ptr->ops->map_poke_track(map_ptr, prog->aux);
17897                 if (ret < 0) {
17898                         verbose(env, "tracking tail call prog failed\n");
17899                         return ret;
17900                 }
17901         }
17902
17903         sort_kfunc_descs_by_imm(env->prog);
17904
17905         return 0;
17906 }
17907
17908 static struct bpf_prog *inline_bpf_loop(struct bpf_verifier_env *env,
17909                                         int position,
17910                                         s32 stack_base,
17911                                         u32 callback_subprogno,
17912                                         u32 *cnt)
17913 {
17914         s32 r6_offset = stack_base + 0 * BPF_REG_SIZE;
17915         s32 r7_offset = stack_base + 1 * BPF_REG_SIZE;
17916         s32 r8_offset = stack_base + 2 * BPF_REG_SIZE;
17917         int reg_loop_max = BPF_REG_6;
17918         int reg_loop_cnt = BPF_REG_7;
17919         int reg_loop_ctx = BPF_REG_8;
17920
17921         struct bpf_prog *new_prog;
17922         u32 callback_start;
17923         u32 call_insn_offset;
17924         s32 callback_offset;
17925
17926         /* This represents an inlined version of bpf_iter.c:bpf_loop,
17927          * be careful to modify this code in sync.
17928          */
17929         struct bpf_insn insn_buf[] = {
17930                 /* Return error and jump to the end of the patch if
17931                  * expected number of iterations is too big.
17932                  */
17933                 BPF_JMP_IMM(BPF_JLE, BPF_REG_1, BPF_MAX_LOOPS, 2),
17934                 BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_0, -E2BIG),
17935                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 16),
17936                 /* spill R6, R7, R8 to use these as loop vars */
17937                 BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_10, BPF_REG_6, r6_offset),
17938                 BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_10, BPF_REG_7, r7_offset),
17939                 BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_10, BPF_REG_8, r8_offset),
17940                 /* initialize loop vars */
17941                 BPF_MOV64_REG(reg_loop_max, BPF_REG_1),
17942                 BPF_MOV32_IMM(reg_loop_cnt, 0),
17943                 BPF_MOV64_REG(reg_loop_ctx, BPF_REG_3),
17944                 /* loop header,
17945                  * if reg_loop_cnt >= reg_loop_max skip the loop body
17946                  */
17947                 BPF_JMP_REG(BPF_JGE, reg_loop_cnt, reg_loop_max, 5),
17948                 /* callback call,
17949                  * correct callback offset would be set after patching
17950                  */
17951                 BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, reg_loop_cnt),
17952                 BPF_MOV64_REG(BPF_REG_2, reg_loop_ctx),
17953                 BPF_CALL_REL(0),
17954                 /* increment loop counter */
17955                 BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, reg_loop_cnt, 1),
17956                 /* jump to loop header if callback returned 0 */
17957                 BPF_JMP_IMM(BPF_JEQ, BPF_REG_0, 0, -6),
17958                 /* return value of bpf_loop,
17959                  * set R0 to the number of iterations
17960                  */
17961                 BPF_MOV64_REG(BPF_REG_0, reg_loop_cnt),
17962                 /* restore original values of R6, R7, R8 */
17963                 BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_6, BPF_REG_10, r6_offset),
17964                 BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_7, BPF_REG_10, r7_offset),
17965                 BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_8, BPF_REG_10, r8_offset),
17966         };
17967
17968         *cnt = ARRAY_SIZE(insn_buf);
17969         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, position, insn_buf, *cnt);
17970         if (!new_prog)
17971                 return new_prog;
17972
17973         /* callback start is known only after patching */
17974         callback_start = env->subprog_info[callback_subprogno].start;
17975         /* Note: insn_buf[12] is an offset of BPF_CALL_REL instruction */
17976         call_insn_offset = position + 12;
17977         callback_offset = callback_start - call_insn_offset - 1;
17978         new_prog->insnsi[call_insn_offset].imm = callback_offset;
17979
17980         return new_prog;
17981 }
17982
17983 static bool is_bpf_loop_call(struct bpf_insn *insn)
17984 {
17985         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
17986                 insn->src_reg == 0 &&
17987                 insn->imm == BPF_FUNC_loop;
17988 }
17989
17990 /* For all sub-programs in the program (including main) check
17991  * insn_aux_data to see if there are bpf_loop calls that require
17992  * inlining. If such calls are found the calls are replaced with a
17993  * sequence of instructions produced by `inline_bpf_loop` function and
17994  * subprog stack_depth is increased by the size of 3 registers.
17995  * This stack space is used to spill values of the R6, R7, R8.  These
17996  * registers are used to store the loop bound, counter and context
17997  * variables.
