Merge tag 'xfs-5.5-fixes-2' of git://git.kernel.org/pub/scm/fs/xfs/xfs-linux
[linux-block.git] / kernel / bpf / verifier.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /* Copyright (c) 2011-2014 PLUMgrid, http://plumgrid.com
3  * Copyright (c) 2016 Facebook
4  * Copyright (c) 2018 Covalent IO, Inc. http://covalent.io
5  */
6 #include <uapi/linux/btf.h>
7 #include <linux/kernel.h>
8 #include <linux/types.h>
9 #include <linux/slab.h>
10 #include <linux/bpf.h>
11 #include <linux/btf.h>
12 #include <linux/bpf_verifier.h>
13 #include <linux/filter.h>
14 #include <net/netlink.h>
15 #include <linux/file.h>
16 #include <linux/vmalloc.h>
17 #include <linux/stringify.h>
18 #include <linux/bsearch.h>
19 #include <linux/sort.h>
20 #include <linux/perf_event.h>
21 #include <linux/ctype.h>
22
23 #include "disasm.h"
24
25 static const struct bpf_verifier_ops * const bpf_verifier_ops[] = {
26 #define BPF_PROG_TYPE(_id, _name, prog_ctx_type, kern_ctx_type) \
27         [_id] = & _name ## _verifier_ops,
28 #define BPF_MAP_TYPE(_id, _ops)
29 #include <linux/bpf_types.h>
30 #undef BPF_PROG_TYPE
31 #undef BPF_MAP_TYPE
32 };
33
34 /* bpf_check() is a static code analyzer that walks eBPF program
35  * instruction by instruction and updates register/stack state.
36  * All paths of conditional branches are analyzed until 'bpf_exit' insn.
37  *
38  * The first pass is depth-first-search to check that the program is a DAG.
39  * It rejects the following programs:
40  * - larger than BPF_MAXINSNS insns
41  * - if loop is present (detected via back-edge)
42  * - unreachable insns exist (shouldn't be a forest. program = one function)
43  * - out of bounds or malformed jumps
44  * The second pass is all possible path descent from the 1st insn.
45  * Since it's analyzing all pathes through the program, the length of the
46  * analysis is limited to 64k insn, which may be hit even if total number of
47  * insn is less then 4K, but there are too many branches that change stack/regs.
48  * Number of 'branches to be analyzed' is limited to 1k
49  *
50  * On entry to each instruction, each register has a type, and the instruction
51  * changes the types of the registers depending on instruction semantics.
52  * If instruction is BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, BPF_REG_5), then type of R5 is
53  * copied to R1.
54  *
55  * All registers are 64-bit.
56  * R0 - return register
57  * R1-R5 argument passing registers
58  * R6-R9 callee saved registers
59  * R10 - frame pointer read-only
60  *
61  * At the start of BPF program the register R1 contains a pointer to bpf_context
62  * and has type PTR_TO_CTX.
63  *
64  * Verifier tracks arithmetic operations on pointers in case:
65  *    BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, BPF_REG_10),
66  *    BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, BPF_REG_1, -20),
67  * 1st insn copies R10 (which has FRAME_PTR) type into R1
68  * and 2nd arithmetic instruction is pattern matched to recognize
69  * that it wants to construct a pointer to some element within stack.
70  * So after 2nd insn, the register R1 has type PTR_TO_STACK
71  * (and -20 constant is saved for further stack bounds checking).
72  * Meaning that this reg is a pointer to stack plus known immediate constant.
73  *
74  * Most of the time the registers have SCALAR_VALUE type, which
75  * means the register has some value, but it's not a valid pointer.
76  * (like pointer plus pointer becomes SCALAR_VALUE type)
77  *
78  * When verifier sees load or store instructions the type of base register
79  * can be: PTR_TO_MAP_VALUE, PTR_TO_CTX, PTR_TO_STACK, PTR_TO_SOCKET. These are
80  * four pointer types recognized by check_mem_access() function.
81  *
82  * PTR_TO_MAP_VALUE means that this register is pointing to 'map element value'
83  * and the range of [ptr, ptr + map's value_size) is accessible.
84  *
85  * registers used to pass values to function calls are checked against
86  * function argument constraints.
87  *
88  * ARG_PTR_TO_MAP_KEY is one of such argument constraints.
89  * It means that the register type passed to this function must be
90  * PTR_TO_STACK and it will be used inside the function as
91  * 'pointer to map element key'
92  *
93  * For example the argument constraints for bpf_map_lookup_elem():
94  *   .ret_type = RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL,
95  *   .arg1_type = ARG_CONST_MAP_PTR,
96  *   .arg2_type = ARG_PTR_TO_MAP_KEY,
97  *
98  * ret_type says that this function returns 'pointer to map elem value or null'
99  * function expects 1st argument to be a const pointer to 'struct bpf_map' and
100  * 2nd argument should be a pointer to stack, which will be used inside
101  * the helper function as a pointer to map element key.
102  *
103  * On the kernel side the helper function looks like:
104  * u64 bpf_map_lookup_elem(u64 r1, u64 r2, u64 r3, u64 r4, u64 r5)
105  * {
106  *    struct bpf_map *map = (struct bpf_map *) (unsigned long) r1;
107  *    void *key = (void *) (unsigned long) r2;
108  *    void *value;
109  *
110  *    here kernel can access 'key' and 'map' pointers safely, knowing that
111  *    [key, key + map->key_size) bytes are valid and were initialized on
112  *    the stack of eBPF program.
113  * }
114  *
115  * Corresponding eBPF program may look like:
116  *    BPF_MOV64_REG(BPF_REG_2, BPF_REG_10),  // after this insn R2 type is FRAME_PTR
117  *    BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, BPF_REG_2, -4), // after this insn R2 type is PTR_TO_STACK
118  *    BPF_LD_MAP_FD(BPF_REG_1, map_fd),      // after this insn R1 type is CONST_PTR_TO_MAP
119  *    BPF_RAW_INSN(BPF_JMP | BPF_CALL, 0, 0, 0, BPF_FUNC_map_lookup_elem),
120  * here verifier looks at prototype of map_lookup_elem() and sees:
121  * .arg1_type == ARG_CONST_MAP_PTR and R1->type == CONST_PTR_TO_MAP, which is ok,
122  * Now verifier knows that this map has key of R1->map_ptr->key_size bytes
123  *
124  * Then .arg2_type == ARG_PTR_TO_MAP_KEY and R2->type == PTR_TO_STACK, ok so far,
125  * Now verifier checks that [R2, R2 + map's key_size) are within stack limits
126  * and were initialized prior to this call.
127  * If it's ok, then verifier allows this BPF_CALL insn and looks at
128  * .ret_type which is RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL, so it sets
129  * R0->type = PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL which means bpf_map_lookup_elem() function
130  * returns ether pointer to map value or NULL.
131  *
132  * When type PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL passes through 'if (reg != 0) goto +off'
133  * insn, the register holding that pointer in the true branch changes state to
134  * PTR_TO_MAP_VALUE and the same register changes state to CONST_IMM in the false
135  * branch. See check_cond_jmp_op().
136  *
137  * After the call R0 is set to return type of the function and registers R1-R5
138  * are set to NOT_INIT to indicate that they are no longer readable.
139  *
140  * The following reference types represent a potential reference to a kernel
141  * resource which, after first being allocated, must be checked and freed by
142  * the BPF program:
143  * - PTR_TO_SOCKET_OR_NULL, PTR_TO_SOCKET
144  *
145  * When the verifier sees a helper call return a reference type, it allocates a
146  * pointer id for the reference and stores it in the current function state.
147  * Similar to the way that PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL is converted into
148  * PTR_TO_MAP_VALUE, PTR_TO_SOCKET_OR_NULL becomes PTR_TO_SOCKET when the type
149  * passes through a NULL-check conditional. For the branch wherein the state is
150  * changed to CONST_IMM, the verifier releases the reference.
151  *
152  * For each helper function that allocates a reference, such as
153  * bpf_sk_lookup_tcp(), there is a corresponding release function, such as
154  * bpf_sk_release(). When a reference type passes into the release function,
155  * the verifier also releases the reference. If any unchecked or unreleased
156  * reference remains at the end of the program, the verifier rejects it.
157  */
158
159 /* verifier_state + insn_idx are pushed to stack when branch is encountered */
160 struct bpf_verifier_stack_elem {
161         /* verifer state is 'st'
162          * before processing instruction 'insn_idx'
163          * and after processing instruction 'prev_insn_idx'
164          */
165         struct bpf_verifier_state st;
166         int insn_idx;
167         int prev_insn_idx;
168         struct bpf_verifier_stack_elem *next;
169 };
170
171 #define BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ    8192
172 #define BPF_COMPLEXITY_LIMIT_STATES     64
173
174 #define BPF_MAP_KEY_POISON      (1ULL << 63)
175 #define BPF_MAP_KEY_SEEN        (1ULL << 62)
176
177 #define BPF_MAP_PTR_UNPRIV      1UL
178 #define BPF_MAP_PTR_POISON      ((void *)((0xeB9FUL << 1) +     \
179                                           POISON_POINTER_DELTA))
180 #define BPF_MAP_PTR(X)          ((struct bpf_map *)((X) & ~BPF_MAP_PTR_UNPRIV))
181
182 static bool bpf_map_ptr_poisoned(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
183 {
184         return BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state) == BPF_MAP_PTR_POISON;
185 }
186
187 static bool bpf_map_ptr_unpriv(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
188 {
189         return aux->map_ptr_state & BPF_MAP_PTR_UNPRIV;
190 }
191
192 static void bpf_map_ptr_store(struct bpf_insn_aux_data *aux,
193                               const struct bpf_map *map, bool unpriv)
194 {
195         BUILD_BUG_ON((unsigned long)BPF_MAP_PTR_POISON & BPF_MAP_PTR_UNPRIV);
196         unpriv |= bpf_map_ptr_unpriv(aux);
197         aux->map_ptr_state = (unsigned long)map |
198                              (unpriv ? BPF_MAP_PTR_UNPRIV : 0UL);
199 }
200
201 static bool bpf_map_key_poisoned(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
202 {
203         return aux->map_key_state & BPF_MAP_KEY_POISON;
204 }
205
206 static bool bpf_map_key_unseen(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
207 {
208         return !(aux->map_key_state & BPF_MAP_KEY_SEEN);
209 }
210
211 static u64 bpf_map_key_immediate(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
212 {
213         return aux->map_key_state & ~(BPF_MAP_KEY_SEEN | BPF_MAP_KEY_POISON);
214 }
215
216 static void bpf_map_key_store(struct bpf_insn_aux_data *aux, u64 state)
217 {
218         bool poisoned = bpf_map_key_poisoned(aux);
219
220         aux->map_key_state = state | BPF_MAP_KEY_SEEN |
221                              (poisoned ? BPF_MAP_KEY_POISON : 0ULL);
222 }
223
224 struct bpf_call_arg_meta {
225         struct bpf_map *map_ptr;
226         bool raw_mode;
227         bool pkt_access;
228         int regno;
229         int access_size;
230         s64 msize_smax_value;
231         u64 msize_umax_value;
232         int ref_obj_id;
233         int func_id;
234         u32 btf_id;
235 };
236
237 struct btf *btf_vmlinux;
238
239 static DEFINE_MUTEX(bpf_verifier_lock);
240
241 static const struct bpf_line_info *
242 find_linfo(const struct bpf_verifier_env *env, u32 insn_off)
243 {
244         const struct bpf_line_info *linfo;
245         const struct bpf_prog *prog;
246         u32 i, nr_linfo;
247
248         prog = env->prog;
249         nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
250
251         if (!nr_linfo || insn_off >= prog->len)
252                 return NULL;
253
254         linfo = prog->aux->linfo;
255         for (i = 1; i < nr_linfo; i++)
256                 if (insn_off < linfo[i].insn_off)
257                         break;
258
259         return &linfo[i - 1];
260 }
261
262 void bpf_verifier_vlog(struct bpf_verifier_log *log, const char *fmt,
263                        va_list args)
264 {
265         unsigned int n;
266
267         n = vscnprintf(log->kbuf, BPF_VERIFIER_TMP_LOG_SIZE, fmt, args);
268
269         WARN_ONCE(n >= BPF_VERIFIER_TMP_LOG_SIZE - 1,
270                   "verifier log line truncated - local buffer too short\n");
271
272         n = min(log->len_total - log->len_used - 1, n);
273         log->kbuf[n] = '\0';
274
275         if (log->level == BPF_LOG_KERNEL) {
276                 pr_err("BPF:%s\n", log->kbuf);
277                 return;
278         }
279         if (!copy_to_user(log->ubuf + log->len_used, log->kbuf, n + 1))
280                 log->len_used += n;
281         else
282                 log->ubuf = NULL;
283 }
284
285 /* log_level controls verbosity level of eBPF verifier.
286  * bpf_verifier_log_write() is used to dump the verification trace to the log,
287  * so the user can figure out what's wrong with the program
288  */
289 __printf(2, 3) void bpf_verifier_log_write(struct bpf_verifier_env *env,
290                                            const char *fmt, ...)
291 {
292         va_list args;
293
294         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
295                 return;
296
297         va_start(args, fmt);
298         bpf_verifier_vlog(&env->log, fmt, args);
299         va_end(args);
300 }
301 EXPORT_SYMBOL_GPL(bpf_verifier_log_write);
302
303 __printf(2, 3) static void verbose(void *private_data, const char *fmt, ...)
304 {
305         struct bpf_verifier_env *env = private_data;
306         va_list args;
307
308         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
309                 return;
310
311         va_start(args, fmt);
312         bpf_verifier_vlog(&env->log, fmt, args);
313         va_end(args);
314 }
315
316 __printf(2, 3) void bpf_log(struct bpf_verifier_log *log,
317                             const char *fmt, ...)
318 {
319         va_list args;
320
321         if (!bpf_verifier_log_needed(log))
322                 return;
323
324         va_start(args, fmt);
325         bpf_verifier_vlog(log, fmt, args);
326         va_end(args);
327 }
328
329 static const char *ltrim(const char *s)
330 {
331         while (isspace(*s))
332                 s++;
333
334         return s;
335 }
336
337 __printf(3, 4) static void verbose_linfo(struct bpf_verifier_env *env,
338                                          u32 insn_off,
339                                          const char *prefix_fmt, ...)
340 {
341         const struct bpf_line_info *linfo;
342
343         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
344                 return;
345
346         linfo = find_linfo(env, insn_off);
347         if (!linfo || linfo == env->prev_linfo)
348                 return;
349
350         if (prefix_fmt) {
351                 va_list args;
352
353                 va_start(args, prefix_fmt);
354                 bpf_verifier_vlog(&env->log, prefix_fmt, args);
355                 va_end(args);
356         }
357
358         verbose(env, "%s\n",
359                 ltrim(btf_name_by_offset(env->prog->aux->btf,
360                                          linfo->line_off)));
361
362         env->prev_linfo = linfo;
363 }
364
365 static bool type_is_pkt_pointer(enum bpf_reg_type type)
366 {
367         return type == PTR_TO_PACKET ||
368                type == PTR_TO_PACKET_META;
369 }
370
371 static bool type_is_sk_pointer(enum bpf_reg_type type)
372 {
373         return type == PTR_TO_SOCKET ||
374                 type == PTR_TO_SOCK_COMMON ||
375                 type == PTR_TO_TCP_SOCK ||
376                 type == PTR_TO_XDP_SOCK;
377 }
378
379 static bool reg_type_may_be_null(enum bpf_reg_type type)
380 {
381         return type == PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL ||
382                type == PTR_TO_SOCKET_OR_NULL ||
383                type == PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL ||
384                type == PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL;
385 }
386
387 static bool reg_may_point_to_spin_lock(const struct bpf_reg_state *reg)
388 {
389         return reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE &&
390                 map_value_has_spin_lock(reg->map_ptr);
391 }
392
393 static bool reg_type_may_be_refcounted_or_null(enum bpf_reg_type type)
394 {
395         return type == PTR_TO_SOCKET ||
396                 type == PTR_TO_SOCKET_OR_NULL ||
397                 type == PTR_TO_TCP_SOCK ||
398                 type == PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL;
399 }
400
401 static bool arg_type_may_be_refcounted(enum bpf_arg_type type)
402 {
403         return type == ARG_PTR_TO_SOCK_COMMON;
404 }
405
406 /* Determine whether the function releases some resources allocated by another
407  * function call. The first reference type argument will be assumed to be
408  * released by release_reference().
409  */
410 static bool is_release_function(enum bpf_func_id func_id)
411 {
412         return func_id == BPF_FUNC_sk_release;
413 }
414
415 static bool is_acquire_function(enum bpf_func_id func_id)
416 {
417         return func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_tcp ||
418                 func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_udp ||
419                 func_id == BPF_FUNC_skc_lookup_tcp;
420 }
421
422 static bool is_ptr_cast_function(enum bpf_func_id func_id)
423 {
424         return func_id == BPF_FUNC_tcp_sock ||
425                 func_id == BPF_FUNC_sk_fullsock;
426 }
427
428 /* string representation of 'enum bpf_reg_type' */
429 static const char * const reg_type_str[] = {
430         [NOT_INIT]              = "?",
431         [SCALAR_VALUE]          = "inv",
432         [PTR_TO_CTX]            = "ctx",
433         [CONST_PTR_TO_MAP]      = "map_ptr",
434         [PTR_TO_MAP_VALUE]      = "map_value",
435         [PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL] = "map_value_or_null",
436         [PTR_TO_STACK]          = "fp",
437         [PTR_TO_PACKET]         = "pkt",
438         [PTR_TO_PACKET_META]    = "pkt_meta",
439         [PTR_TO_PACKET_END]     = "pkt_end",
440         [PTR_TO_FLOW_KEYS]      = "flow_keys",
441         [PTR_TO_SOCKET]         = "sock",
442         [PTR_TO_SOCKET_OR_NULL] = "sock_or_null",
443         [PTR_TO_SOCK_COMMON]    = "sock_common",
444         [PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL] = "sock_common_or_null",
445         [PTR_TO_TCP_SOCK]       = "tcp_sock",
446         [PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL] = "tcp_sock_or_null",
447         [PTR_TO_TP_BUFFER]      = "tp_buffer",
448         [PTR_TO_XDP_SOCK]       = "xdp_sock",
449         [PTR_TO_BTF_ID]         = "ptr_",
450 };
451
452 static char slot_type_char[] = {
453         [STACK_INVALID] = '?',
454         [STACK_SPILL]   = 'r',
455         [STACK_MISC]    = 'm',
456         [STACK_ZERO]    = '0',
457 };
458
459 static void print_liveness(struct bpf_verifier_env *env,
460                            enum bpf_reg_liveness live)
461 {
462         if (live & (REG_LIVE_READ | REG_LIVE_WRITTEN | REG_LIVE_DONE))
463             verbose(env, "_");
464         if (live & REG_LIVE_READ)
465                 verbose(env, "r");
466         if (live & REG_LIVE_WRITTEN)
467                 verbose(env, "w");
468         if (live & REG_LIVE_DONE)
469                 verbose(env, "D");
470 }
471
472 static struct bpf_func_state *func(struct bpf_verifier_env *env,
473                                    const struct bpf_reg_state *reg)
474 {
475         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
476
477         return cur->frame[reg->frameno];
478 }
479
480 const char *kernel_type_name(u32 id)
481 {
482         return btf_name_by_offset(btf_vmlinux,
483                                   btf_type_by_id(btf_vmlinux, id)->name_off);
484 }
485
486 static void print_verifier_state(struct bpf_verifier_env *env,
487                                  const struct bpf_func_state *state)
488 {
489         const struct bpf_reg_state *reg;
490         enum bpf_reg_type t;
491         int i;
492
493         if (state->frameno)
494                 verbose(env, " frame%d:", state->frameno);
495         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
496                 reg = &state->regs[i];
497                 t = reg->type;
498                 if (t == NOT_INIT)
499                         continue;
500                 verbose(env, " R%d", i);
501                 print_liveness(env, reg->live);
502                 verbose(env, "=%s", reg_type_str[t]);
503                 if (t == SCALAR_VALUE && reg->precise)
504                         verbose(env, "P");
505                 if ((t == SCALAR_VALUE || t == PTR_TO_STACK) &&
506                     tnum_is_const(reg->var_off)) {
507                         /* reg->off should be 0 for SCALAR_VALUE */
508                         verbose(env, "%lld", reg->var_off.value + reg->off);
509                 } else {
510                         if (t == PTR_TO_BTF_ID)
511                                 verbose(env, "%s", kernel_type_name(reg->btf_id));
512                         verbose(env, "(id=%d", reg->id);
513                         if (reg_type_may_be_refcounted_or_null(t))
514                                 verbose(env, ",ref_obj_id=%d", reg->ref_obj_id);
515                         if (t != SCALAR_VALUE)
516                                 verbose(env, ",off=%d", reg->off);
517                         if (type_is_pkt_pointer(t))
518                                 verbose(env, ",r=%d", reg->range);
519                         else if (t == CONST_PTR_TO_MAP ||
520                                  t == PTR_TO_MAP_VALUE ||
521                                  t == PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL)
522                                 verbose(env, ",ks=%d,vs=%d",
523                                         reg->map_ptr->key_size,
524                                         reg->map_ptr->value_size);
525                         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
526                                 /* Typically an immediate SCALAR_VALUE, but
527                                  * could be a pointer whose offset is too big
528                                  * for reg->off
529                                  */
530                                 verbose(env, ",imm=%llx", reg->var_off.value);
531                         } else {
532                                 if (reg->smin_value != reg->umin_value &&
533                                     reg->smin_value != S64_MIN)
534                                         verbose(env, ",smin_value=%lld",
535                                                 (long long)reg->smin_value);
536                                 if (reg->smax_value != reg->umax_value &&
537                                     reg->smax_value != S64_MAX)
538                                         verbose(env, ",smax_value=%lld",
539                                                 (long long)reg->smax_value);
540                                 if (reg->umin_value != 0)
541                                         verbose(env, ",umin_value=%llu",
542                                                 (unsigned long long)reg->umin_value);
543                                 if (reg->umax_value != U64_MAX)
544                                         verbose(env, ",umax_value=%llu",
545                                                 (unsigned long long)reg->umax_value);
546                                 if (!tnum_is_unknown(reg->var_off)) {
547                                         char tn_buf[48];
548
549                                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
550                                         verbose(env, ",var_off=%s", tn_buf);
551                                 }
552                         }
553                         verbose(env, ")");
554                 }
555         }
556         for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
557                 char types_buf[BPF_REG_SIZE + 1];
558                 bool valid = false;
559                 int j;
560
561                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++) {
562                         if (state->stack[i].slot_type[j] != STACK_INVALID)
563                                 valid = true;
564                         types_buf[j] = slot_type_char[
565                                         state->stack[i].slot_type[j]];
566                 }
567                 types_buf[BPF_REG_SIZE] = 0;
568                 if (!valid)
569                         continue;
570                 verbose(env, " fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
571                 print_liveness(env, state->stack[i].spilled_ptr.live);
572                 if (state->stack[i].slot_type[0] == STACK_SPILL) {
573                         reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
574                         t = reg->type;
575                         verbose(env, "=%s", reg_type_str[t]);
576                         if (t == SCALAR_VALUE && reg->precise)
577                                 verbose(env, "P");
578                         if (t == SCALAR_VALUE && tnum_is_const(reg->var_off))
579                                 verbose(env, "%lld", reg->var_off.value + reg->off);
580                 } else {
581                         verbose(env, "=%s", types_buf);
582                 }
583         }
584         if (state->acquired_refs && state->refs[0].id) {
585                 verbose(env, " refs=%d", state->refs[0].id);
586                 for (i = 1; i < state->acquired_refs; i++)
587                         if (state->refs[i].id)
588                                 verbose(env, ",%d", state->refs[i].id);
589         }
590         verbose(env, "\n");
591 }
592
593 #define COPY_STATE_FN(NAME, COUNT, FIELD, SIZE)                         \
594 static int copy_##NAME##_state(struct bpf_func_state *dst,              \
595                                const struct bpf_func_state *src)        \
596 {                                                                       \
597         if (!src->FIELD)                                                \
598                 return 0;                                               \
599         if (WARN_ON_ONCE(dst->COUNT < src->COUNT)) {                    \
600                 /* internal bug, make state invalid to reject the program */ \
601                 memset(dst, 0, sizeof(*dst));                           \
602                 return -EFAULT;                                         \
603         }                                                               \
604         memcpy(dst->FIELD, src->FIELD,                                  \
605                sizeof(*src->FIELD) * (src->COUNT / SIZE));              \
606         return 0;                                                       \
607 }
608 /* copy_reference_state() */
609 COPY_STATE_FN(reference, acquired_refs, refs, 1)
610 /* copy_stack_state() */
611 COPY_STATE_FN(stack, allocated_stack, stack, BPF_REG_SIZE)
612 #undef COPY_STATE_FN
613
614 #define REALLOC_STATE_FN(NAME, COUNT, FIELD, SIZE)                      \
615 static int realloc_##NAME##_state(struct bpf_func_state *state, int size, \
616                                   bool copy_old)                        \
617 {                                                                       \
618         u32 old_size = state->COUNT;                                    \
619         struct bpf_##NAME##_state *new_##FIELD;                         \
620         int slot = size / SIZE;                                         \
621                                                                         \
622         if (size <= old_size || !size) {                                \
623                 if (copy_old)                                           \
624                         return 0;                                       \
625                 state->COUNT = slot * SIZE;                             \
626                 if (!size && old_size) {                                \
627                         kfree(state->FIELD);                            \
628                         state->FIELD = NULL;                            \
629                 }                                                       \
630                 return 0;                                               \
631         }                                                               \
632         new_##FIELD = kmalloc_array(slot, sizeof(struct bpf_##NAME##_state), \
633                                     GFP_KERNEL);                        \
634         if (!new_##FIELD)                                               \
635                 return -ENOMEM;                                         \
636         if (copy_old) {                                                 \
637                 if (state->FIELD)                                       \
638                         memcpy(new_##FIELD, state->FIELD,               \
639                                sizeof(*new_##FIELD) * (old_size / SIZE)); \
640                 memset(new_##FIELD + old_size / SIZE, 0,                \
641                        sizeof(*new_##FIELD) * (size - old_size) / SIZE); \
642         }                                                               \
643         state->COUNT = slot * SIZE;                                     \
644         kfree(state->FIELD);                                            \
645         state->FIELD = new_##FIELD;                                     \
646         return 0;                                                       \
647 }
648 /* realloc_reference_state() */
649 REALLOC_STATE_FN(reference, acquired_refs, refs, 1)
650 /* realloc_stack_state() */
651 REALLOC_STATE_FN(stack, allocated_stack, stack, BPF_REG_SIZE)
652 #undef REALLOC_STATE_FN
653
654 /* do_check() starts with zero-sized stack in struct bpf_verifier_state to
655  * make it consume minimal amount of memory. check_stack_write() access from
656  * the program calls into realloc_func_state() to grow the stack size.
657  * Note there is a non-zero 'parent' pointer inside bpf_verifier_state
658  * which realloc_stack_state() copies over. It points to previous
659  * bpf_verifier_state which is never reallocated.
660  */
661 static int realloc_func_state(struct bpf_func_state *state, int stack_size,
662                               int refs_size, bool copy_old)
663 {
664         int err = realloc_reference_state(state, refs_size, copy_old);
665         if (err)
666                 return err;
667         return realloc_stack_state(state, stack_size, copy_old);
668 }
669
670 /* Acquire a pointer id from the env and update the state->refs to include
671  * this new pointer reference.
672  * On success, returns a valid pointer id to associate with the register
673  * On failure, returns a negative errno.
674  */
675 static int acquire_reference_state(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
676 {
677         struct bpf_func_state *state = cur_func(env);
678         int new_ofs = state->acquired_refs;
679         int id, err;
680
681         err = realloc_reference_state(state, state->acquired_refs + 1, true);
682         if (err)
683                 return err;
684         id = ++env->id_gen;
685         state->refs[new_ofs].id = id;
686         state->refs[new_ofs].insn_idx = insn_idx;
687
688         return id;
689 }
690
691 /* release function corresponding to acquire_reference_state(). Idempotent. */
692 static int release_reference_state(struct bpf_func_state *state, int ptr_id)
693 {
694         int i, last_idx;
695
696         last_idx = state->acquired_refs - 1;
697         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
698                 if (state->refs[i].id == ptr_id) {
699                         if (last_idx && i != last_idx)
700                                 memcpy(&state->refs[i], &state->refs[last_idx],
701                                        sizeof(*state->refs));
702                         memset(&state->refs[last_idx], 0, sizeof(*state->refs));
703                         state->acquired_refs--;
704                         return 0;
705                 }
706         }
707         return -EINVAL;
708 }
709
710 static int transfer_reference_state(struct bpf_func_state *dst,
711                                     struct bpf_func_state *src)
712 {
713         int err = realloc_reference_state(dst, src->acquired_refs, false);
714         if (err)
715                 return err;
716         err = copy_reference_state(dst, src);
717         if (err)
718                 return err;
719         return 0;
720 }
721
722 static void free_func_state(struct bpf_func_state *state)
723 {
724         if (!state)
725                 return;
726         kfree(state->refs);
727         kfree(state->stack);
728         kfree(state);
729 }
730
731 static void clear_jmp_history(struct bpf_verifier_state *state)
732 {
733         kfree(state->jmp_history);
734         state->jmp_history = NULL;
735         state->jmp_history_cnt = 0;
736 }
737
738 static void free_verifier_state(struct bpf_verifier_state *state,
739                                 bool free_self)
740 {
741         int i;
742
743         for (i = 0; i <= state->curframe; i++) {
744                 free_func_state(state->frame[i]);
745                 state->frame[i] = NULL;
746         }
747         clear_jmp_history(state);
748         if (free_self)
749                 kfree(state);
750 }
751
752 /* copy verifier state from src to dst growing dst stack space
753  * when necessary to accommodate larger src stack
754  */
755 static int copy_func_state(struct bpf_func_state *dst,
756                            const struct bpf_func_state *src)
757 {
758         int err;
759
760         err = realloc_func_state(dst, src->allocated_stack, src->acquired_refs,
761                                  false);
762         if (err)
763                 return err;
764         memcpy(dst, src, offsetof(struct bpf_func_state, acquired_refs));
765         err = copy_reference_state(dst, src);
766         if (err)
767                 return err;
768         return copy_stack_state(dst, src);
769 }
770
771 static int copy_verifier_state(struct bpf_verifier_state *dst_state,
772                                const struct bpf_verifier_state *src)
773 {
774         struct bpf_func_state *dst;
775         u32 jmp_sz = sizeof(struct bpf_idx_pair) * src->jmp_history_cnt;
776         int i, err;
777
778         if (dst_state->jmp_history_cnt < src->jmp_history_cnt) {
779                 kfree(dst_state->jmp_history);
780                 dst_state->jmp_history = kmalloc(jmp_sz, GFP_USER);
781                 if (!dst_state->jmp_history)
782                         return -ENOMEM;
783         }
784         memcpy(dst_state->jmp_history, src->jmp_history, jmp_sz);
785         dst_state->jmp_history_cnt = src->jmp_history_cnt;
786
787         /* if dst has more stack frames then src frame, free them */
788         for (i = src->curframe + 1; i <= dst_state->curframe; i++) {
789                 free_func_state(dst_state->frame[i]);
790                 dst_state->frame[i] = NULL;
791         }
792         dst_state->speculative = src->speculative;
793         dst_state->curframe = src->curframe;
794         dst_state->active_spin_lock = src->active_spin_lock;
795         dst_state->branches = src->branches;
796         dst_state->parent = src->parent;
797         dst_state->first_insn_idx = src->first_insn_idx;
798         dst_state->last_insn_idx = src->last_insn_idx;
799         for (i = 0; i <= src->curframe; i++) {
800                 dst = dst_state->frame[i];
801                 if (!dst) {
802                         dst = kzalloc(sizeof(*dst), GFP_KERNEL);
803                         if (!dst)
804                                 return -ENOMEM;
805                         dst_state->frame[i] = dst;
806                 }
807                 err = copy_func_state(dst, src->frame[i]);
808                 if (err)
809                         return err;
810         }
811         return 0;
812 }
813
814 static void update_branch_counts(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_verifier_state *st)
815 {
816         while (st) {
817                 u32 br = --st->branches;
818
819                 /* WARN_ON(br > 1) technically makes sense here,
820                  * but see comment in push_stack(), hence:
821                  */
822                 WARN_ONCE((int)br < 0,
823                           "BUG update_branch_counts:branches_to_explore=%d\n",
824                           br);
825                 if (br)
826                         break;
827                 st = st->parent;
828         }
829 }
830
831 static int pop_stack(struct bpf_verifier_env *env, int *prev_insn_idx,
832                      int *insn_idx)
833 {
834         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
835         struct bpf_verifier_stack_elem *elem, *head = env->head;
836         int err;
837
838         if (env->head == NULL)
839                 return -ENOENT;
840
841         if (cur) {
842                 err = copy_verifier_state(cur, &head->st);
843                 if (err)
844                         return err;
845         }
846         if (insn_idx)
847                 *insn_idx = head->insn_idx;
848         if (prev_insn_idx)
849                 *prev_insn_idx = head->prev_insn_idx;
850         elem = head->next;
851         free_verifier_state(&head->st, false);
852         kfree(head);
853         env->head = elem;
854         env->stack_size--;
855         return 0;
856 }
857
858 static struct bpf_verifier_state *push_stack(struct bpf_verifier_env *env,
859                                              int insn_idx, int prev_insn_idx,
860                                              bool speculative)
861 {
862         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
863         struct bpf_verifier_stack_elem *elem;
864         int err;
865
866         elem = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_stack_elem), GFP_KERNEL);
867         if (!elem)
868                 goto err;
869
870         elem->insn_idx = insn_idx;
871         elem->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
872         elem->next = env->head;
873         env->head = elem;
874         env->stack_size++;
875         err = copy_verifier_state(&elem->st, cur);
876         if (err)
877                 goto err;
878         elem->st.speculative |= speculative;
879         if (env->stack_size > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ) {
880                 verbose(env, "The sequence of %d jumps is too complex.\n",
881                         env->stack_size);
882                 goto err;
883         }
884         if (elem->st.parent) {
885                 ++elem->st.parent->branches;
886                 /* WARN_ON(branches > 2) technically makes sense here,
887                  * but
888                  * 1. speculative states will bump 'branches' for non-branch
889                  * instructions
890                  * 2. is_state_visited() heuristics may decide not to create
891                  * a new state for a sequence of branches and all such current
892                  * and cloned states will be pointing to a single parent state
893                  * which might have large 'branches' count.
894                  */
895         }
896         return &elem->st;
897 err:
898         free_verifier_state(env->cur_state, true);
899         env->cur_state = NULL;
900         /* pop all elements and return */
901         while (!pop_stack(env, NULL, NULL));
902         return NULL;
903 }
904
905 #define CALLER_SAVED_REGS 6
906 static const int caller_saved[CALLER_SAVED_REGS] = {
907         BPF_REG_0, BPF_REG_1, BPF_REG_2, BPF_REG_3, BPF_REG_4, BPF_REG_5
908 };
909
910 static void __mark_reg_not_init(struct bpf_reg_state *reg);
911
912 /* Mark the unknown part of a register (variable offset or scalar value) as
913  * known to have the value @imm.
914  */
915 static void __mark_reg_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
916 {
917         /* Clear id, off, and union(map_ptr, range) */
918         memset(((u8 *)reg) + sizeof(reg->type), 0,
919                offsetof(struct bpf_reg_state, var_off) - sizeof(reg->type));
920         reg->var_off = tnum_const(imm);
921         reg->smin_value = (s64)imm;
922         reg->smax_value = (s64)imm;
923         reg->umin_value = imm;
924         reg->umax_value = imm;
925 }
926
927 /* Mark the 'variable offset' part of a register as zero.  This should be
928  * used only on registers holding a pointer type.
929  */
930 static void __mark_reg_known_zero(struct bpf_reg_state *reg)
931 {
932         __mark_reg_known(reg, 0);
933 }
934
935 static void __mark_reg_const_zero(struct bpf_reg_state *reg)
936 {
937         __mark_reg_known(reg, 0);
938         reg->type = SCALAR_VALUE;
939 }
940
941 static void mark_reg_known_zero(struct bpf_verifier_env *env,
942                                 struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
943 {
944         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
945                 verbose(env, "mark_reg_known_zero(regs, %u)\n", regno);
946                 /* Something bad happened, let's kill all regs */
947                 for (regno = 0; regno < MAX_BPF_REG; regno++)
948                         __mark_reg_not_init(regs + regno);
949                 return;
950         }
951         __mark_reg_known_zero(regs + regno);
952 }
953
954 static bool reg_is_pkt_pointer(const struct bpf_reg_state *reg)
955 {
956         return type_is_pkt_pointer(reg->type);
957 }
958
959 static bool reg_is_pkt_pointer_any(const struct bpf_reg_state *reg)
960 {
961         return reg_is_pkt_pointer(reg) ||
962                reg->type == PTR_TO_PACKET_END;
963 }
964
965 /* Unmodified PTR_TO_PACKET[_META,_END] register from ctx access. */
966 static bool reg_is_init_pkt_pointer(const struct bpf_reg_state *reg,
967                                     enum bpf_reg_type which)
968 {
969         /* The register can already have a range from prior markings.
970          * This is fine as long as it hasn't been advanced from its
971          * origin.
972          */
973         return reg->type == which &&
974                reg->id == 0 &&
975                reg->off == 0 &&
976                tnum_equals_const(reg->var_off, 0);
977 }
978
979 /* Attempts to improve min/max values based on var_off information */
980 static void __update_reg_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
981 {
982         /* min signed is max(sign bit) | min(other bits) */
983         reg->smin_value = max_t(s64, reg->smin_value,
984                                 reg->var_off.value | (reg->var_off.mask & S64_MIN));
985         /* max signed is min(sign bit) | max(other bits) */
986         reg->smax_value = min_t(s64, reg->smax_value,
987                                 reg->var_off.value | (reg->var_off.mask & S64_MAX));
988         reg->umin_value = max(reg->umin_value, reg->var_off.value);
989         reg->umax_value = min(reg->umax_value,
990                               reg->var_off.value | reg->var_off.mask);
991 }
992
993 /* Uses signed min/max values to inform unsigned, and vice-versa */
994 static void __reg_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
995 {
996         /* Learn sign from signed bounds.
997          * If we cannot cross the sign boundary, then signed and unsigned bounds
998          * are the same, so combine.  This works even in the negative case, e.g.
999          * -3 s<= x s<= -1 implies 0xf...fd u<= x u<= 0xf...ff.
1000          */
1001         if (reg->smin_value >= 0 || reg->smax_value < 0) {
1002                 reg->smin_value = reg->umin_value = max_t(u64, reg->smin_value,
1003                                                           reg->umin_value);
1004                 reg->smax_value = reg->umax_value = min_t(u64, reg->smax_value,
1005                                                           reg->umax_value);
1006                 return;
1007         }
1008         /* Learn sign from unsigned bounds.  Signed bounds cross the sign
1009          * boundary, so we must be careful.
1010          */
1011         if ((s64)reg->umax_value >= 0) {
1012                 /* Positive.  We can't learn anything from the smin, but smax
1013                  * is positive, hence safe.
1014                  */
1015                 reg->smin_value = reg->umin_value;
1016                 reg->smax_value = reg->umax_value = min_t(u64, reg->smax_value,
1017                                                           reg->umax_value);
1018         } else if ((s64)reg->umin_value < 0) {
1019                 /* Negative.  We can't learn anything from the smax, but smin
1020                  * is negative, hence safe.
1021                  */
1022                 reg->smin_value = reg->umin_value = max_t(u64, reg->smin_value,
1023                                                           reg->umin_value);
1024                 reg->smax_value = reg->umax_value;
1025         }
1026 }
1027
1028 /* Attempts to improve var_off based on unsigned min/max information */
1029 static void __reg_bound_offset(struct bpf_reg_state *reg)
1030 {
1031         reg->var_off = tnum_intersect(reg->var_off,
1032                                       tnum_range(reg->umin_value,
1033                                                  reg->umax_value));
1034 }
1035
1036 static void __reg_bound_offset32(struct bpf_reg_state *reg)
1037 {
1038         u64 mask = 0xffffFFFF;
1039         struct tnum range = tnum_range(reg->umin_value & mask,
1040                                        reg->umax_value & mask);
1041         struct tnum lo32 = tnum_cast(reg->var_off, 4);
1042         struct tnum hi32 = tnum_lshift(tnum_rshift(reg->var_off, 32), 32);
1043
1044         reg->var_off = tnum_or(hi32, tnum_intersect(lo32, range));
1045 }
1046
1047 /* Reset the min/max bounds of a register */
1048 static void __mark_reg_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
1049 {
1050         reg->smin_value = S64_MIN;
1051         reg->smax_value = S64_MAX;
1052         reg->umin_value = 0;
1053         reg->umax_value = U64_MAX;
1054 }
1055
1056 /* Mark a register as having a completely unknown (scalar) value. */
1057 static void __mark_reg_unknown(struct bpf_reg_state *reg)
1058 {
1059         /*
1060          * Clear type, id, off, and union(map_ptr, range) and
1061          * padding between 'type' and union
1062          */
1063         memset(reg, 0, offsetof(struct bpf_reg_state, var_off));
1064         reg->type = SCALAR_VALUE;
1065         reg->var_off = tnum_unknown;
1066         reg->frameno = 0;
1067         __mark_reg_unbounded(reg);
1068 }
1069
1070 static void mark_reg_unknown(struct bpf_verifier_env *env,
1071                              struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
1072 {
1073         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
1074                 verbose(env, "mark_reg_unknown(regs, %u)\n", regno);
1075                 /* Something bad happened, let's kill all regs except FP */
1076                 for (regno = 0; regno < BPF_REG_FP; regno++)
1077                         __mark_reg_not_init(regs + regno);
1078                 return;
1079         }
1080         regs += regno;
1081         __mark_reg_unknown(regs);
1082         /* constant backtracking is enabled for root without bpf2bpf calls */
1083         regs->precise = env->subprog_cnt > 1 || !env->allow_ptr_leaks ?