17998  */
17999 static int optimize_bpf_loop(struct bpf_verifier_env *env)
18000 {
18001         struct bpf_subprog_info *subprogs = env->subprog_info;
18002         int i, cur_subprog = 0, cnt, delta = 0;
18003         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
18004         int insn_cnt = env->prog->len;
18005         u16 stack_depth = subprogs[cur_subprog].stack_depth;
18006         u16 stack_depth_roundup = round_up(stack_depth, 8) - stack_depth;
18007         u16 stack_depth_extra = 0;
18008
18009         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
18010                 struct bpf_loop_inline_state *inline_state =
18011                         &env->insn_aux_data[i + delta].loop_inline_state;
18012
18013                 if (is_bpf_loop_call(insn) && inline_state->fit_for_inline) {
18014                         struct bpf_prog *new_prog;
18015
18016                         stack_depth_extra = BPF_REG_SIZE * 3 + stack_depth_roundup;
18017                         new_prog = inline_bpf_loop(env,
18018                                                    i + delta,
18019                                                    -(stack_depth + stack_depth_extra),
18020                                                    inline_state->callback_subprogno,
18021                                                    &cnt);
18022                         if (!new_prog)
18023                                 return -ENOMEM;
18024
18025                         delta     += cnt - 1;
18026                         env->prog  = new_prog;
18027                         insn       = new_prog->insnsi + i + delta;
18028                 }
18029
18030                 if (subprogs[cur_subprog + 1].start == i + delta + 1) {
18031                         subprogs[cur_subprog].stack_depth += stack_depth_extra;
18032                         cur_subprog++;
18033                         stack_depth = subprogs[cur_subprog].stack_depth;
18034                         stack_depth_roundup = round_up(stack_depth, 8) - stack_depth;
18035                         stack_depth_extra = 0;
18036                 }
18037         }
18038
18039         env->prog->aux->stack_depth = env->subprog_info[0].stack_depth;
18040
18041         return 0;
18042 }
18043
18044 static void free_states(struct bpf_verifier_env *env)
18045 {
18046         struct bpf_verifier_state_list *sl, *sln;
18047         int i;
18048
18049         sl = env->free_list;
18050         while (sl) {
18051                 sln = sl->next;
18052                 free_verifier_state(&sl->state, false);
18053                 kfree(sl);
18054                 sl = sln;
18055         }
18056         env->free_list = NULL;
18057
18058         if (!env->explored_states)
18059                 return;
18060
18061         for (i = 0; i < state_htab_size(env); i++) {
18062                 sl = env->explored_states[i];
18063
18064                 while (sl) {
18065                         sln = sl->next;
18066                         free_verifier_state(&sl->state, false);
18067                         kfree(sl);
18068                         sl = sln;
18069                 }
18070                 env->explored_states[i] = NULL;
18071         }
18072 }
18073
18074 static int do_check_common(struct bpf_verifier_env *env, int subprog)
18075 {
18076         bool pop_log = !(env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2);
18077         struct bpf_verifier_state *state;
18078         struct bpf_reg_state *regs;
18079         int ret, i;
18080
18081         env->prev_linfo = NULL;
18082         env->pass_cnt++;
18083
18084         state = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_state), GFP_KERNEL);
18085         if (!state)
18086                 return -ENOMEM;
18087         state->curframe = 0;
18088         state->speculative = false;
18089         state->branches = 1;
18090         state->frame[0] = kzalloc(sizeof(struct bpf_func_state), GFP_KERNEL);
18091         if (!state->frame[0]) {
18092                 kfree(state);
18093                 return -ENOMEM;
18094         }
18095         env->cur_state = state;
18096         init_func_state(env, state->frame[0],
18097                         BPF_MAIN_FUNC /* callsite */,
18098                         0 /* frameno */,
18099                         subprog);
18100         state->first_insn_idx = env->subprog_info[subprog].start;
18101         state->last_insn_idx = -1;
18102
18103         regs = state->frame[state->curframe]->regs;
18104         if (subprog || env->prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT) {
18105                 ret = btf_prepare_func_args(env, subprog, regs);
18106                 if (ret)
18107                         goto out;
18108                 for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++) {
18109                         if (regs[i].type == PTR_TO_CTX)
18110                                 mark_reg_known_zero(env, regs, i);
18111                         else if (regs[i].type == SCALAR_VALUE)
18112                                 mark_reg_unknown(env, regs, i);
18113                         else if (base_type(regs[i].type) == PTR_TO_MEM) {
18114                                 const u32 mem_size = regs[i].mem_size;
18115
18116                                 mark_reg_known_zero(env, regs, i);
18117                                 regs[i].mem_size = mem_size;
18118                                 regs[i].id = ++env->id_gen;
18119                         }
18120                 }
18121         } else {
18122                 /* 1st arg to a function */
18123                 regs[BPF_REG_1].type = PTR_TO_CTX;
18124                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_1);
18125                 ret = btf_check_subprog_arg_match(env, subprog, regs);
18126                 if (ret == -EFAULT)
18127                         /* unlikely verifier bug. abort.
18128                          * ret == 0 and ret < 0 are sadly acceptable for
18129                          * main() function due to backward compatibility.
18130                          * Like socket filter program may be written as:
18131                          * int bpf_prog(struct pt_regs *ctx)
18132                          * and never dereference that ctx in the program.
18133                          * 'struct pt_regs' is a type mismatch for socket
18134                          * filter that should be using 'struct __sk_buff'.
18135                          */
18136                         goto out;
18137         }
18138
18139         ret = do_check(env);
18140 out:
18141         /* check for NULL is necessary, since cur_state can be freed inside
18142          * do_check() under memory pressure.
18143          */
18144         if (env->cur_state) {
18145                 free_verifier_state(env->cur_state, true);
18146                 env->cur_state = NULL;
18147         }
18148         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
18149         if (!ret && pop_log)
18150                 bpf_vlog_reset(&env->log, 0);
18151         free_states(env);
18152         return ret;
18153 }
18154
18155 /* Verify all global functions in a BPF program one by one based on their BTF.
18156  * All global functions must pass verification. Otherwise the whole program is rejected.
18157  * Consider:
18158  * int bar(int);
18159  * int foo(int f)
18160  * {
18161  *    return bar(f);
18162  * }
18163  * int bar(int b)
18164  * {
18165  *    ...
18166  * }
18167  * foo() will be verified first for R1=any_scalar_value. During verification it
18168  * will be assumed that bar() already verified successfully and call to bar()
18169  * from foo() will be checked for type match only. Later bar() will be verified
18170  * independently to check that it's safe for R1=any_scalar_value.
18171  */
18172 static int do_check_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
18173 {
18174         struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
18175         int i, ret;
18176
18177         if (!aux->func_info)
18178                 return 0;
18179
18180         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
18181                 if (aux->func_info_aux[i].linkage != BTF_FUNC_GLOBAL)
18182                         continue;
18183                 env->insn_idx = env->subprog_info[i].start;
18184                 WARN_ON_ONCE(env->insn_idx == 0);
18185                 ret = do_check_common(env, i);
18186                 if (ret) {
18187                         return ret;
18188                 } else if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
18189                         verbose(env,
18190                                 "Func#%d is safe for any args that match its prototype\n",
18191                                 i);
18192                 }
18193         }
18194         return 0;
18195 }
18196
18197 static int do_check_main(struct bpf_verifier_env *env)
18198 {
18199         int ret;
18200
18201         env->insn_idx = 0;
18202         ret = do_check_common(env, 0);
18203         if (!ret)
18204                 env->prog->aux->stack_depth = env->subprog_info[0].stack_depth;
18205         return ret;
18206 }
18207
18208
18209 static void print_verification_stats(struct bpf_verifier_env *env)
18210 {
18211         int i;
18212
18213         if (env->log.level & BPF_LOG_STATS) {
18214                 verbose(env, "verification time %lld usec\n",
18215                         div_u64(env->verification_time, 1000));
18216                 verbose(env, "stack depth ");
18217                 for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
18218                         u32 depth = env->subprog_info[i].stack_depth;
18219
18220                         verbose(env, "%d", depth);
18221                         if (i + 1 < env->subprog_cnt)
18222                                 verbose(env, "+");
18223                 }
18224                 verbose(env, "\n");
18225         }
18226         verbose(env, "processed %d insns (limit %d) max_states_per_insn %d "
18227                 "total_states %d peak_states %d mark_read %d\n",
18228                 env->insn_processed, BPF_COMPLEXITY_LIMIT_INSNS,
18229                 env->max_states_per_insn, env->total_states,
18230                 env->peak_states, env->longest_mark_read_walk);
18231 }
18232
18233 static int check_struct_ops_btf_id(struct bpf_verifier_env *env)
18234 {
18235         const struct btf_type *t, *func_proto;
18236         const struct bpf_struct_ops *st_ops;
18237         const struct btf_member *member;
18238         struct bpf_prog *prog = env->prog;
18239         u32 btf_id, member_idx;
18240         const char *mname;
18241
18242         if (!prog->gpl_compatible) {
18243                 verbose(env, "struct ops programs must have a GPL compatible license\n");
18244                 return -EINVAL;
18245         }
18246
18247         btf_id = prog->aux->attach_btf_id;
18248         st_ops = bpf_struct_ops_find(btf_id);
18249         if (!st_ops) {
18250                 verbose(env, "attach_btf_id %u is not a supported struct\n",
18251                         btf_id);
18252                 return -ENOTSUPP;
18253         }
18254
18255         t = st_ops->type;
18256         member_idx = prog->expected_attach_type;
18257         if (member_idx >= btf_type_vlen(t)) {
18258                 verbose(env, "attach to invalid member idx %u of struct %s\n",
18259                         member_idx, st_ops->name);
18260                 return -EINVAL;
18261         }
18262
18263         member = &btf_type_member(t)[member_idx];
18264         mname = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, member->name_off);
18265         func_proto = btf_type_resolve_func_ptr(btf_vmlinux, member->type,
18266                                                NULL);
18267         if (!func_proto) {
18268                 verbose(env, "attach to invalid member %s(@idx %u) of struct %s\n",
18269                         mname, member_idx, st_ops->name);
18270                 return -EINVAL;
18271         }
18272
18273         if (st_ops->check_member) {
18274                 int err = st_ops->check_member(t, member, prog);
18275
18276                 if (err) {
18277                         verbose(env, "attach to unsupported member %s of struct %s\n",
18278                                 mname, st_ops->name);
18279                         return err;
18280                 }
18281         }
18282
18283         prog->aux->attach_func_proto = func_proto;
18284         prog->aux->attach_func_name = mname;
18285         env->ops = st_ops->verifier_ops;
18286
18287         return 0;
18288 }
18289 #define SECURITY_PREFIX "security_"
18290
18291 static int check_attach_modify_return(unsigned long addr, const char *func_name)
18292 {
18293         if (within_error_injection_list(addr) ||
18294             !strncmp(SECURITY_PREFIX, func_name, sizeof(SECURITY_PREFIX) - 1))
18295                 return 0;
18296
18297         return -EINVAL;
18298 }
18299
18300 /* list of non-sleepable functions that are otherwise on
18301  * ALLOW_ERROR_INJECTION list
18302  */
18303 BTF_SET_START(btf_non_sleepable_error_inject)
18304 /* Three functions below can be called from sleepable and non-sleepable context.