1084                         true : false;
1085 }
1086
1087 static void __mark_reg_not_init(struct bpf_reg_state *reg)
1088 {
1089         __mark_reg_unknown(reg);
1090         reg->type = NOT_INIT;
1091 }
1092
1093 static void mark_reg_not_init(struct bpf_verifier_env *env,
1094                               struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
1095 {
1096         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
1097                 verbose(env, "mark_reg_not_init(regs, %u)\n", regno);
1098                 /* Something bad happened, let's kill all regs except FP */
1099                 for (regno = 0; regno < BPF_REG_FP; regno++)
1100                         __mark_reg_not_init(regs + regno);
1101                 return;
1102         }
1103         __mark_reg_not_init(regs + regno);
1104 }
1105
1106 #define DEF_NOT_SUBREG  (0)
1107 static void init_reg_state(struct bpf_verifier_env *env,
1108                            struct bpf_func_state *state)
1109 {
1110         struct bpf_reg_state *regs = state->regs;
1111         int i;
1112
1113         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
1114                 mark_reg_not_init(env, regs, i);
1115                 regs[i].live = REG_LIVE_NONE;
1116                 regs[i].parent = NULL;
1117                 regs[i].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
1118         }
1119
1120         /* frame pointer */
1121         regs[BPF_REG_FP].type = PTR_TO_STACK;
1122         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_FP);
1123         regs[BPF_REG_FP].frameno = state->frameno;
1124
1125         /* 1st arg to a function */
1126         regs[BPF_REG_1].type = PTR_TO_CTX;
1127         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_1);
1128 }
1129
1130 #define BPF_MAIN_FUNC (-1)
1131 static void init_func_state(struct bpf_verifier_env *env,
1132                             struct bpf_func_state *state,
1133                             int callsite, int frameno, int subprogno)
1134 {
1135         state->callsite = callsite;
1136         state->frameno = frameno;
1137         state->subprogno = subprogno;
1138         init_reg_state(env, state);
1139 }
1140
1141 enum reg_arg_type {
1142         SRC_OP,         /* register is used as source operand */
1143         DST_OP,         /* register is used as destination operand */
1144         DST_OP_NO_MARK  /* same as above, check only, don't mark */
1145 };
1146
1147 static int cmp_subprogs(const void *a, const void *b)
1148 {
1149         return ((struct bpf_subprog_info *)a)->start -
1150                ((struct bpf_subprog_info *)b)->start;
1151 }
1152
1153 static int find_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int off)
1154 {
1155         struct bpf_subprog_info *p;
1156
1157         p = bsearch(&off, env->subprog_info, env->subprog_cnt,
1158                     sizeof(env->subprog_info[0]), cmp_subprogs);
1159         if (!p)
1160                 return -ENOENT;
1161         return p - env->subprog_info;
1162
1163 }
1164
1165 static int add_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int off)
1166 {
1167         int insn_cnt = env->prog->len;
1168         int ret;
1169
1170         if (off >= insn_cnt || off < 0) {
1171                 verbose(env, "call to invalid destination\n");
1172                 return -EINVAL;
1173         }
1174         ret = find_subprog(env, off);
1175         if (ret >= 0)
1176                 return 0;
1177         if (env->subprog_cnt >= BPF_MAX_SUBPROGS) {
1178                 verbose(env, "too many subprograms\n");
1179                 return -E2BIG;
1180         }
1181         env->subprog_info[env->subprog_cnt++].start = off;
1182         sort(env->subprog_info, env->subprog_cnt,
1183              sizeof(env->subprog_info[0]), cmp_subprogs, NULL);
1184         return 0;
1185 }
1186
1187 static int check_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
1188 {
1189         int i, ret, subprog_start, subprog_end, off, cur_subprog = 0;
1190         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
1191         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
1192         int insn_cnt = env->prog->len;
1193
1194         /* Add entry function. */
1195         ret = add_subprog(env, 0);
1196         if (ret < 0)
1197                 return ret;
1198
1199         /* determine subprog starts. The end is one before the next starts */
1200         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
1201                 if (insn[i].code != (BPF_JMP | BPF_CALL))
1202                         continue;
1203                 if (insn[i].src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
1204                         continue;
1205                 if (!env->allow_ptr_leaks) {
1206                         verbose(env, "function calls to other bpf functions are allowed for root only\n");
1207                         return -EPERM;
1208                 }
1209                 ret = add_subprog(env, i + insn[i].imm + 1);
1210                 if (ret < 0)
1211                         return ret;
1212         }
1213
1214         /* Add a fake 'exit' subprog which could simplify subprog iteration
1215          * logic. 'subprog_cnt' should not be increased.
1216          */
1217         subprog[env->subprog_cnt].start = insn_cnt;
1218
1219         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
1220                 for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
1221                         verbose(env, "func#%d @%d\n", i, subprog[i].start);
1222
1223         /* now check that all jumps are within the same subprog */
1224         subprog_start = subprog[cur_subprog].start;
1225         subprog_end = subprog[cur_subprog + 1].start;
1226         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
1227                 u8 code = insn[i].code;
1228
1229                 if (BPF_CLASS(code) != BPF_JMP && BPF_CLASS(code) != BPF_JMP32)
1230                         goto next;
1231                 if (BPF_OP(code) == BPF_EXIT || BPF_OP(code) == BPF_CALL)
1232                         goto next;
1233                 off = i + insn[i].off + 1;
1234                 if (off < subprog_start || off >= subprog_end) {
1235                         verbose(env, "jump out of range from insn %d to %d\n", i, off);
1236                         return -EINVAL;
1237                 }
1238 next:
1239                 if (i == subprog_end - 1) {
1240                         /* to avoid fall-through from one subprog into another
1241                          * the last insn of the subprog should be either exit
1242                          * or unconditional jump back
1243                          */
1244                         if (code != (BPF_JMP | BPF_EXIT) &&
1245                             code != (BPF_JMP | BPF_JA)) {
1246                                 verbose(env, "last insn is not an exit or jmp\n");
1247                                 return -EINVAL;
1248                         }
1249                         subprog_start = subprog_end;
1250                         cur_subprog++;
1251                         if (cur_subprog < env->subprog_cnt)
1252                                 subprog_end = subprog[cur_subprog + 1].start;
1253                 }
1254         }
1255         return 0;
1256 }
1257
1258 /* Parentage chain of this register (or stack slot) should take care of all
1259  * issues like callee-saved registers, stack slot allocation time, etc.
1260  */
1261 static int mark_reg_read(struct bpf_verifier_env *env,
1262                          const struct bpf_reg_state *state,
1263                          struct bpf_reg_state *parent, u8 flag)
1264 {
1265         bool writes = parent == state->parent; /* Observe write marks */
1266         int cnt = 0;
1267
1268         while (parent) {
1269                 /* if read wasn't screened by an earlier write ... */
1270                 if (writes && state->live & REG_LIVE_WRITTEN)
1271                         break;
1272                 if (parent->live & REG_LIVE_DONE) {
1273                         verbose(env, "verifier BUG type %s var_off %lld off %d\n",
1274                                 reg_type_str[parent->type],
1275                                 parent->var_off.value, parent->off);
1276                         return -EFAULT;
1277                 }
1278                 /* The first condition is more likely to be true than the
1279                  * second, checked it first.
1280                  */
1281                 if ((parent->live & REG_LIVE_READ) == flag ||
1282                     parent->live & REG_LIVE_READ64)
1283                         /* The parentage chain never changes and
1284                          * this parent was already marked as LIVE_READ.
1285                          * There is no need to keep walking the chain again and
1286                          * keep re-marking all parents as LIVE_READ.
1287                          * This case happens when the same register is read
1288                          * multiple times without writes into it in-between.
1289                          * Also, if parent has the stronger REG_LIVE_READ64 set,
1290                          * then no need to set the weak REG_LIVE_READ32.
1291                          */
1292                         break;
1293                 /* ... then we depend on parent's value */
1294                 parent->live |= flag;
1295                 /* REG_LIVE_READ64 overrides REG_LIVE_READ32. */
1296                 if (flag == REG_LIVE_READ64)
1297                         parent->live &= ~REG_LIVE_READ32;
1298                 state = parent;
1299                 parent = state->parent;
1300                 writes = true;
1301                 cnt++;
1302         }
1303
1304         if (env->longest_mark_read_walk < cnt)
1305                 env->longest_mark_read_walk = cnt;
1306         return 0;
1307 }
1308
1309 /* This function is supposed to be used by the following 32-bit optimization
1310  * code only. It returns TRUE if the source or destination register operates
1311  * on 64-bit, otherwise return FALSE.
1312  */
1313 static bool is_reg64(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
1314                      u32 regno, struct bpf_reg_state *reg, enum reg_arg_type t)
1315 {
1316         u8 code, class, op;
1317
1318         code = insn->code;
1319         class = BPF_CLASS(code);
1320         op = BPF_OP(code);
1321         if (class == BPF_JMP) {
1322                 /* BPF_EXIT for "main" will reach here. Return TRUE
1323                  * conservatively.
1324                  */
1325                 if (op == BPF_EXIT)
1326                         return true;
1327                 if (op == BPF_CALL) {
1328                         /* BPF to BPF call will reach here because of marking
1329                          * caller saved clobber with DST_OP_NO_MARK for which we
1330                          * don't care the register def because they are anyway
1331                          * marked as NOT_INIT already.
1332                          */
1333                         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
1334                                 return false;
1335                         /* Helper call will reach here because of arg type
1336                          * check, conservatively return TRUE.
1337                          */
1338                         if (t == SRC_OP)
1339                                 return true;
1340
1341                         return false;
1342                 }
1343         }
1344
1345         if (class == BPF_ALU64 || class == BPF_JMP ||
1346             /* BPF_END always use BPF_ALU class. */
1347             (class == BPF_ALU && op == BPF_END && insn->imm == 64))
1348                 return true;
1349
1350         if (class == BPF_ALU || class == BPF_JMP32)
1351                 return false;
1352
1353         if (class == BPF_LDX) {
1354                 if (t != SRC_OP)
1355                         return BPF_SIZE(code) == BPF_DW;
1356                 /* LDX source must be ptr. */
1357                 return true;
1358         }
1359
1360         if (class == BPF_STX) {
1361                 if (reg->type != SCALAR_VALUE)
1362                         return true;
1363                 return BPF_SIZE(code) == BPF_DW;
1364         }
1365
1366         if (class == BPF_LD) {
1367                 u8 mode = BPF_MODE(code);
1368
1369                 /* LD_IMM64 */
1370                 if (mode == BPF_IMM)
1371                         return true;
1372
1373                 /* Both LD_IND and LD_ABS return 32-bit data. */
1374                 if (t != SRC_OP)
1375                         return  false;
1376
1377                 /* Implicit ctx ptr. */
1378                 if (regno == BPF_REG_6)
1379                         return true;
1380
1381                 /* Explicit source could be any width. */
1382                 return true;
1383         }
1384
1385         if (class == BPF_ST)
1386                 /* The only source register for BPF_ST is a ptr. */
1387                 return true;
1388
1389         /* Conservatively return true at default. */
1390         return true;
1391 }
1392
1393 /* Return TRUE if INSN doesn't have explicit value define. */
1394 static bool insn_no_def(struct bpf_insn *insn)
1395 {
1396         u8 class = BPF_CLASS(insn->code);
1397
1398         return (class == BPF_JMP || class == BPF_JMP32 ||
1399                 class == BPF_STX || class == BPF_ST);
1400 }
1401
1402 /* Return TRUE if INSN has defined any 32-bit value explicitly. */
1403 static bool insn_has_def32(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
1404 {
1405         if (insn_no_def(insn))
1406                 return false;
1407
1408         return !is_reg64(env, insn, insn->dst_reg, NULL, DST_OP);
1409 }
1410
1411 static void mark_insn_zext(struct bpf_verifier_env *env,
1412                            struct bpf_reg_state *reg)
1413 {
1414         s32 def_idx = reg->subreg_def;
1415
1416         if (def_idx == DEF_NOT_SUBREG)
1417                 return;
1418
1419         env->insn_aux_data[def_idx - 1].zext_dst = true;
1420         /* The dst will be zero extended, so won't be sub-register anymore. */
1421         reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
1422 }
1423
1424 static int check_reg_arg(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
1425                          enum reg_arg_type t)
1426 {
1427         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
1428         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
1429         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi + env->insn_idx;
1430         struct bpf_reg_state *reg, *regs = state->regs;
1431         bool rw64;
1432
1433         if (regno >= MAX_BPF_REG) {
1434                 verbose(env, "R%d is invalid\n", regno);
1435                 return -EINVAL;
1436         }
1437
1438         reg = &regs[regno];
1439         rw64 = is_reg64(env, insn, regno, reg, t);
1440         if (t == SRC_OP) {
1441                 /* check whether register used as source operand can be read */
1442                 if (reg->type == NOT_INIT) {
1443                         verbose(env, "R%d !read_ok\n", regno);
1444                         return -EACCES;
1445                 }
1446                 /* We don't need to worry about FP liveness because it's read-only */
1447                 if (regno == BPF_REG_FP)
1448                         return 0;
1449
1450                 if (rw64)
1451                         mark_insn_zext(env, reg);
1452
1453                 return mark_reg_read(env, reg, reg->parent,
1454                                      rw64 ? REG_LIVE_READ64 : REG_LIVE_READ32);
1455         } else {
1456                 /* check whether register used as dest operand can be written to */
1457                 if (regno == BPF_REG_FP) {
1458                         verbose(env, "frame pointer is read only\n");
1459                         return -EACCES;
1460                 }
1461                 reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
1462                 reg->subreg_def = rw64 ? DEF_NOT_SUBREG : env->insn_idx + 1;
1463                 if (t == DST_OP)
1464                         mark_reg_unknown(env, regs, regno);
1465         }
1466         return 0;
1467 }
1468
1469 /* for any branch, call, exit record the history of jmps in the given state */
1470 static int push_jmp_history(struct bpf_verifier_env *env,
1471                             struct bpf_verifier_state *cur)
1472 {
1473         u32 cnt = cur->jmp_history_cnt;
1474         struct bpf_idx_pair *p;
1475
1476         cnt++;
1477         p = krealloc(cur->jmp_history, cnt * sizeof(*p), GFP_USER);
1478         if (!p)
1479                 return -ENOMEM;
1480         p[cnt - 1].idx = env->insn_idx;
1481         p[cnt - 1].prev_idx = env->prev_insn_idx;
1482         cur->jmp_history = p;
1483         cur->jmp_history_cnt = cnt;
1484         return 0;
1485 }
1486
1487 /* Backtrack one insn at a time. If idx is not at the top of recorded
1488  * history then previous instruction came from straight line execution.
1489  */
1490 static int get_prev_insn_idx(struct bpf_verifier_state *st, int i,
1491                              u32 *history)
1492 {
1493         u32 cnt = *history;
1494
1495         if (cnt && st->jmp_history[cnt - 1].idx == i) {
1496                 i = st->jmp_history[cnt - 1].prev_idx;
1497                 (*history)--;
1498         } else {
1499                 i--;
1500         }
1501         return i;
1502 }
1503
1504 /* For given verifier state backtrack_insn() is called from the last insn to
1505  * the first insn. Its purpose is to compute a bitmask of registers and
1506  * stack slots that needs precision in the parent verifier state.
1507  */
1508 static int backtrack_insn(struct bpf_verifier_env *env, int idx,
1509                           u32 *reg_mask, u64 *stack_mask)
1510 {
1511         const struct bpf_insn_cbs cbs = {
1512                 .cb_print       = verbose,
1513                 .private_data   = env,
1514         };
1515         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi + idx;
1516         u8 class = BPF_CLASS(insn->code);
1517         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
1518         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
1519         u32 dreg = 1u << insn->dst_reg;
1520         u32 sreg = 1u << insn->src_reg;
1521         u32 spi;
1522
1523         if (insn->code == 0)
1524                 return 0;
1525         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
1526                 verbose(env, "regs=%x stack=%llx before ", *reg_mask, *stack_mask);
1527                 verbose(env, "%d: ", idx);
1528                 print_bpf_insn(&cbs, insn, env->allow_ptr_leaks);
1529         }
1530
1531         if (class == BPF_ALU || class == BPF_ALU64) {
1532                 if (!(*reg_mask & dreg))
1533                         return 0;
1534                 if (opcode == BPF_MOV) {
1535                         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
1536                                 /* dreg = sreg
1537                                  * dreg needs precision after this insn
1538                                  * sreg needs precision before this insn
1539                                  */
1540                                 *reg_mask &= ~dreg;
1541                                 *reg_mask |= sreg;
1542                         } else {
1543                                 /* dreg = K
1544                                  * dreg needs precision after this insn.
1545                                  * Corresponding register is already marked
1546                                  * as precise=true in this verifier state.
1547                                  * No further markings in parent are necessary
1548                                  */
1549                                 *reg_mask &= ~dreg;
1550                         }
1551                 } else {
1552                         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
1553                                 /* dreg += sreg
1554                                  * both dreg and sreg need precision
1555                                  * before this insn
1556                                  */
1557                                 *reg_mask |= sreg;
1558                         } /* else dreg += K
1559                            * dreg still needs precision before this insn
1560                            */
1561                 }
1562         } else if (class == BPF_LDX) {
1563                 if (!(*reg_mask & dreg))
1564                         return 0;
1565                 *reg_mask &= ~dreg;
1566
1567                 /* scalars can only be spilled into stack w/o losing precision.
1568                  * Load from any other memory can be zero extended.
1569                  * The desire to keep that precision is already indicated
1570                  * by 'precise' mark in corresponding register of this state.
1571                  * No further tracking necessary.
1572                  */
1573                 if (insn->src_reg != BPF_REG_FP)
1574                         return 0;
1575                 if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW)
1576                         return 0;
1577
1578                 /* dreg = *(u64 *)[fp - off] was a fill from the stack.
1579                  * that [fp - off] slot contains scalar that needs to be
1580                  * tracked with precision
1581                  */
1582                 spi = (-insn->off - 1) / BPF_REG_SIZE;
1583                 if (spi >= 64) {
1584                         verbose(env, "BUG spi %d\n", spi);
1585                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
1586                         return -EFAULT;
1587                 }
1588                 *stack_mask |= 1ull << spi;
1589         } else if (class == BPF_STX || class == BPF_ST) {
1590                 if (*reg_mask & dreg)
1591                         /* stx & st shouldn't be using _scalar_ dst_reg
1592                          * to access memory. It means backtracking
1593                          * encountered a case of pointer subtraction.
1594                          */
1595                         return -ENOTSUPP;
1596                 /* scalars can only be spilled into stack */
1597                 if (insn->dst_reg != BPF_REG_FP)
1598                         return 0;
1599                 if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW)
1600                         return 0;
1601                 spi = (-insn->off - 1) / BPF_REG_SIZE;
1602                 if (spi >= 64) {
1603                         verbose(env, "BUG spi %d\n", spi);
1604                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
1605                         return -EFAULT;
1606                 }
1607                 if (!(*stack_mask & (1ull << spi)))
1608                         return 0;
1609                 *stack_mask &= ~(1ull << spi);
1610                 if (class == BPF_STX)
1611                         *reg_mask |= sreg;
1612         } else if (class == BPF_JMP || class == BPF_JMP32) {
1613                 if (opcode == BPF_CALL) {
1614                         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
1615                                 return -ENOTSUPP;
1616                         /* regular helper call sets R0 */
1617                         *reg_mask &= ~1;
1618                         if (*reg_mask & 0x3f) {
1619                                 /* if backtracing was looking for registers R1-R5
1620                                  * they should have been found already.
1621                                  */
1622                                 verbose(env, "BUG regs %x\n", *reg_mask);
1623                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
1624                                 return -EFAULT;
1625                         }
1626                 } else if (opcode == BPF_EXIT) {
1627                         return -ENOTSUPP;
1628                 }
1629         } else if (class == BPF_LD) {
1630                 if (!(*reg_mask & dreg))
1631                         return 0;
1632                 *reg_mask &= ~dreg;
1633                 /* It's ld_imm64 or ld_abs or ld_ind.
1634                  * For ld_imm64 no further tracking of precision
1635                  * into parent is necessary
1636                  */
1637                 if (mode == BPF_IND || mode == BPF_ABS)
1638                         /* to be analyzed */
1639                         return -ENOTSUPP;
1640         }
1641         return 0;
1642 }
1643
1644 /* the scalar precision tracking algorithm:
1645  * . at the start all registers have precise=false.
1646  * . scalar ranges are tracked as normal through alu and jmp insns.
1647  * . once precise value of the scalar register is used in:
1648  *   .  ptr + scalar alu
1649  *   . if (scalar cond K|scalar)
1650  *   .  helper_call(.., scalar, ...) where ARG_CONST is expected
1651  *   backtrack through the verifier states and mark all registers and
1652  *   stack slots with spilled constants that these scalar regisers
1653  *   should be precise.
1654  * . during state pruning two registers (or spilled stack slots)
1655  *   are equivalent if both are not precise.
1656  *
1657  * Note the verifier cannot simply walk register parentage chain,
1658  * since many different registers and stack slots could have been
1659  * used to compute single precise scalar.
1660  *
1661  * The approach of starting with precise=true for all registers and then
1662  * backtrack to mark a register as not precise when the verifier detects
1663  * that program doesn't care about specific value (e.g., when helper
1664  * takes register as ARG_ANYTHING parameter) is not safe.
1665  *
1666  * It's ok to walk single parentage chain of the verifier states.
1667  * It's possible that this backtracking will go all the way till 1st insn.
1668  * All other branches will be explored for needing precision later.
1669  *
1670  * The backtracking needs to deal with cases like:
1671  *   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)
1672  * r9 -= r8
1673  * r5 = r9
1674  * if r5 > 0x79f goto pc+7
1675  *    R5_w=inv(id=0,umax_value=1951,var_off=(0x0; 0x7ff))
1676  * r5 += 1
1677  * ...
1678  * call bpf_perf_event_output#25
1679  *   where .arg5_type = ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO
1680  *
1681  * and this case:
1682  * r6 = 1
1683  * call foo // uses callee's r6 inside to compute r0
1684  * r0 += r6
1685  * if r0 == 0 goto
1686  *
1687  * to track above reg_mask/stack_mask needs to be independent for each frame.
1688  *
1689  * Also if parent's curframe > frame where backtracking started,
1690  * the verifier need to mark registers in both frames, otherwise callees
1691  * may incorrectly prune callers. This is similar to
1692  * commit 7640ead93924 ("bpf: verifier: make sure callees don't prune with caller differences")
1693  *
1694  * For now backtracking falls back into conservative marking.
1695  */
1696 static void mark_all_scalars_precise(struct bpf_verifier_env *env,
1697                                      struct bpf_verifier_state *st)
1698 {
1699         struct bpf_func_state *func;
1700         struct bpf_reg_state *reg;
1701         int i, j;
1702
1703         /* big hammer: mark all scalars precise in this path.
1704          * pop_stack may still get !precise scalars.
1705          */
1706         for (; st; st = st->parent)
1707                 for (i = 0; i <= st->curframe; i++) {
1708                         func = st->frame[i];
1709                         for (j = 0; j < BPF_REG_FP; j++) {
1710                                 reg = &func->regs[j];
1711                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE)
1712                                         continue;
1713                                 reg->precise = true;
1714                         }
1715                         for (j = 0; j < func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; j++) {
1716                                 if (func->stack[j].slot_type[0] != STACK_SPILL)
1717                                         continue;
1718                                 reg = &func->stack[j].spilled_ptr;
1719                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE)
1720                                         continue;
1721                                 reg->precise = true;
1722                         }
1723                 }
1724 }
1725
1726 static int __mark_chain_precision(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
1727                                   int spi)
1728 {
1729         struct bpf_verifier_state *st = env->cur_state;
1730         int first_idx = st->first_insn_idx;
1731         int last_idx = env->insn_idx;
1732         struct bpf_func_state *func;
1733         struct bpf_reg_state *reg;
1734         u32 reg_mask = regno >= 0 ? 1u << regno : 0;
1735         u64 stack_mask = spi >= 0 ? 1ull << spi : 0;
1736         bool skip_first = true;
1737         bool new_marks = false;
1738         int i, err;
1739
1740         if (!env->allow_ptr_leaks)
1741                 /* backtracking is root only for now */
1742                 return 0;
1743
1744         func = st->frame[st->curframe];
1745         if (regno >= 0) {
1746                 reg = &func->regs[regno];
1747                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
1748                         WARN_ONCE(1, "backtracing misuse");
1749                         return -EFAULT;
1750                 }
1751                 if (!reg->precise)
1752                         new_marks = true;
1753                 else
1754                         reg_mask = 0;
1755                 reg->precise = true;
1756         }
1757
1758         while (spi >= 0) {
1759                 if (func->stack[spi].slot_type[0] != STACK_SPILL) {
1760                         stack_mask = 0;
1761                         break;
1762                 }
1763                 reg = &func->stack[spi].spilled_ptr;
1764                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
1765                         stack_mask = 0;
1766                         break;
1767                 }
1768                 if (!reg->precise)
1769                         new_marks = true;
1770                 else
1771                         stack_mask = 0;
1772                 reg->precise = true;
1773                 break;
1774         }
1775
1776         if (!new_marks)
1777                 return 0;
1778         if (!reg_mask && !stack_mask)
1779                 return 0;
1780         for (;;) {
1781                 DECLARE_BITMAP(mask, 64);
1782                 u32 history = st->jmp_history_cnt;
1783
1784                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
1785                         verbose(env, "last_idx %d first_idx %d\n", last_idx, first_idx);
1786                 for (i = last_idx;;) {
1787                         if (skip_first) {
1788                                 err = 0;
1789                                 skip_first = false;
1790                         } else {
1791                                 err = backtrack_insn(env, i, &reg_mask, &stack_mask);
1792                         }
1793                         if (err == -ENOTSUPP) {
1794                                 mark_all_scalars_precise(env, st);
1795                                 return 0;
1796                         } else if (err) {
1797                                 return err;
1798                         }
1799                         if (!reg_mask && !stack_mask)
1800                                 /* Found assignment(s) into tracked register in this state.
1801                                  * Since this state is already marked, just return.
1802                                  * Nothing to be tracked further in the parent state.
1803                                  */
1804                                 return 0;
1805                         if (i == first_idx)
1806                                 break;
1807                         i = get_prev_insn_idx(st, i, &history);
1808                         if (i >= env->prog->len) {
1809                                 /* This can happen if backtracking reached insn 0
1810                                  * and there are still reg_mask or stack_mask
1811                                  * to backtrack.
1812                                  * It means the backtracking missed the spot where
1813                                  * particular register was initialized with a constant.
1814                                  */
1815                                 verbose(env, "BUG backtracking idx %d\n", i);
1816                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
1817                                 return -EFAULT;
1818                         }
1819                 }
1820                 st = st->parent;
1821                 if (!st)
1822                         break;
1823
1824                 new_marks = false;
1825                 func = st->frame[st->curframe];
1826                 bitmap_from_u64(mask, reg_mask);
1827                 for_each_set_bit(i, mask, 32) {
1828                         reg = &func->regs[i];
1829                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
1830                                 reg_mask &= ~(1u << i);
1831                                 continue;
1832                         }
1833                         if (!reg->precise)
1834                                 new_marks = true;
1835                         reg->precise = true;
1836                 }
1837
1838                 bitmap_from_u64(mask, stack_mask);
1839                 for_each_set_bit(i, mask, 64) {
1840                         if (i >= func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE) {
1841                                 /* the sequence of instructions:
1842                                  * 2: (bf) r3 = r10
1843                                  * 3: (7b) *(u64 *)(r3 -8) = r0
1844                                  * 4: (79) r4 = *(u64 *)(r10 -8)
1845                                  * doesn't contain jmps. It's backtracked
1846                                  * as a single block.
1847                                  * During backtracking insn 3 is not recognized as
1848                                  * stack access, so at the end of backtracking
1849                                  * stack slot fp-8 is still marked in stack_mask.
1850                                  * However the parent state may not have accessed
1851                                  * fp-8 and it's "unallocated" stack space.
1852                                  * In such case fallback to conservative.
1853                                  */
1854                                 mark_all_scalars_precise(env, st);
1855                                 return 0;
1856                         }
1857
1858                         if (func->stack[i].slot_type[0] != STACK_SPILL) {
1859                                 stack_mask &= ~(1ull << i);
1860                                 continue;
1861                         }
1862                         reg = &func->stack[i].spilled_ptr;
1863                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
1864                                 stack_mask &= ~(1ull << i);
1865                                 continue;
1866                         }
1867                         if (!reg->precise)
1868                                 new_marks = true;
1869                         reg->precise = true;
1870                 }
1871                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
1872                         print_verifier_state(env, func);
1873                         verbose(env, "parent %s regs=%x stack=%llx marks\n",
1874                                 new_marks ? "didn't have" : "already had",
1875                                 reg_mask, stack_mask);
1876                 }
1877
1878                 if (!reg_mask && !stack_mask)
1879                         break;
1880                 if (!new_marks)
1881                         break;
1882
1883                 last_idx = st->last_insn_idx;
1884                 first_idx = st->first_insn_idx;
1885         }
1886         return 0;
1887 }
1888
1889 static int mark_chain_precision(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
1890 {
1891         return __mark_chain_precision(env, regno, -1);
1892 }
1893
1894 static int mark_chain_precision_stack(struct bpf_verifier_env *env, int spi)
1895 {
1896         return __mark_chain_precision(env, -1, spi);
1897 }
1898
1899 static bool is_spillable_regtype(enum bpf_reg_type type)
1900 {
1901         switch (type) {
1902         case PTR_TO_MAP_VALUE:
1903         case PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL:
1904         case PTR_TO_STACK:
1905         case PTR_TO_CTX:
1906         case PTR_TO_PACKET:
1907         case PTR_TO_PACKET_META:
1908         case PTR_TO_PACKET_END:
1909         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
1910         case CONST_PTR_TO_MAP:
1911         case PTR_TO_SOCKET:
1912         case PTR_TO_SOCKET_OR_NULL:
1913         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
1914         case PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL:
1915         case PTR_TO_TCP_SOCK:
1916         case PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL:
1917         case PTR_TO_XDP_SOCK:
1918                 return true;
1919         default:
1920                 return false;
1921         }
1922 }
1923
1924 /* Does this register contain a constant zero? */
1925 static bool register_is_null(struct bpf_reg_state *reg)
1926 {
1927         return reg->type == SCALAR_VALUE && tnum_equals_const(reg->var_off, 0);
1928 }
1929
1930 static bool register_is_const(struct bpf_reg_state *reg)
1931 {
1932         return reg->type == SCALAR_VALUE && tnum_is_const(reg->var_off);
1933 }
1934
1935 static void save_register_state(struct bpf_func_state *state,
1936                                 int spi, struct bpf_reg_state *reg)
1937 {
1938         int i;
1939
1940         state->stack[spi].spilled_ptr = *reg;
1941         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
1942
1943         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++)
1944                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_SPILL;
1945 }
1946
1947 /* check_stack_read/write functions track spill/fill of registers,
1948  * stack boundary and alignment are checked in check_mem_access()
1949  */
1950 static int check_stack_write(struct bpf_verifier_env *env,
1951                              struct bpf_func_state *state, /* func where register points to */
1952                              int off, int size, int value_regno, int insn_idx)
1953 {
1954         struct bpf_func_state *cur; /* state of the current function */
1955         int i, slot = -off - 1, spi = slot / BPF_REG_SIZE, err;
1956         u32 dst_reg = env->prog->insnsi[insn_idx].dst_reg;
1957         struct bpf_reg_state *reg = NULL;
1958
1959         err = realloc_func_state(state, round_up(slot + 1, BPF_REG_SIZE),
1960                                  state->acquired_refs, true);
1961         if (err)
1962                 return err;
1963         /* caller checked that off % size == 0 and -MAX_BPF_STACK <= off < 0,
1964          * so it's aligned access and [off, off + size) are within stack limits
1965          */
1966         if (!env->allow_ptr_leaks &&
1967             state->stack[spi].slot_type[0] == STACK_SPILL &&
1968             size != BPF_REG_SIZE) {
1969                 verbose(env, "attempt to corrupt spilled pointer on stack\n");
1970                 return -EACCES;
1971         }
1972
1973         cur = env->cur_state->frame[env->cur_state->curframe];
1974         if (value_regno >= 0)
1975                 reg = &cur->regs[value_regno];
1976
1977         if (reg && size == BPF_REG_SIZE && register_is_const(reg) &&
1978             !register_is_null(reg) && env->allow_ptr_leaks) {
1979                 if (dst_reg != BPF_REG_FP) {
1980                         /* The backtracking logic can only recognize explicit
1981                          * stack slot address like [fp - 8]. Other spill of
1982                          * scalar via different register has to be conervative.
1983                          * Backtrack from here and mark all registers as precise
1984                          * that contributed into 'reg' being a constant.
1985                          */
1986                         err = mark_chain_precision(env, value_regno);
1987                         if (err)
1988                                 return err;
1989                 }
1990                 save_register_state(state, spi, reg);
1991         } else if (reg && is_spillable_regtype(reg->type)) {
1992                 /* register containing pointer is being spilled into stack */
1993                 if (size != BPF_REG_SIZE) {
1994                         verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
1995                         verbose(env, "invalid size of register spill\n");
1996                         return -EACCES;
1997                 }
1998
1999                 if (state != cur && reg->type == PTR_TO_STACK) {
2000                         verbose(env, "cannot spill pointers to stack into stack frame of the caller\n");
2001                         return -EINVAL;
2002                 }
2003
2004                 if (!env->allow_ptr_leaks) {
2005                         bool sanitize = false;
2006
2007                         if (state->stack[spi].slot_type[0] == STACK_SPILL &&
2008                             register_is_const(&state->stack[spi].spilled_ptr))
2009                                 sanitize = true;
2010                         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++)
2011                                 if (state->stack[spi].slot_type[i] == STACK_MISC) {
2012                                         sanitize = true;
2013                                         break;
2014                                 }
2015                         if (sanitize) {
2016                                 int *poff = &env->insn_aux_data[insn_idx].sanitize_stack_off;
2017                                 int soff = (-spi - 1) * BPF_REG_SIZE;
2018
2019                                 /* detected reuse of integer stack slot with a pointer
2020                                  * which means either llvm is reusing stack slot or
2021                                  * an attacker is trying to exploit CVE-2018-3639
2022                                  * (speculative store bypass)
2023                                  * Have to sanitize that slot with preemptive
2024                                  * store of zero.
2025                                  */
2026                                 if (*poff && *poff != soff) {
2027                                         /* disallow programs where single insn stores
2028                                          * into two different stack slots, since verifier
2029                                          * cannot sanitize them
2030                                          */
2031                                         verbose(env,
2032                                                 "insn %d cannot access two stack slots fp%d and fp%d",
2033                                                 insn_idx, *poff, soff);
2034                                         return -EINVAL;
2035                                 }
2036                                 *poff = soff;
2037                         }
2038                 }
2039                 save_register_state(state, spi, reg);
2040         } else {
2041                 u8 type = STACK_MISC;
2042
2043                 /* regular write of data into stack destroys any spilled ptr */
2044                 state->stack[spi].spilled_ptr.type = NOT_INIT;
2045                 /* Mark slots as STACK_MISC if they belonged to spilled ptr. */
2046                 if (state->stack[spi].slot_type[0] == STACK_SPILL)
2047                         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++)
2048                                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_MISC;
2049
2050                 /* only mark the slot as written if all 8 bytes were written
2051                  * otherwise read propagation may incorrectly stop too soon
2052                  * when stack slots are partially written.
2053                  * This heuristic means that read propagation will be
2054                  * conservative, since it will add reg_live_read marks
2055                  * to stack slots all the way to first state when programs
2056                  * writes+reads less than 8 bytes
2057                  */
2058                 if (size == BPF_REG_SIZE)
2059                         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
2060
2061                 /* when we zero initialize stack slots mark them as such */
2062                 if (reg && register_is_null(reg)) {
2063                         /* backtracking doesn't work for STACK_ZERO yet. */
2064                         err = mark_chain_precision(env, value_regno);
2065                         if (err)
2066                                 return err;
2067                         type = STACK_ZERO;
2068                 }
2069
2070                 /* Mark slots affected by this stack write. */
2071                 for (i = 0; i < size; i++)
2072                         state->stack[spi].slot_type[(slot - i) % BPF_REG_SIZE] =
2073                                 type;
2074         }
2075         return 0;
2076 }
2077
2078 static int check_stack_read(struct bpf_verifier_env *env,
2079                             struct bpf_func_state *reg_state /* func where register points to */,
2080                             int off, int size, int value_regno)
2081 {
2082         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
2083         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
2084         int i, slot = -off - 1, spi = slot / BPF_REG_SIZE;
2085         struct bpf_reg_state *reg;
2086         u8 *stype;
2087
2088         if (reg_state->allocated_stack <= slot) {
2089                 verbose(env, "invalid read from stack off %d+0 size %d\n",
2090                         off, size);
2091                 return -EACCES;
2092         }
2093         stype = reg_state->stack[spi].slot_type;
2094         reg = &reg_state->stack[spi].spilled_ptr;
2095
2096         if (stype[0] == STACK_SPILL) {
2097                 if (size != BPF_REG_SIZE) {
2098                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
2099                                 verbose_linfo(env, env->insn_idx, "; ");
2100                                 verbose(env, "invalid size of register fill\n");
2101                                 return -EACCES;
2102                         }
2103                         if (value_regno >= 0) {
2104                                 mark_reg_unknown(env, state->regs, value_regno);
2105                                 state->regs[value_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
2106                         }
2107                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
2108                         return 0;
2109                 }
2110                 for (i = 1; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
2111                         if (stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE] != STACK_SPILL) {
2112                                 verbose(env, "corrupted spill memory\n");
2113                                 return -EACCES;
2114                         }
2115                 }
2116
2117                 if (value_regno >= 0) {
2118                         /* restore register state from stack */
2119                         state->regs[value_regno] = *reg;
2120                         /* mark reg as written since spilled pointer state likely
2121                          * has its liveness marks cleared by is_state_visited()
2122                          * which resets stack/reg liveness for state transitions
2123                          */
2124                         state->regs[value_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
2125                 }
2126                 mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
2127         } else {
2128                 int zeros = 0;
2129
2130                 for (i = 0; i < size; i++) {
2131                         if (stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE] == STACK_MISC)
2132                                 continue;
2133                         if (stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE] == STACK_ZERO) {
2134                                 zeros++;
2135                                 continue;
2136                         }
2137                         verbose(env, "invalid read from stack off %d+%d size %d\n",
2138                                 off, i, size);
2139                         return -EACCES;
2140                 }
2141                 mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
2142                 if (value_regno >= 0) {
2143                         if (zeros == size) {
2144                                 /* any size read into register is zero extended,
2145                                  * so the whole register == const_zero
2146                                  */
2147                                 __mark_reg_const_zero(&state->regs[value_regno]);
2148                                 /* backtracking doesn't support STACK_ZERO yet,
2149                                  * so mark it precise here, so that later
2150                                  * backtracking can stop here.
2151                                  * Backtracking may not need this if this register
2152                                  * doesn't participate in pointer adjustment.
2153                                  * Forward propagation of precise flag is not
2154                                  * necessary either. This mark is only to stop
2155                                  * backtracking. Any register that contributed
2156                                  * to const 0 was marked precise before spill.
2157                                  */
2158                                 state->regs[value_regno].precise = true;
2159                         } else {
2160                                 /* have read misc data from the stack */
2161                                 mark_reg_unknown(env, state->regs, value_regno);
2162                         }
2163                         state->regs[value_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
2164                 }
2165         }
2166         return 0;
2167 }
2168
2169 static int check_stack_access(struct bpf_verifier_env *env,
2170                               const struct bpf_reg_state *reg,
2171                               int off, int size)
2172 {
2173         /* Stack accesses must be at a fixed offset, so that we
2174          * can determine what type of data were returned. See
2175          * check_stack_read().
2176          */
2177         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
2178                 char tn_buf[48];
2179
2180                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
2181                 verbose(env, "variable stack access var_off=%s off=%d size=%d\n",
2182                         tn_buf, off, size);
2183                 return -EACCES;
2184         }
2185
2186         if (off >= 0 || off < -MAX_BPF_STACK) {
2187                 verbose(env, "invalid stack off=%d size=%d\n", off, size);
2188                 return -EACCES;
2189         }
2190
2191         return 0;
2192 }
2193
2194 static int check_map_access_type(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
2195                                  int off, int size, enum bpf_access_type type)
2196 {
2197         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
2198         struct bpf_map *map = regs[regno].map_ptr;
2199         u32 cap = bpf_map_flags_to_cap(map);
2200
2201         if (type == BPF_WRITE && !(cap & BPF_MAP_CAN_WRITE)) {
2202                 verbose(env, "write into map forbidden, value_size=%d off=%d size=%d\n",
2203                         map->value_size, off, size);
2204                 return -EACCES;
2205         }
2206
2207         if (type == BPF_READ && !(cap & BPF_MAP_CAN_READ)) {
2208                 verbose(env, "read from map forbidden, value_size=%d off=%d size=%d\n",
2209                         map->value_size, off, size);
2210                 return -EACCES;
2211         }
2212
2213         return 0;
2214 }
2215
2216 /* check read/write into map element returned by bpf_map_lookup_elem() */
2217 static int __check_map_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno, int off,
2218                               int size, bool zero_size_allowed)
2219 {
2220         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
2221         struct bpf_map *map = regs[regno].map_ptr;
2222
2223         if (off < 0 || size < 0 || (size == 0 && !zero_size_allowed) ||
2224             off + size > map->value_size) {
2225                 verbose(env, "invalid access to map value, value_size=%d off=%d size=%d\n",
2226                         map->value_size, off, size);
2227                 return -EACCES;
2228         }
2229         return 0;
2230 }
2231
2232 /* check read/write into a map element with possible variable offset */
2233 static int check_map_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
2234                             int off, int size, bool zero_size_allowed)
2235 {
2236         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
2237         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
2238         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regno];
2239         int err;
2240
2241         /* We may have adjusted the register to this map value, so we
2242          * need to try adding each of min_value and max_value to off
2243          * to make sure our theoretical access will be safe.
2244          */
2245         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
2246                 print_verifier_state(env, state);
2247
2248         /* The minimum value is only important with signed
2249          * comparisons where we can't assume the floor of a
2250          * value is 0.  If we are using signed variables for our
2251          * index'es we need to make sure that whatever we use
2252          * will have a set floor within our range.