18305  * Assume non-sleepable from bpf safety point of view.
18306  */
18307 BTF_ID(func, __filemap_add_folio)
18308 BTF_ID(func, should_fail_alloc_page)
18309 BTF_ID(func, should_failslab)
18310 BTF_SET_END(btf_non_sleepable_error_inject)
18311
18312 static int check_non_sleepable_error_inject(u32 btf_id)
18313 {
18314         return btf_id_set_contains(&btf_non_sleepable_error_inject, btf_id);
18315 }
18316
18317 int bpf_check_attach_target(struct bpf_verifier_log *log,
18318                             const struct bpf_prog *prog,
18319                             const struct bpf_prog *tgt_prog,
18320                             u32 btf_id,
18321                             struct bpf_attach_target_info *tgt_info)
18322 {
18323         bool prog_extension = prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT;
18324         const char prefix[] = "btf_trace_";
18325         int ret = 0, subprog = -1, i;
18326         const struct btf_type *t;
18327         bool conservative = true;
18328         const char *tname;
18329         struct btf *btf;
18330         long addr = 0;
18331         struct module *mod = NULL;
18332
18333         if (!btf_id) {
18334                 bpf_log(log, "Tracing programs must provide btf_id\n");
18335                 return -EINVAL;
18336         }
18337         btf = tgt_prog ? tgt_prog->aux->btf : prog->aux->attach_btf;
18338         if (!btf) {
18339                 bpf_log(log,
18340                         "FENTRY/FEXIT program can only be attached to another program annotated with BTF\n");
18341                 return -EINVAL;
18342         }
18343         t = btf_type_by_id(btf, btf_id);
18344         if (!t) {
18345                 bpf_log(log, "attach_btf_id %u is invalid\n", btf_id);
18346                 return -EINVAL;
18347         }
18348         tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
18349         if (!tname) {
18350                 bpf_log(log, "attach_btf_id %u doesn't have a name\n", btf_id);
18351                 return -EINVAL;
18352         }
18353         if (tgt_prog) {
18354                 struct bpf_prog_aux *aux = tgt_prog->aux;
18355
18356                 if (bpf_prog_is_dev_bound(prog->aux) &&
18357                     !bpf_prog_dev_bound_match(prog, tgt_prog)) {
18358                         bpf_log(log, "Target program bound device mismatch");
18359                         return -EINVAL;
18360                 }
18361
18362                 for (i = 0; i < aux->func_info_cnt; i++)
18363                         if (aux->func_info[i].type_id == btf_id) {
18364                                 subprog = i;
18365                                 break;
18366                         }
18367                 if (subprog == -1) {
18368                         bpf_log(log, "Subprog %s doesn't exist\n", tname);
18369                         return -EINVAL;
18370                 }
18371                 conservative = aux->func_info_aux[subprog].unreliable;
18372                 if (prog_extension) {
18373                         if (conservative) {
18374                                 bpf_log(log,
18375                                         "Cannot replace static functions\n");
18376                                 return -EINVAL;
18377                         }
18378                         if (!prog->jit_requested) {
18379                                 bpf_log(log,
18380                                         "Extension programs should be JITed\n");
18381                                 return -EINVAL;
18382                         }
18383                 }
18384                 if (!tgt_prog->jited) {
18385                         bpf_log(log, "Can attach to only JITed progs\n");
18386                         return -EINVAL;
18387                 }
18388                 if (tgt_prog->type == prog->type) {
18389                         /* Cannot fentry/fexit another fentry/fexit program.
18390                          * Cannot attach program extension to another extension.
18391                          * It's ok to attach fentry/fexit to extension program.
18392                          */
18393                         bpf_log(log, "Cannot recursively attach\n");
18394                         return -EINVAL;
18395                 }
18396                 if (tgt_prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
18397                     prog_extension &&
18398                     (tgt_prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_FENTRY ||
18399                      tgt_prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_FEXIT)) {
18400                         /* Program extensions can extend all program types
18401                          * except fentry/fexit. The reason is the following.
18402                          * The fentry/fexit programs are used for performance
18403                          * analysis, stats and can be attached to any program
18404                          * type except themselves. When extension program is
18405                          * replacing XDP function it is necessary to allow
18406                          * performance analysis of all functions. Both original
18407                          * XDP program and its program extension. Hence
18408                          * attaching fentry/fexit to BPF_PROG_TYPE_EXT is
18409                          * allowed. If extending of fentry/fexit was allowed it
18410                          * would be possible to create long call chain
18411                          * fentry->extension->fentry->extension beyond
18412                          * reasonable stack size. Hence extending fentry is not
18413                          * allowed.