2253          */
2254         if (reg->smin_value < 0 &&
2255             (reg->smin_value == S64_MIN ||
2256              (off + reg->smin_value != (s64)(s32)(off + reg->smin_value)) ||
2257               reg->smin_value + off < 0)) {
2258                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
2259                         regno);
2260                 return -EACCES;
2261         }
2262         err = __check_map_access(env, regno, reg->smin_value + off, size,
2263                                  zero_size_allowed);
2264         if (err) {
2265                 verbose(env, "R%d min value is outside of the array range\n",
2266                         regno);
2267                 return err;
2268         }
2269
2270         /* If we haven't set a max value then we need to bail since we can't be
2271          * sure we won't do bad things.
2272          * If reg->umax_value + off could overflow, treat that as unbounded too.
2273          */
2274         if (reg->umax_value >= BPF_MAX_VAR_OFF) {
2275                 verbose(env, "R%d unbounded memory access, make sure to bounds check any array access into a map\n",
2276                         regno);
2277                 return -EACCES;
2278         }
2279         err = __check_map_access(env, regno, reg->umax_value + off, size,
2280                                  zero_size_allowed);
2281         if (err)
2282                 verbose(env, "R%d max value is outside of the array range\n",
2283                         regno);
2284
2285         if (map_value_has_spin_lock(reg->map_ptr)) {
2286                 u32 lock = reg->map_ptr->spin_lock_off;
2287
2288                 /* if any part of struct bpf_spin_lock can be touched by
2289                  * load/store reject this program.
2290                  * To check that [x1, x2) overlaps with [y1, y2)
2291                  * it is sufficient to check x1 < y2 && y1 < x2.
2292                  */
2293                 if (reg->smin_value + off < lock + sizeof(struct bpf_spin_lock) &&
2294                      lock < reg->umax_value + off + size) {
2295                         verbose(env, "bpf_spin_lock cannot be accessed directly by load/store\n");
2296                         return -EACCES;
2297                 }
2298         }
2299         return err;
2300 }
2301
2302 #define MAX_PACKET_OFF 0xffff
2303
2304 static bool may_access_direct_pkt_data(struct bpf_verifier_env *env,
2305                                        const struct bpf_call_arg_meta *meta,
2306                                        enum bpf_access_type t)
2307 {
2308         switch (env->prog->type) {
2309         /* Program types only with direct read access go here! */
2310         case BPF_PROG_TYPE_LWT_IN:
2311         case BPF_PROG_TYPE_LWT_OUT:
2312         case BPF_PROG_TYPE_LWT_SEG6LOCAL:
2313         case BPF_PROG_TYPE_SK_REUSEPORT:
2314         case BPF_PROG_TYPE_FLOW_DISSECTOR:
2315         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SKB:
2316                 if (t == BPF_WRITE)
2317                         return false;
2318                 /* fallthrough */
2319
2320         /* Program types with direct read + write access go here! */
2321         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
2322         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
2323         case BPF_PROG_TYPE_XDP:
2324         case BPF_PROG_TYPE_LWT_XMIT:
2325         case BPF_PROG_TYPE_SK_SKB:
2326         case BPF_PROG_TYPE_SK_MSG:
2327                 if (meta)
2328                         return meta->pkt_access;
2329
2330                 env->seen_direct_write = true;
2331                 return true;
2332
2333         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCKOPT:
2334                 if (t == BPF_WRITE)
2335                         env->seen_direct_write = true;
2336
2337                 return true;
2338
2339         default:
2340                 return false;
2341         }
2342 }
2343
2344 static int __check_packet_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
2345                                  int off, int size, bool zero_size_allowed)
2346 {
2347         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
2348         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
2349
2350         if (off < 0 || size < 0 || (size == 0 && !zero_size_allowed) ||
2351             (u64)off + size > reg->range) {
2352                 verbose(env, "invalid access to packet, off=%d size=%d, R%d(id=%d,off=%d,r=%d)\n",
2353                         off, size, regno, reg->id, reg->off, reg->range);
2354                 return -EACCES;
2355         }
2356         return 0;
2357 }
2358
2359 static int check_packet_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno, int off,
2360                                int size, bool zero_size_allowed)
2361 {
2362         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
2363         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
2364         int err;
2365
2366         /* We may have added a variable offset to the packet pointer; but any
2367          * reg->range we have comes after that.  We are only checking the fixed
2368          * offset.
2369          */
2370
2371         /* We don't allow negative numbers, because we aren't tracking enough
2372          * detail to prove they're safe.
2373          */
2374         if (reg->smin_value < 0) {
2375                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
2376                         regno);
2377                 return -EACCES;
2378         }
2379         err = __check_packet_access(env, regno, off, size, zero_size_allowed);
2380         if (err) {
2381                 verbose(env, "R%d offset is outside of the packet\n", regno);
2382                 return err;
2383         }
2384
2385         /* __check_packet_access has made sure "off + size - 1" is within u16.
2386          * reg->umax_value can't be bigger than MAX_PACKET_OFF which is 0xffff,
2387          * otherwise find_good_pkt_pointers would have refused to set range info
2388          * that __check_packet_access would have rejected this pkt access.
2389          * Therefore, "off + reg->umax_value + size - 1" won't overflow u32.
2390          */
2391         env->prog->aux->max_pkt_offset =
2392                 max_t(u32, env->prog->aux->max_pkt_offset,
2393                       off + reg->umax_value + size - 1);
2394
2395         return err;
2396 }
2397
2398 /* check access to 'struct bpf_context' fields.  Supports fixed offsets only */
2399 static int check_ctx_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, int off, int size,
2400                             enum bpf_access_type t, enum bpf_reg_type *reg_type,
2401                             u32 *btf_id)
2402 {
2403         struct bpf_insn_access_aux info = {
2404                 .reg_type = *reg_type,
2405                 .log = &env->log,
2406         };
2407
2408         if (env->ops->is_valid_access &&
2409             env->ops->is_valid_access(off, size, t, env->prog, &info)) {
2410                 /* A non zero info.ctx_field_size indicates that this field is a
2411                  * candidate for later verifier transformation to load the whole
2412                  * field and then apply a mask when accessed with a narrower
2413                  * access than actual ctx access size. A zero info.ctx_field_size
2414                  * will only allow for whole field access and rejects any other
2415                  * type of narrower access.
2416                  */
2417                 *reg_type = info.reg_type;
2418
2419                 if (*reg_type == PTR_TO_BTF_ID)
2420                         *btf_id = info.btf_id;
2421                 else
2422                         env->insn_aux_data[insn_idx].ctx_field_size = info.ctx_field_size;
2423                 /* remember the offset of last byte accessed in ctx */
2424                 if (env->prog->aux->max_ctx_offset < off + size)
2425                         env->prog->aux->max_ctx_offset = off + size;
2426                 return 0;
2427         }
2428
2429         verbose(env, "invalid bpf_context access off=%d size=%d\n", off, size);
2430         return -EACCES;
2431 }
2432
2433 static int check_flow_keys_access(struct bpf_verifier_env *env, int off,
2434                                   int size)
2435 {
2436         if (size < 0 || off < 0 ||
2437             (u64)off + size > sizeof(struct bpf_flow_keys)) {
2438                 verbose(env, "invalid access to flow keys off=%d size=%d\n",
2439                         off, size);
2440                 return -EACCES;
2441         }
2442         return 0;
2443 }
2444
2445 static int check_sock_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx,
2446                              u32 regno, int off, int size,
2447                              enum bpf_access_type t)
2448 {
2449         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
2450         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
2451         struct bpf_insn_access_aux info = {};
2452         bool valid;
2453
2454         if (reg->smin_value < 0) {
2455                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
2456                         regno);
2457                 return -EACCES;
2458         }
2459
2460         switch (reg->type) {
2461         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
2462                 valid = bpf_sock_common_is_valid_access(off, size, t, &info);
2463                 break;
2464         case PTR_TO_SOCKET:
2465                 valid = bpf_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
2466                 break;
2467         case PTR_TO_TCP_SOCK:
2468                 valid = bpf_tcp_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
2469                 break;
2470         case PTR_TO_XDP_SOCK:
2471                 valid = bpf_xdp_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
2472                 break;
2473         default:
2474                 valid = false;
2475         }
2476
2477
2478         if (valid) {
2479                 env->insn_aux_data[insn_idx].ctx_field_size =
2480                         info.ctx_field_size;
2481                 return 0;
2482         }
2483
2484         verbose(env, "R%d invalid %s access off=%d size=%d\n",
2485                 regno, reg_type_str[reg->type], off, size);
2486
2487         return -EACCES;
2488 }
2489
2490 static bool __is_pointer_value(bool allow_ptr_leaks,
2491                                const struct bpf_reg_state *reg)
2492 {
2493         if (allow_ptr_leaks)
2494                 return false;
2495
2496         return reg->type != SCALAR_VALUE;
2497 }
2498
2499 static struct bpf_reg_state *reg_state(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
2500 {
2501         return cur_regs(env) + regno;
2502 }
2503
2504 static bool is_pointer_value(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
2505 {
2506         return __is_pointer_value(env->allow_ptr_leaks, reg_state(env, regno));
2507 }
2508
2509 static bool is_ctx_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
2510 {
2511         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
2512
2513         return reg->type == PTR_TO_CTX;
2514 }
2515
2516 static bool is_sk_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
2517 {
2518         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
2519
2520         return type_is_sk_pointer(reg->type);
2521 }
2522
2523 static bool is_pkt_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
2524 {
2525         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
2526
2527         return type_is_pkt_pointer(reg->type);
2528 }
2529
2530 static bool is_flow_key_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
2531 {
2532         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
2533
2534         /* Separate to is_ctx_reg() since we still want to allow BPF_ST here. */
2535         return reg->type == PTR_TO_FLOW_KEYS;
2536 }
2537
2538 static int check_pkt_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
2539                                    const struct bpf_reg_state *reg,
2540                                    int off, int size, bool strict)
2541 {
2542         struct tnum reg_off;
2543         int ip_align;
2544
2545         /* Byte size accesses are always allowed. */
2546         if (!strict || size == 1)
2547                 return 0;
2548
2549         /* For platforms that do not have a Kconfig enabling
2550          * CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS the value of
2551          * NET_IP_ALIGN is universally set to '2'.  And on platforms
2552          * that do set CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS, we get
2553          * to this code only in strict mode where we want to emulate
2554          * the NET_IP_ALIGN==2 checking.  Therefore use an
2555          * unconditional IP align value of '2'.
2556          */
2557         ip_align = 2;
2558
2559         reg_off = tnum_add(reg->var_off, tnum_const(ip_align + reg->off + off));
2560         if (!tnum_is_aligned(reg_off, size)) {
2561                 char tn_buf[48];
2562
2563                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
2564                 verbose(env,
2565                         "misaligned packet access off %d+%s+%d+%d size %d\n",
2566                         ip_align, tn_buf, reg->off, off, size);
2567                 return -EACCES;
2568         }
2569
2570         return 0;
2571 }
2572
2573 static int check_generic_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
2574                                        const struct bpf_reg_state *reg,
2575                                        const char *pointer_desc,
2576                                        int off, int size, bool strict)
2577 {
2578         struct tnum reg_off;
2579
2580         /* Byte size accesses are always allowed. */
2581         if (!strict || size == 1)
2582                 return 0;
2583
2584         reg_off = tnum_add(reg->var_off, tnum_const(reg->off + off));
2585         if (!tnum_is_aligned(reg_off, size)) {
2586                 char tn_buf[48];
2587
2588                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
2589                 verbose(env, "misaligned %saccess off %s+%d+%d size %d\n",
2590                         pointer_desc, tn_buf, reg->off, off, size);
2591                 return -EACCES;
2592         }
2593
2594         return 0;
2595 }
2596
2597 static int check_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
2598                                const struct bpf_reg_state *reg, int off,
2599                                int size, bool strict_alignment_once)
2600 {
2601         bool strict = env->strict_alignment || strict_alignment_once;
2602         const char *pointer_desc = "";
2603
2604         switch (reg->type) {
2605         case PTR_TO_PACKET:
2606         case PTR_TO_PACKET_META:
2607                 /* Special case, because of NET_IP_ALIGN. Given metadata sits
2608                  * right in front, treat it the very same way.
2609                  */
2610                 return check_pkt_ptr_alignment(env, reg, off, size, strict);
2611         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
2612                 pointer_desc = "flow keys ";
2613                 break;
2614         case PTR_TO_MAP_VALUE:
2615                 pointer_desc = "value ";
2616                 break;
2617         case PTR_TO_CTX:
2618                 pointer_desc = "context ";
2619                 break;
2620         case PTR_TO_STACK:
2621                 pointer_desc = "stack ";
2622                 /* The stack spill tracking logic in check_stack_write()
2623                  * and check_stack_read() relies on stack accesses being
2624                  * aligned.
2625                  */
2626                 strict = true;
2627                 break;
2628         case PTR_TO_SOCKET:
2629                 pointer_desc = "sock ";
2630                 break;
2631         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
2632                 pointer_desc = "sock_common ";
2633                 break;
2634         case PTR_TO_TCP_SOCK:
2635                 pointer_desc = "tcp_sock ";
2636                 break;
2637         case PTR_TO_XDP_SOCK:
2638                 pointer_desc = "xdp_sock ";
2639                 break;
2640         default:
2641                 break;
2642         }
2643         return check_generic_ptr_alignment(env, reg, pointer_desc, off, size,
2644                                            strict);
2645 }
2646
2647 static int update_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env,
2648                               const struct bpf_func_state *func,
2649                               int off)
2650 {
2651         u16 stack = env->subprog_info[func->subprogno].stack_depth;
2652
2653         if (stack >= -off)
2654                 return 0;
2655
2656         /* update known max for given subprogram */
2657         env->subprog_info[func->subprogno].stack_depth = -off;
2658         return 0;
2659 }
2660
2661 /* starting from main bpf function walk all instructions of the function
2662  * and recursively walk all callees that given function can call.
2663  * Ignore jump and exit insns.
2664  * Since recursion is prevented by check_cfg() this algorithm
2665  * only needs a local stack of MAX_CALL_FRAMES to remember callsites
2666  */
2667 static int check_max_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env)
2668 {
2669         int depth = 0, frame = 0, idx = 0, i = 0, subprog_end;
2670         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
2671         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
2672         int ret_insn[MAX_CALL_FRAMES];
2673         int ret_prog[MAX_CALL_FRAMES];
2674
2675 process_func:
2676         /* round up to 32-bytes, since this is granularity
2677          * of interpreter stack size
2678          */
2679         depth += round_up(max_t(u32, subprog[idx].stack_depth, 1), 32);
2680         if (depth > MAX_BPF_STACK) {
2681                 verbose(env, "combined stack size of %d calls is %d. Too large\n",
2682                         frame + 1, depth);
2683                 return -EACCES;
2684         }
2685 continue_func:
2686         subprog_end = subprog[idx + 1].start;
2687         for (; i < subprog_end; i++) {
2688                 if (insn[i].code != (BPF_JMP | BPF_CALL))
2689                         continue;
2690                 if (insn[i].src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
2691                         continue;
2692                 /* remember insn and function to return to */
2693                 ret_insn[frame] = i + 1;
2694                 ret_prog[frame] = idx;
2695
2696                 /* find the callee */
2697                 i = i + insn[i].imm + 1;
2698                 idx = find_subprog(env, i);
2699                 if (idx < 0) {
2700                         WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
2701                                   i);
2702                         return -EFAULT;
2703                 }
2704                 frame++;
2705                 if (frame >= MAX_CALL_FRAMES) {
2706                         verbose(env, "the call stack of %d frames is too deep !\n",
2707                                 frame);
2708                         return -E2BIG;
2709                 }
2710                 goto process_func;
2711         }
2712         /* end of for() loop means the last insn of the 'subprog'
2713          * was reached. Doesn't matter whether it was JA or EXIT
2714          */
2715         if (frame == 0)
2716                 return 0;
2717         depth -= round_up(max_t(u32, subprog[idx].stack_depth, 1), 32);
2718         frame--;
2719         i = ret_insn[frame];
2720         idx = ret_prog[frame];
2721         goto continue_func;
2722 }
2723
2724 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
2725 static int get_callee_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env,
2726                                   const struct bpf_insn *insn, int idx)
2727 {
2728         int start = idx + insn->imm + 1, subprog;
2729
2730         subprog = find_subprog(env, start);
2731         if (subprog < 0) {
2732                 WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
2733                           start);
2734                 return -EFAULT;
2735         }
2736         return env->subprog_info[subprog].stack_depth;
2737 }
2738 #endif
2739
2740 static int check_ctx_reg(struct bpf_verifier_env *env,
2741                          const struct bpf_reg_state *reg, int regno)
2742 {
2743         /* Access to ctx or passing it to a helper is only allowed in
2744          * its original, unmodified form.
2745          */
2746
2747         if (reg->off) {
2748                 verbose(env, "dereference of modified ctx ptr R%d off=%d disallowed\n",
2749                         regno, reg->off);
2750                 return -EACCES;
2751         }
2752
2753         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
2754                 char tn_buf[48];
2755
2756                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
2757                 verbose(env, "variable ctx access var_off=%s disallowed\n", tn_buf);
2758                 return -EACCES;
2759         }
2760
2761         return 0;
2762 }
2763
2764 static int check_tp_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
2765                                   const struct bpf_reg_state *reg,
2766                                   int regno, int off, int size)
2767 {
2768         if (off < 0) {
2769                 verbose(env,
2770                         "R%d invalid tracepoint buffer access: off=%d, size=%d",
2771                         regno, off, size);
2772                 return -EACCES;
2773         }
2774         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
2775                 char tn_buf[48];
2776
2777                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
2778                 verbose(env,
2779                         "R%d invalid variable buffer offset: off=%d, var_off=%s",
2780                         regno, off, tn_buf);
2781                 return -EACCES;
2782         }
2783         if (off + size > env->prog->aux->max_tp_access)
2784                 env->prog->aux->max_tp_access = off + size;
2785
2786         return 0;
2787 }
2788
2789
2790 /* truncate register to smaller size (in bytes)
2791  * must be called with size < BPF_REG_SIZE
2792  */
2793 static void coerce_reg_to_size(struct bpf_reg_state *reg, int size)
2794 {
2795         u64 mask;
2796
2797         /* clear high bits in bit representation */
2798         reg->var_off = tnum_cast(reg->var_off, size);
2799
2800         /* fix arithmetic bounds */
2801         mask = ((u64)1 << (size * 8)) - 1;
2802         if ((reg->umin_value & ~mask) == (reg->umax_value & ~mask)) {
2803                 reg->umin_value &= mask;
2804                 reg->umax_value &= mask;
2805         } else {
2806                 reg->umin_value = 0;
2807                 reg->umax_value = mask;
2808         }
2809         reg->smin_value = reg->umin_value;
2810         reg->smax_value = reg->umax_value;
2811 }
2812
2813 static bool bpf_map_is_rdonly(const struct bpf_map *map)
2814 {
2815         return (map->map_flags & BPF_F_RDONLY_PROG) && map->frozen;
2816 }
2817
2818 static int bpf_map_direct_read(struct bpf_map *map, int off, int size, u64 *val)
2819 {
2820         void *ptr;
2821         u64 addr;
2822         int err;
2823
2824         err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &addr, off);
2825         if (err)
2826                 return err;
2827         ptr = (void *)(long)addr + off;
2828
2829         switch (size) {
2830         case sizeof(u8):
2831                 *val = (u64)*(u8 *)ptr;
2832                 break;
2833         case sizeof(u16):
2834                 *val = (u64)*(u16 *)ptr;
2835                 break;
2836         case sizeof(u32):
2837                 *val = (u64)*(u32 *)ptr;
2838                 break;
2839         case sizeof(u64):
2840                 *val = *(u64 *)ptr;
2841                 break;
2842         default:
2843                 return -EINVAL;
2844         }
2845         return 0;
2846 }
2847
2848 static int check_ptr_to_btf_access(struct bpf_verifier_env *env,
2849                                    struct bpf_reg_state *regs,
2850                                    int regno, int off, int size,
2851                                    enum bpf_access_type atype,
2852                                    int value_regno)
2853 {
2854         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
2855         const struct btf_type *t = btf_type_by_id(btf_vmlinux, reg->btf_id);
2856         const char *tname = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, t->name_off);
2857         u32 btf_id;
2858         int ret;
2859
2860         if (atype != BPF_READ) {
2861                 verbose(env, "only read is supported\n");
2862                 return -EACCES;
2863         }
2864
2865         if (off < 0) {
2866                 verbose(env,
2867                         "R%d is ptr_%s invalid negative access: off=%d\n",
2868                         regno, tname, off);
2869                 return -EACCES;
2870         }
2871         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
2872                 char tn_buf[48];
2873
2874                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
2875                 verbose(env,
2876                         "R%d is ptr_%s invalid variable offset: off=%d, var_off=%s\n",
2877                         regno, tname, off, tn_buf);
2878                 return -EACCES;
2879         }
2880
2881         ret = btf_struct_access(&env->log, t, off, size, atype, &btf_id);
2882         if (ret < 0)
2883                 return ret;
2884
2885         if (ret == SCALAR_VALUE) {
2886                 mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
2887                 return 0;
2888         }
2889         mark_reg_known_zero(env, regs, value_regno);
2890         regs[value_regno].type = PTR_TO_BTF_ID;
2891         regs[value_regno].btf_id = btf_id;
2892         return 0;
2893 }
2894
2895 /* check whether memory at (regno + off) is accessible for t = (read | write)
2896  * if t==write, value_regno is a register which value is stored into memory
2897  * if t==read, value_regno is a register which will receive the value from memory
2898  * if t==write && value_regno==-1, some unknown value is stored into memory
2899  * if t==read && value_regno==-1, don't care what we read from memory
2900  */
2901 static int check_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, u32 regno,
2902                             int off, int bpf_size, enum bpf_access_type t,
2903                             int value_regno, bool strict_alignment_once)
2904 {
2905         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
2906         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
2907         struct bpf_func_state *state;
2908         int size, err = 0;
2909
2910         size = bpf_size_to_bytes(bpf_size);
2911         if (size < 0)
2912                 return size;
2913
2914         /* alignment checks will add in reg->off themselves */
2915         err = check_ptr_alignment(env, reg, off, size, strict_alignment_once);
2916         if (err)
2917                 return err;
2918
2919         /* for access checks, reg->off is just part of off */
2920         off += reg->off;
2921
2922         if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE) {
2923                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
2924                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
2925                         verbose(env, "R%d leaks addr into map\n", value_regno);
2926                         return -EACCES;
2927                 }
2928                 err = check_map_access_type(env, regno, off, size, t);
2929                 if (err)
2930                         return err;
2931                 err = check_map_access(env, regno, off, size, false);
2932                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0) {
2933                         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
2934
2935                         /* if map is read-only, track its contents as scalars */
2936                         if (tnum_is_const(reg->var_off) &&
2937                             bpf_map_is_rdonly(map) &&
2938                             map->ops->map_direct_value_addr) {
2939                                 int map_off = off + reg->var_off.value;
2940                                 u64 val = 0;
2941
2942                                 err = bpf_map_direct_read(map, map_off, size,
2943                                                           &val);
2944                                 if (err)
2945                                         return err;
2946
2947                                 regs[value_regno].type = SCALAR_VALUE;
2948                                 __mark_reg_known(&regs[value_regno], val);
2949                         } else {
2950                                 mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
2951                         }
2952                 }
2953         } else if (reg->type == PTR_TO_CTX) {
2954                 enum bpf_reg_type reg_type = SCALAR_VALUE;
2955                 u32 btf_id = 0;
2956
2957                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
2958                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
2959                         verbose(env, "R%d leaks addr into ctx\n", value_regno);
2960                         return -EACCES;
2961                 }
2962
2963                 err = check_ctx_reg(env, reg, regno);
2964                 if (err < 0)
2965                         return err;
2966
2967                 err = check_ctx_access(env, insn_idx, off, size, t, &reg_type, &btf_id);
2968                 if (err)
2969                         verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
2970                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0) {
2971                         /* ctx access returns either a scalar, or a
2972                          * PTR_TO_PACKET[_META,_END]. In the latter
2973                          * case, we know the offset is zero.