18414                          */
18415                         bpf_log(log, "Cannot extend fentry/fexit\n");
18416                         return -EINVAL;
18417                 }
18418         } else {
18419                 if (prog_extension) {
18420                         bpf_log(log, "Cannot replace kernel functions\n");
18421                         return -EINVAL;
18422                 }
18423         }
18424
18425         switch (prog->expected_attach_type) {
18426         case BPF_TRACE_RAW_TP:
18427                 if (tgt_prog) {
18428                         bpf_log(log,
18429                                 "Only FENTRY/FEXIT progs are attachable to another BPF prog\n");
18430                         return -EINVAL;
18431                 }
18432                 if (!btf_type_is_typedef(t)) {
18433                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a typedef\n",
18434                                 btf_id);
18435                         return -EINVAL;
18436                 }
18437                 if (strncmp(prefix, tname, sizeof(prefix) - 1)) {
18438                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u points to wrong type name %s\n",
18439                                 btf_id, tname);
18440                         return -EINVAL;
18441                 }
18442                 tname += sizeof(prefix) - 1;
18443                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
18444                 if (!btf_type_is_ptr(t))
18445                         /* should never happen in valid vmlinux build */
18446                         return -EINVAL;
18447                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
18448                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
18449                         /* should never happen in valid vmlinux build */
18450                         return -EINVAL;
18451
18452                 break;
18453         case BPF_TRACE_ITER:
18454                 if (!btf_type_is_func(t)) {
18455                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a function\n",
18456                                 btf_id);
18457                         return -EINVAL;
18458                 }
18459                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
18460                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
18461                         return -EINVAL;
18462                 ret = btf_distill_func_proto(log, btf, t, tname, &tgt_info->fmodel);
18463                 if (ret)
18464                         return ret;
18465                 break;
18466         default:
18467                 if (!prog_extension)
18468                         return -EINVAL;
18469                 fallthrough;
18470         case BPF_MODIFY_RETURN:
18471         case BPF_LSM_MAC:
18472         case BPF_LSM_CGROUP:
18473         case BPF_TRACE_FENTRY:
18474         case BPF_TRACE_FEXIT:
18475                 if (!btf_type_is_func(t)) {
18476                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a function\n",
18477                                 btf_id);
18478                         return -EINVAL;
18479                 }
18480                 if (prog_extension &&
18481                     btf_check_type_match(log, prog, btf, t))
18482                         return -EINVAL;
18483                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
18484                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
18485                         return -EINVAL;
18486
18487                 if ((prog->aux->saved_dst_prog_type || prog->aux->saved_dst_attach_type) &&
18488                     (!tgt_prog || prog->aux->saved_dst_prog_type != tgt_prog->type ||
18489                      prog->aux->saved_dst_attach_type != tgt_prog->expected_attach_type))
18490                         return -EINVAL;
18491
18492                 if (tgt_prog && conservative)
18493                         t = NULL;
18494
18495                 ret = btf_distill_func_proto(log, btf, t, tname, &tgt_info->fmodel);
18496                 if (ret < 0)
18497                         return ret;
18498
18499                 if (tgt_prog) {
18500                         if (subprog == 0)
18501                                 addr = (long) tgt_prog->bpf_func;
18502                         else
18503                                 addr = (long) tgt_prog->aux->func[subprog]->bpf_func;
18504                 } else {
18505                         if (btf_is_module(btf)) {
18506                                 mod = btf_try_get_module(btf);
18507                                 if (mod)
18508                                         addr = find_kallsyms_symbol_value(mod, tname);
18509                                 else
18510                                         addr = 0;
18511                         } else {
18512                                 addr = kallsyms_lookup_name(tname);
18513                         }
18514                         if (!addr) {
18515                                 module_put(mod);
18516                                 bpf_log(log,
18517                                         "The address of function %s cannot be found\n",
18518                                         tname);
18519                                 return -ENOENT;
18520                         }
18521                 }
18522
18523                 if (prog->aux->sleepable) {
18524                         ret = -EINVAL;
18525                         switch (prog->type) {
18526                         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
18527
18528                                 /* fentry/fexit/fmod_ret progs can be sleepable if they are
18529                                  * attached to ALLOW_ERROR_INJECTION and are not in denylist.
18530                                  */
18531                                 if (!check_non_sleepable_error_inject(btf_id) &&
18532                                     within_error_injection_list(addr))
18533                                         ret = 0;
18534                                 /* fentry/fexit/fmod_ret progs can also be sleepable if they are
18535                                  * in the fmodret id set with the KF_SLEEPABLE flag.
18536                                  */
18537                                 else {
18538                                         u32 *flags = btf_kfunc_is_modify_return(btf, btf_id);
18539
18540                                         if (flags && (*flags & KF_SLEEPABLE))
18541                                                 ret = 0;
18542                                 }
18543                                 break;
18544                         case BPF_PROG_TYPE_LSM:
18545                                 /* LSM progs check that they are attached to bpf_lsm_*() funcs.
18546                                  * Only some of them are sleepable.
18547                                  */
18548                                 if (bpf_lsm_is_sleepable_hook(btf_id))
18549                                         ret = 0;
18550                                 break;
18551                         default:
18552                                 break;
18553                         }
18554                         if (ret) {
18555                                 module_put(mod);
18556                                 bpf_log(log, "%s is not sleepable\n", tname);
18557                                 return ret;
18558                         }
18559                 } else if (prog->expected_attach_type == BPF_MODIFY_RETURN) {
18560                         if (tgt_prog) {
18561                                 module_put(mod);
18562                                 bpf_log(log, "can't modify return codes of BPF programs\n");
18563                                 return -EINVAL;
18564                         }
18565                         ret = -EINVAL;
18566                         if (btf_kfunc_is_modify_return(btf, btf_id) ||
18567                             !check_attach_modify_return(addr, tname))
18568                                 ret = 0;
18569                         if (ret) {
18570                                 module_put(mod);
18571                                 bpf_log(log, "%s() is not modifiable\n", tname);
18572                                 return ret;
18573                         }
18574                 }
18575
18576                 break;
18577         }
18578         tgt_info->tgt_addr = addr;
18579         tgt_info->tgt_name = tname;
18580         tgt_info->tgt_type = t;
18581         tgt_info->tgt_mod = mod;
18582         return 0;
18583 }
18584
18585 BTF_SET_START(btf_id_deny)
18586 BTF_ID_UNUSED
18587 #ifdef CONFIG_SMP
18588 BTF_ID(func, migrate_disable)
18589 BTF_ID(func, migrate_enable)
18590 #endif
18591 #if !defined CONFIG_PREEMPT_RCU && !defined CONFIG_TINY_RCU
18592 BTF_ID(func, rcu_read_unlock_strict)
18593 #endif
18594 BTF_SET_END(btf_id_deny)
18595
18596 static bool can_be_sleepable(struct bpf_prog *prog)
18597 {
18598         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING) {
18599                 switch (prog->expected_attach_type) {
18600                 case BPF_TRACE_FENTRY:
18601                 case BPF_TRACE_FEXIT:
18602                 case BPF_MODIFY_RETURN:
18603                 case BPF_TRACE_ITER:
18604                         return true;
18605                 default:
18606                         return false;
18607                 }
18608         }
18609         return prog->type == BPF_PROG_TYPE_LSM ||
18610                prog->type == BPF_PROG_TYPE_KPROBE /* only for uprobes */ ||
18611                prog->type == BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS;
18612 }
18613
18614 static int check_attach_btf_id(struct bpf_verifier_env *env)
18615 {
18616         struct bpf_prog *prog = env->prog;
18617         struct bpf_prog *tgt_prog = prog->aux->dst_prog;
18618         struct bpf_attach_target_info tgt_info = {};
18619         u32 btf_id = prog->aux->attach_btf_id;
18620         struct bpf_trampoline *tr;
18621         int ret;
18622         u64 key;
18623
18624         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_SYSCALL) {
18625                 if (prog->aux->sleepable)
18626                         /* attach_btf_id checked to be zero already */
18627                         return 0;
18628                 verbose(env, "Syscall programs can only be sleepable\n");
18629                 return -EINVAL;
18630         }
18631
18632         if (prog->aux->sleepable && !can_be_sleepable(prog)) {
18633                 verbose(env, "Only fentry/fexit/fmod_ret, lsm, iter, uprobe, and struct_ops programs can be sleepable\n");
18634                 return -EINVAL;
18635         }
18636
18637         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS)
18638                 return check_struct_ops_btf_id(env);
18639
18640         if (prog->type != BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
18641             prog->type != BPF_PROG_TYPE_LSM &&
18642             prog->type != BPF_PROG_TYPE_EXT)
18643                 return 0;
18644
18645         ret = bpf_check_attach_target(&env->log, prog, tgt_prog, btf_id, &tgt_info);
18646         if (ret)
18647                 return ret;
18648
18649         if (tgt_prog && prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT) {
18650                 /* to make freplace equivalent to their targets, they need to
18651                  * inherit env->ops and expected_attach_type for the rest of the
18652                  * verification
18653                  */
18654                 env->ops = bpf_verifier_ops[tgt_prog->type];
18655                 prog->expected_attach_type = tgt_prog->expected_attach_type;
18656         }
18657
18658         /* store info about the attachment target that will be used later */
18659         prog->aux->attach_func_proto = tgt_info.tgt_type;
18660         prog->aux->attach_func_name = tgt_info.tgt_name;
18661         prog->aux->mod = tgt_info.tgt_mod;
18662
18663         if (tgt_prog) {
18664                 prog->aux->saved_dst_prog_type = tgt_prog->type;
18665                 prog->aux->saved_dst_attach_type = tgt_prog->expected_attach_type;
18666         }
18667
18668         if (prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_RAW_TP) {
18669                 prog->aux->attach_btf_trace = true;
18670                 return 0;
18671         } else if (prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_ITER) {