2974                          */
2975                         if (reg_type == SCALAR_VALUE) {
2976                                 mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
2977                         } else {
2978                                 mark_reg_known_zero(env, regs,
2979                                                     value_regno);
2980                                 if (reg_type_may_be_null(reg_type))
2981                                         regs[value_regno].id = ++env->id_gen;
2982                                 /* A load of ctx field could have different
2983                                  * actual load size with the one encoded in the
2984                                  * insn. When the dst is PTR, it is for sure not
2985                                  * a sub-register.
2986                                  */
2987                                 regs[value_regno].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
2988                                 if (reg_type == PTR_TO_BTF_ID)
2989                                         regs[value_regno].btf_id = btf_id;
2990                         }
2991                         regs[value_regno].type = reg_type;
2992                 }
2993
2994         } else if (reg->type == PTR_TO_STACK) {
2995                 off += reg->var_off.value;
2996                 err = check_stack_access(env, reg, off, size);
2997                 if (err)
2998                         return err;
2999
3000                 state = func(env, reg);
3001                 err = update_stack_depth(env, state, off);
3002                 if (err)
3003                         return err;
3004
3005                 if (t == BPF_WRITE)
3006                         err = check_stack_write(env, state, off, size,
3007                                                 value_regno, insn_idx);
3008                 else
3009                         err = check_stack_read(env, state, off, size,
3010                                                value_regno);
3011         } else if (reg_is_pkt_pointer(reg)) {
3012                 if (t == BPF_WRITE && !may_access_direct_pkt_data(env, NULL, t)) {
3013                         verbose(env, "cannot write into packet\n");
3014                         return -EACCES;
3015                 }
3016                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
3017                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
3018                         verbose(env, "R%d leaks addr into packet\n",
3019                                 value_regno);
3020                         return -EACCES;
3021                 }
3022                 err = check_packet_access(env, regno, off, size, false);
3023                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
3024                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
3025         } else if (reg->type == PTR_TO_FLOW_KEYS) {
3026                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
3027                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
3028                         verbose(env, "R%d leaks addr into flow keys\n",
3029                                 value_regno);
3030                         return -EACCES;
3031                 }
3032
3033                 err = check_flow_keys_access(env, off, size);
3034                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
3035                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
3036         } else if (type_is_sk_pointer(reg->type)) {
3037                 if (t == BPF_WRITE) {
3038                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
3039                                 regno, reg_type_str[reg->type]);
3040                         return -EACCES;
3041                 }
3042                 err = check_sock_access(env, insn_idx, regno, off, size, t);
3043                 if (!err && value_regno >= 0)
3044                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
3045         } else if (reg->type == PTR_TO_TP_BUFFER) {
3046                 err = check_tp_buffer_access(env, reg, regno, off, size);
3047                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
3048                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
3049         } else if (reg->type == PTR_TO_BTF_ID) {
3050                 err = check_ptr_to_btf_access(env, regs, regno, off, size, t,
3051                                               value_regno);
3052         } else {
3053                 verbose(env, "R%d invalid mem access '%s'\n", regno,
3054                         reg_type_str[reg->type]);
3055                 return -EACCES;
3056         }
3057
3058         if (!err && size < BPF_REG_SIZE && value_regno >= 0 && t == BPF_READ &&
3059             regs[value_regno].type == SCALAR_VALUE) {
3060                 /* b/h/w load zero-extends, mark upper bits as known 0 */
3061                 coerce_reg_to_size(&regs[value_regno], size);
3062         }
3063         return err;
3064 }
3065
3066 static int check_xadd(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, struct bpf_insn *insn)
3067 {
3068         int err;
3069
3070         if ((BPF_SIZE(insn->code) != BPF_W && BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW) ||
3071             insn->imm != 0) {
3072                 verbose(env, "BPF_XADD uses reserved fields\n");
3073                 return -EINVAL;
3074         }
3075
3076         /* check src1 operand */
3077         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
3078         if (err)
3079                 return err;
3080
3081         /* check src2 operand */
3082         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
3083         if (err)
3084                 return err;
3085
3086         if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
3087                 verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", insn->src_reg);
3088                 return -EACCES;
3089         }
3090
3091         if (is_ctx_reg(env, insn->dst_reg) ||
3092             is_pkt_reg(env, insn->dst_reg) ||
3093             is_flow_key_reg(env, insn->dst_reg) ||
3094             is_sk_reg(env, insn->dst_reg)) {
3095                 verbose(env, "BPF_XADD stores into R%d %s is not allowed\n",
3096                         insn->dst_reg,
3097                         reg_type_str[reg_state(env, insn->dst_reg)->type]);
3098                 return -EACCES;
3099         }
3100
3101         /* check whether atomic_add can read the memory */
3102         err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
3103                                BPF_SIZE(insn->code), BPF_READ, -1, true);
3104         if (err)
3105                 return err;
3106
3107         /* check whether atomic_add can write into the same memory */
3108         return check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
3109                                 BPF_SIZE(insn->code), BPF_WRITE, -1, true);
3110 }
3111
3112 static int __check_stack_boundary(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
3113                                   int off, int access_size,
3114                                   bool zero_size_allowed)
3115 {
3116         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
3117
3118         if (off >= 0 || off < -MAX_BPF_STACK || off + access_size > 0 ||
3119             access_size < 0 || (access_size == 0 && !zero_size_allowed)) {
3120                 if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
3121                         verbose(env, "invalid stack type R%d off=%d access_size=%d\n",
3122                                 regno, off, access_size);
3123                 } else {
3124                         char tn_buf[48];
3125
3126                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
3127                         verbose(env, "invalid stack type R%d var_off=%s access_size=%d\n",
3128                                 regno, tn_buf, access_size);
3129                 }
3130                 return -EACCES;
3131         }
3132         return 0;
3133 }
3134
3135 /* when register 'regno' is passed into function that will read 'access_size'
3136  * bytes from that pointer, make sure that it's within stack boundary
3137  * and all elements of stack are initialized.
3138  * Unlike most pointer bounds-checking functions, this one doesn't take an
3139  * 'off' argument, so it has to add in reg->off itself.
3140  */
3141 static int check_stack_boundary(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
3142                                 int access_size, bool zero_size_allowed,
3143                                 struct bpf_call_arg_meta *meta)
3144 {
3145         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
3146         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
3147         int err, min_off, max_off, i, j, slot, spi;
3148
3149         if (reg->type != PTR_TO_STACK) {
3150                 /* Allow zero-byte read from NULL, regardless of pointer type */
3151                 if (zero_size_allowed && access_size == 0 &&
3152                     register_is_null(reg))
3153                         return 0;
3154
3155                 verbose(env, "R%d type=%s expected=%s\n", regno,
3156                         reg_type_str[reg->type],
3157                         reg_type_str[PTR_TO_STACK]);
3158                 return -EACCES;
3159         }
3160
3161         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
3162                 min_off = max_off = reg->var_off.value + reg->off;
3163                 err = __check_stack_boundary(env, regno, min_off, access_size,
3164                                              zero_size_allowed);
3165                 if (err)
3166                         return err;
3167         } else {
3168                 /* Variable offset is prohibited for unprivileged mode for
3169                  * simplicity since it requires corresponding support in
3170                  * Spectre masking for stack ALU.
3171                  * See also retrieve_ptr_limit().
3172                  */
3173                 if (!env->allow_ptr_leaks) {
3174                         char tn_buf[48];
3175
3176                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
3177                         verbose(env, "R%d indirect variable offset stack access prohibited for !root, var_off=%s\n",
3178                                 regno, tn_buf);
3179                         return -EACCES;
3180                 }
3181                 /* Only initialized buffer on stack is allowed to be accessed
3182                  * with variable offset. With uninitialized buffer it's hard to
3183                  * guarantee that whole memory is marked as initialized on
3184                  * helper return since specific bounds are unknown what may
3185                  * cause uninitialized stack leaking.
3186                  */
3187                 if (meta && meta->raw_mode)
3188                         meta = NULL;
3189
3190                 if (reg->smax_value >= BPF_MAX_VAR_OFF ||
3191                     reg->smax_value <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
3192                         verbose(env, "R%d unbounded indirect variable offset stack access\n",
3193                                 regno);
3194                         return -EACCES;
3195                 }
3196                 min_off = reg->smin_value + reg->off;
3197                 max_off = reg->smax_value + reg->off;
3198                 err = __check_stack_boundary(env, regno, min_off, access_size,
3199                                              zero_size_allowed);
3200                 if (err) {
3201                         verbose(env, "R%d min value is outside of stack bound\n",
3202                                 regno);
3203                         return err;
3204                 }
3205                 err = __check_stack_boundary(env, regno, max_off, access_size,
3206                                              zero_size_allowed);
3207                 if (err) {
3208                         verbose(env, "R%d max value is outside of stack bound\n",
3209                                 regno);
3210                         return err;
3211                 }
3212         }
3213
3214         if (meta && meta->raw_mode) {
3215                 meta->access_size = access_size;
3216                 meta->regno = regno;
3217                 return 0;
3218         }
3219
3220         for (i = min_off; i < max_off + access_size; i++) {
3221                 u8 *stype;
3222
3223                 slot = -i - 1;
3224                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
3225                 if (state->allocated_stack <= slot)
3226                         goto err;
3227                 stype = &state->stack[spi].slot_type[slot % BPF_REG_SIZE];
3228                 if (*stype == STACK_MISC)
3229                         goto mark;
3230                 if (*stype == STACK_ZERO) {
3231                         /* helper can write anything into the stack */
3232                         *stype = STACK_MISC;
3233                         goto mark;
3234                 }
3235                 if (state->stack[spi].slot_type[0] == STACK_SPILL &&
3236                     state->stack[spi].spilled_ptr.type == SCALAR_VALUE) {
3237                         __mark_reg_unknown(&state->stack[spi].spilled_ptr);
3238                         for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
3239                                 state->stack[spi].slot_type[j] = STACK_MISC;
3240                         goto mark;
3241                 }
3242
3243 err:
3244                 if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
3245                         verbose(env, "invalid indirect read from stack off %d+%d size %d\n",
3246                                 min_off, i - min_off, access_size);
3247                 } else {
3248                         char tn_buf[48];
3249
3250                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
3251                         verbose(env, "invalid indirect read from stack var_off %s+%d size %d\n",
3252                                 tn_buf, i - min_off, access_size);
3253                 }
3254                 return -EACCES;
3255 mark:
3256                 /* reading any byte out of 8-byte 'spill_slot' will cause
3257                  * the whole slot to be marked as 'read'
3258                  */
3259                 mark_reg_read(env, &state->stack[spi].spilled_ptr,
3260                               state->stack[spi].spilled_ptr.parent,
3261                               REG_LIVE_READ64);
3262         }
3263         return update_stack_depth(env, state, min_off);
3264 }
3265
3266 static int check_helper_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
3267                                    int access_size, bool zero_size_allowed,
3268                                    struct bpf_call_arg_meta *meta)
3269 {
3270         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
3271
3272         switch (reg->type) {
3273         case PTR_TO_PACKET:
3274         case PTR_TO_PACKET_META:
3275                 return check_packet_access(env, regno, reg->off, access_size,
3276                                            zero_size_allowed);
3277         case PTR_TO_MAP_VALUE:
3278                 if (check_map_access_type(env, regno, reg->off, access_size,
3279                                           meta && meta->raw_mode ? BPF_WRITE :
3280                                           BPF_READ))
3281                         return -EACCES;
3282                 return check_map_access(env, regno, reg->off, access_size,
3283                                         zero_size_allowed);
3284         default: /* scalar_value|ptr_to_stack or invalid ptr */
3285                 return check_stack_boundary(env, regno, access_size,
3286                                             zero_size_allowed, meta);
3287         }
3288 }
3289
3290 /* Implementation details:
3291  * bpf_map_lookup returns PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL
3292  * Two bpf_map_lookups (even with the same key) will have different reg->id.
3293  * For traditional PTR_TO_MAP_VALUE the verifier clears reg->id after
3294  * value_or_null->value transition, since the verifier only cares about
3295  * the range of access to valid map value pointer and doesn't care about actual
3296  * address of the map element.
3297  * For maps with 'struct bpf_spin_lock' inside map value the verifier keeps
3298  * reg->id > 0 after value_or_null->value transition. By doing so
3299  * two bpf_map_lookups will be considered two different pointers that
3300  * point to different bpf_spin_locks.
3301  * The verifier allows taking only one bpf_spin_lock at a time to avoid
3302  * dead-locks.
3303  * Since only one bpf_spin_lock is allowed the checks are simpler than
3304  * reg_is_refcounted() logic. The verifier needs to remember only
3305  * one spin_lock instead of array of acquired_refs.
3306  * cur_state->active_spin_lock remembers which map value element got locked
3307  * and clears it after bpf_spin_unlock.
3308  */
3309 static int process_spin_lock(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
3310                              bool is_lock)
3311 {
3312         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
3313         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
3314         bool is_const = tnum_is_const(reg->var_off);
3315         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
3316         u64 val = reg->var_off.value;
3317
3318         if (reg->type != PTR_TO_MAP_VALUE) {
3319                 verbose(env, "R%d is not a pointer to map_value\n", regno);
3320                 return -EINVAL;
3321         }
3322         if (!is_const) {
3323                 verbose(env,
3324                         "R%d doesn't have constant offset. bpf_spin_lock has to be at the constant offset\n",
3325                         regno);
3326                 return -EINVAL;
3327         }
3328         if (!map->btf) {
3329                 verbose(env,
3330                         "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_spin_lock\n",
3331                         map->name);
3332                 return -EINVAL;
3333         }
3334         if (!map_value_has_spin_lock(map)) {
3335                 if (map->spin_lock_off == -E2BIG)
3336                         verbose(env,
3337                                 "map '%s' has more than one 'struct bpf_spin_lock'\n",
3338                                 map->name);
3339                 else if (map->spin_lock_off == -ENOENT)
3340                         verbose(env,
3341                                 "map '%s' doesn't have 'struct bpf_spin_lock'\n",
3342                                 map->name);
3343                 else
3344                         verbose(env,
3345                                 "map '%s' is not a struct type or bpf_spin_lock is mangled\n",
3346                                 map->name);
3347                 return -EINVAL;
3348         }
3349         if (map->spin_lock_off != val + reg->off) {
3350                 verbose(env, "off %lld doesn't point to 'struct bpf_spin_lock'\n",
3351                         val + reg->off);
3352                 return -EINVAL;
3353         }
3354         if (is_lock) {
3355                 if (cur->active_spin_lock) {
3356                         verbose(env,
3357                                 "Locking two bpf_spin_locks are not allowed\n");
3358                         return -EINVAL;
3359                 }
3360                 cur->active_spin_lock = reg->id;
3361         } else {
3362                 if (!cur->active_spin_lock) {
3363                         verbose(env, "bpf_spin_unlock without taking a lock\n");
3364                         return -EINVAL;
3365                 }
3366                 if (cur->active_spin_lock != reg->id) {
3367                         verbose(env, "bpf_spin_unlock of different lock\n");
3368                         return -EINVAL;
3369                 }
3370                 cur->active_spin_lock = 0;
3371         }
3372         return 0;
3373 }
3374
3375 static bool arg_type_is_mem_ptr(enum bpf_arg_type type)
3376 {
3377         return type == ARG_PTR_TO_MEM ||
3378                type == ARG_PTR_TO_MEM_OR_NULL ||
3379                type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM;
3380 }
3381
3382 static bool arg_type_is_mem_size(enum bpf_arg_type type)
3383 {
3384         return type == ARG_CONST_SIZE ||
3385                type == ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO;
3386 }
3387
3388 static bool arg_type_is_int_ptr(enum bpf_arg_type type)
3389 {
3390         return type == ARG_PTR_TO_INT ||
3391                type == ARG_PTR_TO_LONG;
3392 }
3393
3394 static int int_ptr_type_to_size(enum bpf_arg_type type)
3395 {
3396         if (type == ARG_PTR_TO_INT)
3397                 return sizeof(u32);
3398         else if (type == ARG_PTR_TO_LONG)
3399                 return sizeof(u64);
3400
3401         return -EINVAL;
3402 }
3403
3404 static int check_func_arg(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
3405                           enum bpf_arg_type arg_type,
3406                           struct bpf_call_arg_meta *meta)
3407 {
3408         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
3409         enum bpf_reg_type expected_type, type = reg->type;
3410         int err = 0;
3411
3412         if (arg_type == ARG_DONTCARE)
3413                 return 0;
3414
3415         err = check_reg_arg(env, regno, SRC_OP);
3416         if (err)
3417                 return err;
3418
3419         if (arg_type == ARG_ANYTHING) {
3420                 if (is_pointer_value(env, regno)) {
3421                         verbose(env, "R%d leaks addr into helper function\n",
3422                                 regno);
3423                         return -EACCES;
3424                 }
3425                 return 0;
3426         }
3427
3428         if (type_is_pkt_pointer(type) &&
3429             !may_access_direct_pkt_data(env, meta, BPF_READ)) {
3430                 verbose(env, "helper access to the packet is not allowed\n");
3431                 return -EACCES;
3432         }
3433
3434         if (arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_KEY ||
3435             arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE ||
3436             arg_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MAP_VALUE ||
3437             arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL) {
3438                 expected_type = PTR_TO_STACK;
3439                 if (register_is_null(reg) &&
3440                     arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL)
3441                         /* final test in check_stack_boundary() */;
3442                 else if (!type_is_pkt_pointer(type) &&
3443                          type != PTR_TO_MAP_VALUE &&
3444                          type != expected_type)
3445                         goto err_type;
3446         } else if (arg_type == ARG_CONST_SIZE ||
3447                    arg_type == ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO) {
3448                 expected_type = SCALAR_VALUE;
3449                 if (type != expected_type)
3450                         goto err_type;
3451         } else if (arg_type == ARG_CONST_MAP_PTR) {
3452                 expected_type = CONST_PTR_TO_MAP;
3453                 if (type != expected_type)
3454                         goto err_type;
3455         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_CTX) {
3456                 expected_type = PTR_TO_CTX;
3457                 if (type != expected_type)
3458                         goto err_type;
3459                 err = check_ctx_reg(env, reg, regno);
3460                 if (err < 0)
3461                         return err;
3462         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_SOCK_COMMON) {
3463                 expected_type = PTR_TO_SOCK_COMMON;
3464                 /* Any sk pointer can be ARG_PTR_TO_SOCK_COMMON */
3465                 if (!type_is_sk_pointer(type))
3466                         goto err_type;
3467                 if (reg->ref_obj_id) {
3468                         if (meta->ref_obj_id) {
3469                                 verbose(env, "verifier internal error: more than one arg with ref_obj_id R%d %u %u\n",
3470                                         regno, reg->ref_obj_id,
3471                                         meta->ref_obj_id);
3472                                 return -EFAULT;
3473                         }
3474                         meta->ref_obj_id = reg->ref_obj_id;
3475                 }
3476         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_SOCKET) {
3477                 expected_type = PTR_TO_SOCKET;
3478                 if (type != expected_type)
3479                         goto err_type;
3480         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_BTF_ID) {
3481                 expected_type = PTR_TO_BTF_ID;
3482                 if (type != expected_type)
3483                         goto err_type;
3484                 if (reg->btf_id != meta->btf_id) {
3485                         verbose(env, "Helper has type %s got %s in R%d\n",
3486                                 kernel_type_name(meta->btf_id),
3487                                 kernel_type_name(reg->btf_id), regno);
3488
3489                         return -EACCES;
3490                 }
3491                 if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value || reg->off) {
3492                         verbose(env, "R%d is a pointer to in-kernel struct with non-zero offset\n",
3493                                 regno);
3494                         return -EACCES;
3495                 }
3496         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK) {
3497                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_spin_lock) {
3498                         if (process_spin_lock(env, regno, true))
3499                                 return -EACCES;
3500                 } else if (meta->func_id == BPF_FUNC_spin_unlock) {
3501                         if (process_spin_lock(env, regno, false))
3502                                 return -EACCES;
3503                 } else {
3504                         verbose(env, "verifier internal error\n");
3505                         return -EFAULT;
3506                 }
3507         } else if (arg_type_is_mem_ptr(arg_type)) {
3508                 expected_type = PTR_TO_STACK;
3509                 /* One exception here. In case function allows for NULL to be
3510                  * passed in as argument, it's a SCALAR_VALUE type. Final test
3511                  * happens during stack boundary checking.
3512                  */
3513                 if (register_is_null(reg) &&
3514                     arg_type == ARG_PTR_TO_MEM_OR_NULL)
3515                         /* final test in check_stack_boundary() */;
3516                 else if (!type_is_pkt_pointer(type) &&
3517                          type != PTR_TO_MAP_VALUE &&
3518                          type != expected_type)
3519                         goto err_type;
3520                 meta->raw_mode = arg_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM;
3521         } else if (arg_type_is_int_ptr(arg_type)) {
3522                 expected_type = PTR_TO_STACK;
3523                 if (!type_is_pkt_pointer(type) &&
3524                     type != PTR_TO_MAP_VALUE &&
3525                     type != expected_type)
3526                         goto err_type;
3527         } else {
3528                 verbose(env, "unsupported arg_type %d\n", arg_type);
3529                 return -EFAULT;
3530         }
3531
3532         if (arg_type == ARG_CONST_MAP_PTR) {
3533                 /* bpf_map_xxx(map_ptr) call: remember that map_ptr */
3534                 meta->map_ptr = reg->map_ptr;
3535         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_KEY) {
3536                 /* bpf_map_xxx(..., map_ptr, ..., key) call:
3537                  * check that [key, key + map->key_size) are within
3538                  * stack limits and initialized
3539                  */
3540                 if (!meta->map_ptr) {
3541                         /* in function declaration map_ptr must come before
3542                          * map_key, so that it's verified and known before
3543                          * we have to check map_key here. Otherwise it means
3544                          * that kernel subsystem misconfigured verifier
3545                          */
3546                         verbose(env, "invalid map_ptr to access map->key\n");
3547                         return -EACCES;
3548                 }
3549                 err = check_helper_mem_access(env, regno,
3550                                               meta->map_ptr->key_size, false,
3551                                               NULL);
3552         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE ||
3553                    (arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL &&
3554                     !register_is_null(reg)) ||
3555                    arg_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MAP_VALUE) {
3556                 /* bpf_map_xxx(..., map_ptr, ..., value) call:
3557                  * check [value, value + map->value_size) validity
3558                  */
3559                 if (!meta->map_ptr) {
3560                         /* kernel subsystem misconfigured verifier */
3561                         verbose(env, "invalid map_ptr to access map->value\n");
3562                         return -EACCES;
3563                 }
3564                 meta->raw_mode = (arg_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MAP_VALUE);
3565                 err = check_helper_mem_access(env, regno,
3566                                               meta->map_ptr->value_size, false,
3567                                               meta);
3568         } else if (arg_type_is_mem_size(arg_type)) {
3569                 bool zero_size_allowed = (arg_type == ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO);
3570
3571                 /* remember the mem_size which may be used later
3572                  * to refine return values.
3573                  */
3574                 meta->msize_smax_value = reg->smax_value;
3575                 meta->msize_umax_value = reg->umax_value;
3576
3577                 /* The register is SCALAR_VALUE; the access check
3578                  * happens using its boundaries.
3579                  */
3580                 if (!tnum_is_const(reg->var_off))
3581                         /* For unprivileged variable accesses, disable raw
3582                          * mode so that the program is required to
3583                          * initialize all the memory that the helper could
3584                          * just partially fill up.
3585                          */
3586                         meta = NULL;
3587
3588                 if (reg->smin_value < 0) {
3589                         verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned or 'var &= const'\n",
3590                                 regno);
3591                         return -EACCES;
3592                 }
3593
3594                 if (reg->umin_value == 0) {
3595                         err = check_helper_mem_access(env, regno - 1, 0,
3596                                                       zero_size_allowed,
3597                                                       meta);
3598                         if (err)
3599                                 return err;
3600                 }
3601
3602                 if (reg->umax_value >= BPF_MAX_VAR_SIZ) {
3603                         verbose(env, "R%d unbounded memory access, use 'var &= const' or 'if (var < const)'\n",
3604                                 regno);
3605                         return -EACCES;
3606                 }
3607                 err = check_helper_mem_access(env, regno - 1,
3608                                               reg->umax_value,
3609                                               zero_size_allowed, meta);
3610                 if (!err)
3611                         err = mark_chain_precision(env, regno);
3612         } else if (arg_type_is_int_ptr(arg_type)) {
3613                 int size = int_ptr_type_to_size(arg_type);
3614
3615                 err = check_helper_mem_access(env, regno, size, false, meta);
3616                 if (err)
3617                         return err;
3618                 err = check_ptr_alignment(env, reg, 0, size, true);
3619         }
3620
3621         return err;
3622 err_type:
3623         verbose(env, "R%d type=%s expected=%s\n", regno,
3624                 reg_type_str[type], reg_type_str[expected_type]);
3625         return -EACCES;
3626 }
3627
3628 static int check_map_func_compatibility(struct bpf_verifier_env *env,
3629                                         struct bpf_map *map, int func_id)
3630 {
3631         if (!map)
3632                 return 0;
3633
3634         /* We need a two way check, first is from map perspective ... */
3635         switch (map->map_type) {
3636         case BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY:
3637                 if (func_id != BPF_FUNC_tail_call)
3638                         goto error;
3639                 break;
3640         case BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY:
3641                 if (func_id != BPF_FUNC_perf_event_read &&
3642                     func_id != BPF_FUNC_perf_event_output &&
3643                     func_id != BPF_FUNC_skb_output &&
3644                     func_id != BPF_FUNC_perf_event_read_value)
3645                         goto error;
3646                 break;
3647         case BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE:
3648                 if (func_id != BPF_FUNC_get_stackid)
3649                         goto error;
3650                 break;
3651         case BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY:
3652                 if (func_id != BPF_FUNC_skb_under_cgroup &&
3653                     func_id != BPF_FUNC_current_task_under_cgroup)
3654                         goto error;
3655                 break;
3656         case BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE:
3657         case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE:
3658                 if (func_id != BPF_FUNC_get_local_storage)
3659                         goto error;
3660                 break;
3661         case BPF_MAP_TYPE_DEVMAP:
3662         case BPF_MAP_TYPE_DEVMAP_HASH:
3663                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
3664                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
3665                         goto error;
3666                 break;
3667         /* Restrict bpf side of cpumap and xskmap, open when use-cases
3668          * appear.
3669          */
3670         case BPF_MAP_TYPE_CPUMAP:
3671                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map)
3672                         goto error;
3673                 break;
3674         case BPF_MAP_TYPE_XSKMAP:
3675                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
3676                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
3677                         goto error;
3678                 break;
3679         case BPF_MAP_TYPE_ARRAY_OF_MAPS:
3680         case BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS:
3681                 if (func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
3682                         goto error;
3683                 break;
3684         case BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP:
3685                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_redirect_map &&
3686                     func_id != BPF_FUNC_sock_map_update &&
3687                     func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
3688                     func_id != BPF_FUNC_msg_redirect_map)
3689                         goto error;
3690                 break;
3691         case BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH:
3692                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_redirect_hash &&
3693                     func_id != BPF_FUNC_sock_hash_update &&
3694                     func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
3695                     func_id != BPF_FUNC_msg_redirect_hash)
3696                         goto error;
3697                 break;
3698         case BPF_MAP_TYPE_REUSEPORT_SOCKARRAY:
3699                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport)
3700                         goto error;
3701                 break;
3702         case BPF_MAP_TYPE_QUEUE:
3703         case BPF_MAP_TYPE_STACK:
3704                 if (func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
3705                     func_id != BPF_FUNC_map_pop_elem &&
3706                     func_id != BPF_FUNC_map_push_elem)
3707                         goto error;
3708                 break;
3709         case BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE:
3710                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_storage_get &&
3711                     func_id != BPF_FUNC_sk_storage_delete)
3712                         goto error;
3713                 break;
3714         default:
3715                 break;
3716         }
3717
3718         /* ... and second from the function itself. */
3719         switch (func_id) {
3720         case BPF_FUNC_tail_call:
3721                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY)
3722                         goto error;
3723                 if (env->subprog_cnt > 1) {
3724                         verbose(env, "tail_calls are not allowed in programs with bpf-to-bpf calls\n");
3725                         return -EINVAL;
3726                 }
3727                 break;
3728         case BPF_FUNC_perf_event_read:
3729         case BPF_FUNC_perf_event_output:
3730         case BPF_FUNC_perf_event_read_value:
3731         case BPF_FUNC_skb_output:
3732                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY)
3733                         goto error;
3734                 break;
3735         case BPF_FUNC_get_stackid:
3736                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE)
3737                         goto error;
3738                 break;
3739         case BPF_FUNC_current_task_under_cgroup:
3740         case BPF_FUNC_skb_under_cgroup:
3741                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY)
3742                         goto error;
3743                 break;
3744         case BPF_FUNC_redirect_map:
3745                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_DEVMAP &&
3746                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_DEVMAP_HASH &&
3747                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CPUMAP &&
3748                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_XSKMAP)
3749                         goto error;
3750                 break;
3751         case BPF_FUNC_sk_redirect_map:
3752         case BPF_FUNC_msg_redirect_map:
3753         case BPF_FUNC_sock_map_update:
3754                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP)
3755                         goto error;
3756                 break;
3757         case BPF_FUNC_sk_redirect_hash:
3758         case BPF_FUNC_msg_redirect_hash:
3759         case BPF_FUNC_sock_hash_update:
3760                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH)
3761                         goto error;
3762                 break;
3763         case BPF_FUNC_get_local_storage:
3764                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE &&
3765                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE)
3766                         goto error;
3767                 break;
3768         case BPF_FUNC_sk_select_reuseport:
3769                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_REUSEPORT_SOCKARRAY)
3770                         goto error;
3771                 break;
3772         case BPF_FUNC_map_peek_elem:
3773         case BPF_FUNC_map_pop_elem:
3774         case BPF_FUNC_map_push_elem:
3775                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_QUEUE &&
3776                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK)
3777                         goto error;
3778                 break;
3779         case BPF_FUNC_sk_storage_get:
3780         case BPF_FUNC_sk_storage_delete:
3781                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE)
3782                         goto error;
3783                 break;
3784         default:
3785                 break;
3786         }
3787
3788         return 0;
3789 error:
3790         verbose(env, "cannot pass map_type %d into func %s#%d\n",
3791                 map->map_type, func_id_name(func_id), func_id);
3792         return -EINVAL;
3793 }
3794
3795 static bool check_raw_mode_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
3796 {
3797         int count = 0;
3798
3799         if (fn->arg1_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
3800                 count++;
3801         if (fn->arg2_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
3802                 count++;
3803         if (fn->arg3_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
3804                 count++;
3805         if (fn->arg4_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
3806                 count++;
3807         if (fn->arg5_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
3808                 count++;
3809
3810         /* We only support one arg being in raw mode at the moment,
3811          * which is sufficient for the helper functions we have
3812          * right now.
3813          */
3814         return count <= 1;
3815 }
3816
3817 static bool check_args_pair_invalid(enum bpf_arg_type arg_curr,
3818                                     enum bpf_arg_type arg_next)
3819 {
3820         return (arg_type_is_mem_ptr(arg_curr) &&
3821                 !arg_type_is_mem_size(arg_next)) ||
3822                (!arg_type_is_mem_ptr(arg_curr) &&
3823                 arg_type_is_mem_size(arg_next));
3824 }
3825
3826 static bool check_arg_pair_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
3827 {
3828         /* bpf_xxx(..., buf, len) call will access 'len'
3829          * bytes from memory 'buf'. Both arg types need
3830          * to be paired, so make sure there's no buggy
3831          * helper function specification.
3832          */
3833         if (arg_type_is_mem_size(fn->arg1_type) ||
3834             arg_type_is_mem_ptr(fn->arg5_type)  ||
3835             check_args_pair_invalid(fn->arg1_type, fn->arg2_type) ||
3836             check_args_pair_invalid(fn->arg2_type, fn->arg3_type) ||
3837             check_args_pair_invalid(fn->arg3_type, fn->arg4_type) ||
3838             check_args_pair_invalid(fn->arg4_type, fn->arg5_type))
3839                 return false;
3840
3841         return true;
3842 }
3843
3844 static bool check_refcount_ok(const struct bpf_func_proto *fn, int func_id)
3845 {
3846         int count = 0;
3847
3848         if (arg_type_may_be_refcounted(fn->arg1_type))
3849                 count++;
3850         if (arg_type_may_be_refcounted(fn->arg2_type))
3851                 count++;
3852         if (arg_type_may_be_refcounted(fn->arg3_type))
3853                 count++;
3854         if (arg_type_may_be_refcounted(fn->arg4_type))
3855                 count++;
3856         if (arg_type_may_be_refcounted(fn->arg5_type))
3857                 count++;
3858
3859         /* A reference acquiring function cannot acquire
3860          * another refcounted ptr.
3861          */
3862         if (is_acquire_function(func_id) && count)
3863                 return false;
3864
3865         /* We only support one arg being unreferenced at the moment,
3866          * which is sufficient for the helper functions we have right now.
3867          */
3868         return count <= 1;
3869 }
3870
3871 static int check_func_proto(const struct bpf_func_proto *fn, int func_id)
3872 {
3873         return check_raw_mode_ok(fn) &&
3874                check_arg_pair_ok(fn) &&
3875                check_refcount_ok(fn, func_id) ? 0 : -EINVAL;
3876 }
3877
3878 /* Packet data might have moved, any old PTR_TO_PACKET[_META,_END]
3879  * are now invalid, so turn them into unknown SCALAR_VALUE.
3880  */
3881 static void __clear_all_pkt_pointers(struct bpf_verifier_env *env,
3882                                      struct bpf_func_state *state)
3883 {
3884         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *reg;
3885         int i;
3886
3887         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
3888                 if (reg_is_pkt_pointer_any(&regs[i]))
3889                         mark_reg_unknown(env, regs, i);
3890
3891         bpf_for_each_spilled_reg(i, state, reg) {
3892                 if (!reg)
3893                         continue;
3894                 if (reg_is_pkt_pointer_any(reg))
3895                         __mark_reg_unknown(reg);
3896         }
3897 }
3898
3899 static void clear_all_pkt_pointers(struct bpf_verifier_env *env)
3900 {
3901         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
3902         int i;
3903
3904         for (i = 0; i <= vstate->curframe; i++)
3905                 __clear_all_pkt_pointers(env, vstate->frame[i]);
3906 }
3907
3908 static void release_reg_references(struct bpf_verifier_env *env,
3909                                    struct bpf_func_state *state,
3910                                    int ref_obj_id)
3911 {
3912         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *reg;
3913         int i;
3914
3915         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
3916                 if (regs[i].ref_obj_id == ref_obj_id)
3917                         mark_reg_unknown(env, regs, i);
3918
3919         bpf_for_each_spilled_reg(i, state, reg) {
3920                 if (!reg)
3921                         continue;
3922                 if (reg->ref_obj_id == ref_obj_id)
3923                         __mark_reg_unknown(reg);
3924         }
3925 }
3926
3927 /* The pointer with the specified id has released its reference to kernel
3928  * resources. Identify all copies of the same pointer and clear the reference.
3929  */
3930 static int release_reference(struct bpf_verifier_env *env,
3931                              int ref_obj_id)
3932 {
3933         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
3934         int err;
3935         int i;
3936
3937         err = release_reference_state(cur_func(env), ref_obj_id);
3938         if (err)
3939                 return err;
3940
3941         for (i = 0; i <= vstate->curframe; i++)
3942                 release_reg_references(env, vstate->frame[i], ref_obj_id);
3943
3944         return 0;
3945 }
3946
3947 static int check_func_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
3948                            int *insn_idx)
3949 {
3950         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
3951         struct bpf_func_state *caller, *callee;
3952         int i, err, subprog, target_insn;
3953
3954         if (state->curframe + 1 >= MAX_CALL_FRAMES) {
3955                 verbose(env, "the call stack of %d frames is too deep\n",
3956                         state->curframe + 2);
3957                 return -E2BIG;
3958         }
3959
3960         target_insn = *insn_idx + insn->imm;
3961         subprog = find_subprog(env, target_insn + 1);
3962         if (subprog < 0) {
3963                 verbose(env, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
3964                         target_insn + 1);
3965                 return -EFAULT;
3966         }
3967
3968         caller = state->frame[state->curframe];
3969         if (state->frame[state->curframe + 1]) {
3970                 verbose(env, "verifier bug. Frame %d already allocated\n",
3971                         state->curframe + 1);
3972                 return -EFAULT;
3973         }
3974
3975         callee = kzalloc(sizeof(*callee), GFP_KERNEL);
3976         if (!callee)
3977                 return -ENOMEM;
3978         state->frame[state->curframe + 1] = callee;
3979
3980         /* callee cannot access r0, r6 - r9 for reading and has to write
3981          * into its own stack before reading from it.
3982          * callee can read/write into caller's stack
3983          */
3984         init_func_state(env, callee,
3985                         /* remember the callsite, it will be used by bpf_exit */
3986                         *insn_idx /* callsite */,
3987                         state->curframe + 1 /* frameno within this callchain */,
3988                         subprog /* subprog number within this prog */);
3989
3990         /* Transfer references to the callee */
3991         err = transfer_reference_state(callee, caller);
3992         if (err)
3993                 return err;
3994
3995         /* copy r1 - r5 args that callee can access.  The copy includes parent
3996          * pointers, which connects us up to the liveness chain
3997          */
3998         for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++)
3999                 callee->regs[i] = caller->regs[i];
4000
4001         /* after the call registers r0 - r5 were scratched */
4002         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
4003                 mark_reg_not_init(env, caller->regs, caller_saved[i]);
4004                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
4005         }
4006
4007         /* only increment it after check_reg_arg() finished */
4008         state->curframe++;
4009
4010         if (btf_check_func_arg_match(env, subprog))
4011                 return -EINVAL;
4012
4013         /* and go analyze first insn of the callee */
4014         *insn_idx = target_insn;
4015
4016         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
4017                 verbose(env, "caller:\n");
4018                 print_verifier_state(env, caller);
4019                 verbose(env, "callee:\n");
4020                 print_verifier_state(env, callee);
4021         }
4022         return 0;
4023 }
4024
4025 static int prepare_func_exit(struct bpf_verifier_env *env, int *insn_idx)
4026 {
4027         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
4028         struct bpf_func_state *caller, *callee;
4029         struct bpf_reg_state *r0;
4030         int err;
4031
4032         callee = state->frame[state->curframe];
4033         r0 = &callee->regs[BPF_REG_0];
4034         if (r0->type == PTR_TO_STACK) {
4035                 /* technically it's ok to return caller's stack pointer
4036                  * (or caller's caller's pointer) back to the caller,
4037                  * since these pointers are valid. Only current stack
4038                  * pointer will be invalid as soon as function exits,
4039                  * but let's be conservative
4040                  */
4041                 verbose(env, "cannot return stack pointer to the caller\n");
4042                 return -EINVAL;
4043         }
4044
4045         state->curframe--;
4046         caller = state->frame[state->curframe];
4047         /* return to the caller whatever r0 had in the callee */
4048         caller->regs[BPF_REG_0] = *r0;
4049
4050         /* Transfer references to the caller */
4051         err = transfer_reference_state(caller, callee);
4052         if (err)
4053                 return err;
4054
4055         *insn_idx = callee->callsite + 1;
4056         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
4057                 verbose(env, "returning from callee:\n");
4058                 print_verifier_state(env, callee);
4059                 verbose(env, "to caller at %d:\n", *insn_idx);
4060                 print_verifier_state(env, caller);
4061         }
4062         /* clear everything in the callee */
4063         free_func_state(callee);
4064         state->frame[state->curframe + 1] = NULL;
4065         return 0;
4066 }
4067
4068 static void do_refine_retval_range(struct bpf_reg_state *regs, int ret_type,
4069                                    int func_id,
4070                                    struct bpf_call_arg_meta *meta)
4071 {
4072         struct bpf_reg_state *ret_reg = &regs[BPF_REG_0];
4073
4074         if (ret_type != RET_INTEGER ||
4075             (func_id != BPF_FUNC_get_stack &&
4076              func_id != BPF_FUNC_probe_read_str))
4077                 return;
4078
4079         ret_reg->smax_value = meta->msize_smax_value;
4080         ret_reg->umax_value = meta->msize_umax_value;
4081         __reg_deduce_bounds(ret_reg);
4082         __reg_bound_offset(ret_reg);
4083 }
4084
4085 static int
4086 record_func_map(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_call_arg_meta *meta,
4087                 int func_id, int insn_idx)
4088 {
4089         struct bpf_insn_aux_data *aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
4090         struct bpf_map *map = meta->map_ptr;
4091
4092         if (func_id != BPF_FUNC_tail_call &&
4093             func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
4094             func_id != BPF_FUNC_map_update_elem &&
4095             func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
4096             func_id != BPF_FUNC_map_push_elem &&
4097             func_id != BPF_FUNC_map_pop_elem &&
4098             func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem)
4099                 return 0;
4100
4101         if (map == NULL) {
4102                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
4103                 return -EINVAL;
4104         }
4105
4106         /* In case of read-only, some additional restrictions
4107          * need to be applied in order to prevent altering the
4108          * state of the map from program side.