18672                 if (!bpf_iter_prog_supported(prog))
18673                         return -EINVAL;
18674                 return 0;
18675         }
18676
18677         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_LSM) {
18678                 ret = bpf_lsm_verify_prog(&env->log, prog);
18679                 if (ret < 0)
18680                         return ret;
18681         } else if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
18682                    btf_id_set_contains(&btf_id_deny, btf_id)) {
18683                 return -EINVAL;
18684         }
18685
18686         key = bpf_trampoline_compute_key(tgt_prog, prog->aux->attach_btf, btf_id);
18687         tr = bpf_trampoline_get(key, &tgt_info);
18688         if (!tr)
18689                 return -ENOMEM;
18690
18691         prog->aux->dst_trampoline = tr;
18692         return 0;
18693 }
18694
18695 struct btf *bpf_get_btf_vmlinux(void)
18696 {
18697         if (!btf_vmlinux && IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_INFO_BTF)) {
18698                 mutex_lock(&bpf_verifier_lock);
18699                 if (!btf_vmlinux)
18700                         btf_vmlinux = btf_parse_vmlinux();
18701                 mutex_unlock(&bpf_verifier_lock);
18702         }
18703         return btf_vmlinux;
18704 }
18705
18706 int bpf_check(struct bpf_prog **prog, union bpf_attr *attr, bpfptr_t uattr)
18707 {
18708         u64 start_time = ktime_get_ns();
18709         struct bpf_verifier_env *env;
18710         struct bpf_verifier_log *log;
18711         int i, len, ret = -EINVAL;
18712         bool is_priv;
18713
18714         /* no program is valid */
18715         if (ARRAY_SIZE(bpf_verifier_ops) == 0)
18716                 return -EINVAL;
18717
18718         /* 'struct bpf_verifier_env' can be global, but since it's not small,
18719          * allocate/free it every time bpf_check() is called
18720          */
18721         env = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_env), GFP_KERNEL);
18722         if (!env)
18723                 return -ENOMEM;
18724         log = &env->log;
18725
18726         len = (*prog)->len;
18727         env->insn_aux_data =
18728                 vzalloc(array_size(sizeof(struct bpf_insn_aux_data), len));
18729         ret = -ENOMEM;
18730         if (!env->insn_aux_data)
18731                 goto err_free_env;
18732         for (i = 0; i < len; i++)
18733                 env->insn_aux_data[i].orig_idx = i;
18734         env->prog = *prog;
18735         env->ops = bpf_verifier_ops[env->prog->type];
18736         env->fd_array = make_bpfptr(attr->fd_array, uattr.is_kernel);
18737         is_priv = bpf_capable();
18738
18739         bpf_get_btf_vmlinux();
18740
18741         /* grab the mutex to protect few globals used by verifier */
18742         if (!is_priv)
18743                 mutex_lock(&bpf_verifier_lock);
18744
18745         if (attr->log_level || attr->log_buf || attr->log_size) {
18746                 /* user requested verbose verifier output
18747                  * and supplied buffer to store the verification trace
18748                  */
18749                 log->level = attr->log_level;
18750                 log->ubuf = (char __user *) (unsigned long) attr->log_buf;
18751                 log->len_total = attr->log_size;
18752
18753                 /* log attributes have to be sane */
18754                 if (!bpf_verifier_log_attr_valid(log)) {
18755                         ret = -EINVAL;
18756                         goto err_unlock;
18757                 }
18758         }
18759
18760         mark_verifier_state_clean(env);
18761
18762         if (IS_ERR(btf_vmlinux)) {
18763                 /* Either gcc or pahole or kernel are broken. */
18764                 verbose(env, "in-kernel BTF is malformed\n");
18765                 ret = PTR_ERR(btf_vmlinux);
18766                 goto skip_full_check;
18767         }
18768
18769         env->strict_alignment = !!(attr->prog_flags & BPF_F_STRICT_ALIGNMENT);
18770         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS))
18771                 env->strict_alignment = true;
18772         if (attr->prog_flags & BPF_F_ANY_ALIGNMENT)
18773                 env->strict_alignment = false;
18774
18775         env->allow_ptr_leaks = bpf_allow_ptr_leaks();
18776         env->allow_uninit_stack = bpf_allow_uninit_stack();
18777         env->bypass_spec_v1 = bpf_bypass_spec_v1();
18778         env->bypass_spec_v4 = bpf_bypass_spec_v4();
18779         env->bpf_capable = bpf_capable();
18780
18781         if (is_priv)
18782                 env->test_state_freq = attr->prog_flags & BPF_F_TEST_STATE_FREQ;
18783
18784         env->explored_states = kvcalloc(state_htab_size(env),
18785                                        sizeof(struct bpf_verifier_state_list *),
18786                                        GFP_USER);
18787         ret = -ENOMEM;
18788         if (!env->explored_states)
18789                 goto skip_full_check;
18790
18791         ret = add_subprog_and_kfunc(env);
18792         if (ret < 0)
18793                 goto skip_full_check;
18794
18795         ret = check_subprogs(env);
18796         if (ret < 0)
18797                 goto skip_full_check;
18798
18799         ret = check_btf_info(env, attr, uattr);
18800         if (ret < 0)
18801                 goto skip_full_check;
18802
18803         ret = check_attach_btf_id(env);
18804         if (ret)
18805                 goto skip_full_check;
18806
18807         ret = resolve_pseudo_ldimm64(env);
18808         if (ret < 0)
18809                 goto skip_full_check;
18810
18811         if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux)) {
18812                 ret = bpf_prog_offload_verifier_prep(env->prog);
18813                 if (ret)
18814                         goto skip_full_check;
18815         }
18816
18817         ret = check_cfg(env);
18818         if (ret < 0)
18819                 goto skip_full_check;
18820
18821         ret = do_check_subprogs(env);
18822         ret = ret ?: do_check_main(env);
18823
18824         if (ret == 0 && bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux))
18825                 ret = bpf_prog_offload_finalize(env);
18826
18827 skip_full_check:
18828         kvfree(env->explored_states);
18829
18830         if (ret == 0)
18831                 ret = check_max_stack_depth(env);
18832
18833         /* instruction rewrites happen after this point */
18834         if (ret == 0)
18835                 ret = optimize_bpf_loop(env);
18836
18837         if (is_priv) {
18838                 if (ret == 0)
18839                         opt_hard_wire_dead_code_branches(env);
18840                 if (ret == 0)
18841                         ret = opt_remove_dead_code(env);
18842                 if (ret == 0)
18843                         ret = opt_remove_nops(env);
18844         } else {
18845                 if (ret == 0)
18846                         sanitize_dead_code(env);
18847         }
18848
18849         if (ret == 0)
18850                 /* program is valid, convert *(u32*)(ctx + off) accesses */
18851                 ret = convert_ctx_accesses(env);
18852
18853         if (ret == 0)
18854                 ret = do_misc_fixups(env);
18855
18856         /* do 32-bit optimization after insn patching has done so those patched
18857          * insns could be handled correctly.
18858          */
18859         if (ret == 0 && !bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux)) {
18860                 ret = opt_subreg_zext_lo32_rnd_hi32(env, attr);
18861                 env->prog->aux->verifier_zext = bpf_jit_needs_zext() ? !ret
18862                                                                      : false;
18863         }
18864
18865         if (ret == 0)
18866                 ret = fixup_call_args(env);
18867
18868         env->verification_time = ktime_get_ns() - start_time;
18869         print_verification_stats(env);
18870         env->prog->aux->verified_insns = env->insn_processed;
18871
18872         if (log->level && bpf_verifier_log_full(log))
18873                 ret = -ENOSPC;
18874         if (log->level && !log->ubuf) {
18875                 ret = -EFAULT;
18876                 goto err_release_maps;
18877         }
18878
18879         if (ret)
18880                 goto err_release_maps;
18881
18882         if (env->used_map_cnt) {
18883                 /* if program passed verifier, update used_maps in bpf_prog_info */
18884                 env->prog->aux->used_maps = kmalloc_array(env->used_map_cnt,
18885                                                           sizeof(env->used_maps[0]),
18886                                                           GFP_KERNEL);
18887
18888                 if (!env->prog->aux->used_maps) {
18889                         ret = -ENOMEM;
18890                         goto err_release_maps;
18891                 }
18892
18893                 memcpy(env->prog->aux->used_maps, env->used_maps,
18894                        sizeof(env->used_maps[0]) * env->used_map_cnt);
18895                 env->prog->aux->used_map_cnt = env->used_map_cnt;
18896         }
18897         if (env->used_btf_cnt) {
18898                 /* if program passed verifier, update used_btfs in bpf_prog_aux */
18899                 env->prog->aux->used_btfs = kmalloc_array(env->used_btf_cnt,
18900                                                           sizeof(env->used_btfs[0]),
18901                                                           GFP_KERNEL);
18902                 if (!env->prog->aux->used_btfs) {
18903                         ret = -ENOMEM;
18904                         goto err_release_maps;
18905                 }
18906
18907                 memcpy(env->prog->aux->used_btfs, env->used_btfs,
18908                        sizeof(env->used_btfs[0]) * env->used_btf_cnt);
18909                 env->prog->aux->used_btf_cnt = env->used_btf_cnt;
18910         }
18911         if (env->used_map_cnt || env->used_btf_cnt) {
18912                 /* program is valid. Convert pseudo bpf_ld_imm64 into generic
18913                  * bpf_ld_imm64 instructions
18914                  */
18915                 convert_pseudo_ld_imm64(env);
18916         }
18917
18918         adjust_btf_func(env);
18919
18920 err_release_maps:
18921         if (!env->prog->aux->used_maps)
18922                 /* if we didn't copy map pointers into bpf_prog_info, release
18923                  * them now. Otherwise free_used_maps() will release them.
18924                  */
18925                 release_maps(env);
18926         if (!env->prog->aux->used_btfs)
18927                 release_btfs(env);
18928
18929         /* extension progs temporarily inherit the attach_type of their targets
18930            for verification purposes, so set it back to zero before returning
18931          */
18932         if (env->prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT)
18933                 env->prog->expected_attach_type = 0;
18934
18935         *prog = env->prog;
18936 err_unlock:
18937         if (!is_priv)
18938                 mutex_unlock(&bpf_verifier_lock);
18939         vfree(env->insn_aux_data);
18940 err_free_env:
18941         kfree(env);
18942         return ret;
18943 }