4109          */
4110         if ((map->map_flags & BPF_F_RDONLY_PROG) &&
4111             (func_id == BPF_FUNC_map_delete_elem ||
4112              func_id == BPF_FUNC_map_update_elem ||
4113              func_id == BPF_FUNC_map_push_elem ||
4114              func_id == BPF_FUNC_map_pop_elem)) {
4115                 verbose(env, "write into map forbidden\n");
4116                 return -EACCES;
4117         }
4118
4119         if (!BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state))
4120                 bpf_map_ptr_store(aux, meta->map_ptr,
4121                                   meta->map_ptr->unpriv_array);
4122         else if (BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state) != meta->map_ptr)
4123                 bpf_map_ptr_store(aux, BPF_MAP_PTR_POISON,
4124                                   meta->map_ptr->unpriv_array);
4125         return 0;
4126 }
4127
4128 static int
4129 record_func_key(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_call_arg_meta *meta,
4130                 int func_id, int insn_idx)
4131 {
4132         struct bpf_insn_aux_data *aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
4133         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg;
4134         struct bpf_map *map = meta->map_ptr;
4135         struct tnum range;
4136         u64 val;
4137         int err;
4138
4139         if (func_id != BPF_FUNC_tail_call)
4140                 return 0;
4141         if (!map || map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY) {
4142                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
4143                 return -EINVAL;
4144         }
4145
4146         range = tnum_range(0, map->max_entries - 1);
4147         reg = &regs[BPF_REG_3];
4148
4149         if (!register_is_const(reg) || !tnum_in(range, reg->var_off)) {
4150                 bpf_map_key_store(aux, BPF_MAP_KEY_POISON);
4151                 return 0;
4152         }
4153
4154         err = mark_chain_precision(env, BPF_REG_3);
4155         if (err)
4156                 return err;
4157
4158         val = reg->var_off.value;
4159         if (bpf_map_key_unseen(aux))
4160                 bpf_map_key_store(aux, val);
4161         else if (!bpf_map_key_poisoned(aux) &&
4162                   bpf_map_key_immediate(aux) != val)
4163                 bpf_map_key_store(aux, BPF_MAP_KEY_POISON);
4164         return 0;
4165 }
4166
4167 static int check_reference_leak(struct bpf_verifier_env *env)
4168 {
4169         struct bpf_func_state *state = cur_func(env);
4170         int i;
4171
4172         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
4173                 verbose(env, "Unreleased reference id=%d alloc_insn=%d\n",
4174                         state->refs[i].id, state->refs[i].insn_idx);
4175         }
4176         return state->acquired_refs ? -EINVAL : 0;
4177 }
4178
4179 static int check_helper_call(struct bpf_verifier_env *env, int func_id, int insn_idx)
4180 {
4181         const struct bpf_func_proto *fn = NULL;
4182         struct bpf_reg_state *regs;
4183         struct bpf_call_arg_meta meta;
4184         bool changes_data;
4185         int i, err;
4186
4187         /* find function prototype */
4188         if (func_id < 0 || func_id >= __BPF_FUNC_MAX_ID) {
4189                 verbose(env, "invalid func %s#%d\n", func_id_name(func_id),
4190                         func_id);
4191                 return -EINVAL;
4192         }
4193
4194         if (env->ops->get_func_proto)
4195                 fn = env->ops->get_func_proto(func_id, env->prog);
4196         if (!fn) {
4197                 verbose(env, "unknown func %s#%d\n", func_id_name(func_id),
4198                         func_id);
4199                 return -EINVAL;
4200         }
4201
4202         /* eBPF programs must be GPL compatible to use GPL-ed functions */
4203         if (!env->prog->gpl_compatible && fn->gpl_only) {
4204                 verbose(env, "cannot call GPL-restricted function from non-GPL compatible program\n");
4205                 return -EINVAL;
4206         }
4207
4208         /* With LD_ABS/IND some JITs save/restore skb from r1. */
4209         changes_data = bpf_helper_changes_pkt_data(fn->func);
4210         if (changes_data && fn->arg1_type != ARG_PTR_TO_CTX) {
4211                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured func %s#%d: r1 != ctx\n",
4212                         func_id_name(func_id), func_id);
4213                 return -EINVAL;
4214         }
4215
4216         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
4217         meta.pkt_access = fn->pkt_access;
4218
4219         err = check_func_proto(fn, func_id);
4220         if (err) {
4221                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured func %s#%d\n",
4222                         func_id_name(func_id), func_id);
4223                 return err;
4224         }
4225
4226         meta.func_id = func_id;
4227         /* check args */
4228         for (i = 0; i < 5; i++) {
4229                 err = btf_resolve_helper_id(&env->log, fn, i);
4230                 if (err > 0)
4231                         meta.btf_id = err;
4232                 err = check_func_arg(env, BPF_REG_1 + i, fn->arg_type[i], &meta);
4233                 if (err)
4234                         return err;
4235         }
4236
4237         err = record_func_map(env, &meta, func_id, insn_idx);
4238         if (err)
4239                 return err;
4240
4241         err = record_func_key(env, &meta, func_id, insn_idx);
4242         if (err)
4243                 return err;
4244
4245         /* Mark slots with STACK_MISC in case of raw mode, stack offset
4246          * is inferred from register state.
4247          */
4248         for (i = 0; i < meta.access_size; i++) {
4249                 err = check_mem_access(env, insn_idx, meta.regno, i, BPF_B,
4250                                        BPF_WRITE, -1, false);
4251                 if (err)
4252                         return err;
4253         }
4254
4255         if (func_id == BPF_FUNC_tail_call) {
4256                 err = check_reference_leak(env);
4257                 if (err) {
4258                         verbose(env, "tail_call would lead to reference leak\n");
4259                         return err;
4260                 }
4261         } else if (is_release_function(func_id)) {
4262                 err = release_reference(env, meta.ref_obj_id);
4263                 if (err) {
4264                         verbose(env, "func %s#%d reference has not been acquired before\n",
4265                                 func_id_name(func_id), func_id);
4266                         return err;
4267                 }
4268         }
4269
4270         regs = cur_regs(env);
4271
4272         /* check that flags argument in get_local_storage(map, flags) is 0,
4273          * this is required because get_local_storage() can't return an error.
4274          */
4275         if (func_id == BPF_FUNC_get_local_storage &&
4276             !register_is_null(&regs[BPF_REG_2])) {
4277                 verbose(env, "get_local_storage() doesn't support non-zero flags\n");
4278                 return -EINVAL;
4279         }
4280
4281         /* reset caller saved regs */
4282         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
4283                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
4284                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
4285         }
4286
4287         /* helper call returns 64-bit value. */
4288         regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
4289
4290         /* update return register (already marked as written above) */
4291         if (fn->ret_type == RET_INTEGER) {
4292                 /* sets type to SCALAR_VALUE */
4293                 mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
4294         } else if (fn->ret_type == RET_VOID) {
4295                 regs[BPF_REG_0].type = NOT_INIT;
4296         } else if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL ||
4297                    fn->ret_type == RET_PTR_TO_MAP_VALUE) {
4298                 /* There is no offset yet applied, variable or fixed */
4299                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
4300                 /* remember map_ptr, so that check_map_access()
4301                  * can check 'value_size' boundary of memory access
4302                  * to map element returned from bpf_map_lookup_elem()
4303                  */
4304                 if (meta.map_ptr == NULL) {
4305                         verbose(env,
4306                                 "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
4307                         return -EINVAL;
4308                 }
4309                 regs[BPF_REG_0].map_ptr = meta.map_ptr;
4310                 if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_MAP_VALUE) {
4311                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MAP_VALUE;
4312                         if (map_value_has_spin_lock(meta.map_ptr))
4313                                 regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
4314                 } else {
4315                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL;
4316                         regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
4317                 }
4318         } else if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_SOCKET_OR_NULL) {
4319                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
4320                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_SOCKET_OR_NULL;
4321                 regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
4322         } else if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL) {
4323                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
4324                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL;
4325                 regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
4326         } else if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL) {
4327                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
4328                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL;
4329                 regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
4330         } else {
4331                 verbose(env, "unknown return type %d of func %s#%d\n",
4332                         fn->ret_type, func_id_name(func_id), func_id);
4333                 return -EINVAL;
4334         }
4335
4336         if (is_ptr_cast_function(func_id)) {
4337                 /* For release_reference() */
4338                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = meta.ref_obj_id;
4339         } else if (is_acquire_function(func_id)) {
4340                 int id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
4341
4342                 if (id < 0)
4343                         return id;
4344                 /* For mark_ptr_or_null_reg() */
4345                 regs[BPF_REG_0].id = id;
4346                 /* For release_reference() */
4347                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = id;
4348         }
4349
4350         do_refine_retval_range(regs, fn->ret_type, func_id, &meta);
4351
4352         err = check_map_func_compatibility(env, meta.map_ptr, func_id);
4353         if (err)
4354                 return err;
4355
4356         if (func_id == BPF_FUNC_get_stack && !env->prog->has_callchain_buf) {
4357                 const char *err_str;
4358
4359 #ifdef CONFIG_PERF_EVENTS
4360                 err = get_callchain_buffers(sysctl_perf_event_max_stack);
4361                 err_str = "cannot get callchain buffer for func %s#%d\n";
4362 #else
4363                 err = -ENOTSUPP;
4364                 err_str = "func %s#%d not supported without CONFIG_PERF_EVENTS\n";
4365 #endif
4366                 if (err) {
4367                         verbose(env, err_str, func_id_name(func_id), func_id);
4368                         return err;
4369                 }
4370
4371                 env->prog->has_callchain_buf = true;
4372         }
4373
4374         if (changes_data)
4375                 clear_all_pkt_pointers(env);
4376         return 0;
4377 }
4378
4379 static bool signed_add_overflows(s64 a, s64 b)
4380 {
4381         /* Do the add in u64, where overflow is well-defined */
4382         s64 res = (s64)((u64)a + (u64)b);
4383
4384         if (b < 0)
4385                 return res > a;
4386         return res < a;
4387 }
4388
4389 static bool signed_sub_overflows(s64 a, s64 b)
4390 {
4391         /* Do the sub in u64, where overflow is well-defined */
4392         s64 res = (s64)((u64)a - (u64)b);
4393
4394         if (b < 0)
4395                 return res < a;
4396         return res > a;
4397 }
4398
4399 static bool check_reg_sane_offset(struct bpf_verifier_env *env,
4400                                   const struct bpf_reg_state *reg,
4401                                   enum bpf_reg_type type)
4402 {
4403         bool known = tnum_is_const(reg->var_off);
4404         s64 val = reg->var_off.value;
4405         s64 smin = reg->smin_value;
4406
4407         if (known && (val >= BPF_MAX_VAR_OFF || val <= -BPF_MAX_VAR_OFF)) {
4408                 verbose(env, "math between %s pointer and %lld is not allowed\n",
4409                         reg_type_str[type], val);
4410                 return false;
4411         }
4412
4413         if (reg->off >= BPF_MAX_VAR_OFF || reg->off <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
4414                 verbose(env, "%s pointer offset %d is not allowed\n",
4415                         reg_type_str[type], reg->off);
4416                 return false;
4417         }
4418
4419         if (smin == S64_MIN) {
4420                 verbose(env, "math between %s pointer and register with unbounded min value is not allowed\n",
4421                         reg_type_str[type]);
4422                 return false;
4423         }
4424
4425         if (smin >= BPF_MAX_VAR_OFF || smin <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
4426                 verbose(env, "value %lld makes %s pointer be out of bounds\n",
4427                         smin, reg_type_str[type]);
4428                 return false;
4429         }
4430
4431         return true;
4432 }
4433
4434 static struct bpf_insn_aux_data *cur_aux(struct bpf_verifier_env *env)
4435 {
4436         return &env->insn_aux_data[env->insn_idx];
4437 }
4438
4439 static int retrieve_ptr_limit(const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
4440                               u32 *ptr_limit, u8 opcode, bool off_is_neg)
4441 {
4442         bool mask_to_left = (opcode == BPF_ADD &&  off_is_neg) ||
4443                             (opcode == BPF_SUB && !off_is_neg);
4444         u32 off;
4445
4446         switch (ptr_reg->type) {
4447         case PTR_TO_STACK:
4448                 /* Indirect variable offset stack access is prohibited in
4449                  * unprivileged mode so it's not handled here.
4450                  */
4451                 off = ptr_reg->off + ptr_reg->var_off.value;
4452                 if (mask_to_left)
4453                         *ptr_limit = MAX_BPF_STACK + off;
4454                 else
4455                         *ptr_limit = -off;
4456                 return 0;
4457         case PTR_TO_MAP_VALUE:
4458                 if (mask_to_left) {
4459                         *ptr_limit = ptr_reg->umax_value + ptr_reg->off;
4460                 } else {
4461                         off = ptr_reg->smin_value + ptr_reg->off;
4462                         *ptr_limit = ptr_reg->map_ptr->value_size - off;
4463                 }
4464                 return 0;
4465         default:
4466                 return -EINVAL;
4467         }
4468 }
4469
4470 static bool can_skip_alu_sanitation(const struct bpf_verifier_env *env,
4471                                     const struct bpf_insn *insn)
4472 {
4473         return env->allow_ptr_leaks || BPF_SRC(insn->code) == BPF_K;
4474 }
4475
4476 static int update_alu_sanitation_state(struct bpf_insn_aux_data *aux,
4477                                        u32 alu_state, u32 alu_limit)
4478 {
4479         /* If we arrived here from different branches with different
4480          * state or limits to sanitize, then this won't work.
4481          */
4482         if (aux->alu_state &&
4483             (aux->alu_state != alu_state ||
4484              aux->alu_limit != alu_limit))
4485                 return -EACCES;
4486
4487         /* Corresponding fixup done in fixup_bpf_calls(). */
4488         aux->alu_state = alu_state;
4489         aux->alu_limit = alu_limit;
4490         return 0;
4491 }
4492
4493 static int sanitize_val_alu(struct bpf_verifier_env *env,
4494                             struct bpf_insn *insn)
4495 {
4496         struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
4497
4498         if (can_skip_alu_sanitation(env, insn))
4499                 return 0;
4500
4501         return update_alu_sanitation_state(aux, BPF_ALU_NON_POINTER, 0);
4502 }
4503
4504 static int sanitize_ptr_alu(struct bpf_verifier_env *env,
4505                             struct bpf_insn *insn,
4506                             const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
4507                             struct bpf_reg_state *dst_reg,
4508                             bool off_is_neg)
4509 {
4510         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
4511         struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
4512         bool ptr_is_dst_reg = ptr_reg == dst_reg;
4513         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
4514         u32 alu_state, alu_limit;
4515         struct bpf_reg_state tmp;
4516         bool ret;
4517
4518         if (can_skip_alu_sanitation(env, insn))
4519                 return 0;
4520
4521         /* We already marked aux for masking from non-speculative
4522          * paths, thus we got here in the first place. We only care
4523          * to explore bad access from here.
4524          */
4525         if (vstate->speculative)
4526                 goto do_sim;
4527
4528         alu_state  = off_is_neg ? BPF_ALU_NEG_VALUE : 0;
4529         alu_state |= ptr_is_dst_reg ?
4530                      BPF_ALU_SANITIZE_SRC : BPF_ALU_SANITIZE_DST;
4531
4532         if (retrieve_ptr_limit(ptr_reg, &alu_limit, opcode, off_is_neg))
4533                 return 0;
4534         if (update_alu_sanitation_state(aux, alu_state, alu_limit))
4535                 return -EACCES;
4536 do_sim:
4537         /* Simulate and find potential out-of-bounds access under
4538          * speculative execution from truncation as a result of
4539          * masking when off was not within expected range. If off
4540          * sits in dst, then we temporarily need to move ptr there
4541          * to simulate dst (== 0) +/-= ptr. Needed, for example,
4542          * for cases where we use K-based arithmetic in one direction
4543          * and truncated reg-based in the other in order to explore
4544          * bad access.
4545          */
4546         if (!ptr_is_dst_reg) {
4547                 tmp = *dst_reg;
4548                 *dst_reg = *ptr_reg;
4549         }
4550         ret = push_stack(env, env->insn_idx + 1, env->insn_idx, true);
4551         if (!ptr_is_dst_reg && ret)
4552                 *dst_reg = tmp;
4553         return !ret ? -EFAULT : 0;
4554 }
4555
4556 /* Handles arithmetic on a pointer and a scalar: computes new min/max and var_off.
4557  * Caller should also handle BPF_MOV case separately.
4558  * If we return -EACCES, caller may want to try again treating pointer as a
4559  * scalar.  So we only emit a diagnostic if !env->allow_ptr_leaks.
4560  */
4561 static int adjust_ptr_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
4562                                    struct bpf_insn *insn,
4563                                    const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
4564                                    const struct bpf_reg_state *off_reg)
4565 {
4566         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
4567         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
4568         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *dst_reg;
4569         bool known = tnum_is_const(off_reg->var_off);
4570         s64 smin_val = off_reg->smin_value, smax_val = off_reg->smax_value,
4571             smin_ptr = ptr_reg->smin_value, smax_ptr = ptr_reg->smax_value;
4572         u64 umin_val = off_reg->umin_value, umax_val = off_reg->umax_value,
4573             umin_ptr = ptr_reg->umin_value, umax_ptr = ptr_reg->umax_value;
4574         u32 dst = insn->dst_reg, src = insn->src_reg;
4575         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
4576         int ret;
4577
4578         dst_reg = &regs[dst];
4579
4580         if ((known && (smin_val != smax_val || umin_val != umax_val)) ||
4581             smin_val > smax_val || umin_val > umax_val) {
4582                 /* Taint dst register if offset had invalid bounds derived from
4583                  * e.g. dead branches.
4584                  */
4585                 __mark_reg_unknown(dst_reg);
4586                 return 0;
4587         }
4588
4589         if (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_ALU64) {
4590                 /* 32-bit ALU ops on pointers produce (meaningless) scalars */
4591                 verbose(env,
4592                         "R%d 32-bit pointer arithmetic prohibited\n",
4593                         dst);
4594                 return -EACCES;
4595         }
4596
4597         switch (ptr_reg->type) {
4598         case PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL:
4599                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic on %s prohibited, null-check it first\n",
4600                         dst, reg_type_str[ptr_reg->type]);
4601                 return -EACCES;
4602         case CONST_PTR_TO_MAP:
4603         case PTR_TO_PACKET_END:
4604         case PTR_TO_SOCKET:
4605         case PTR_TO_SOCKET_OR_NULL:
4606         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
4607         case PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL:
4608         case PTR_TO_TCP_SOCK:
4609         case PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL:
4610         case PTR_TO_XDP_SOCK:
4611                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic on %s prohibited\n",
4612                         dst, reg_type_str[ptr_reg->type]);
4613                 return -EACCES;
4614         case PTR_TO_MAP_VALUE:
4615                 if (!env->allow_ptr_leaks && !known && (smin_val < 0) != (smax_val < 0)) {
4616                         verbose(env, "R%d has unknown scalar with mixed signed bounds, pointer arithmetic with it prohibited for !root\n",
4617                                 off_reg == dst_reg ? dst : src);
4618                         return -EACCES;
4619                 }
4620                 /* fall-through */
4621         default:
4622                 break;
4623         }
4624
4625         /* In case of 'scalar += pointer', dst_reg inherits pointer type and id.
4626          * The id may be overwritten later if we create a new variable offset.
4627          */
4628         dst_reg->type = ptr_reg->type;
4629         dst_reg->id = ptr_reg->id;
4630
4631         if (!check_reg_sane_offset(env, off_reg, ptr_reg->type) ||
4632             !check_reg_sane_offset(env, ptr_reg, ptr_reg->type))
4633                 return -EINVAL;
4634
4635         switch (opcode) {
4636         case BPF_ADD:
4637                 ret = sanitize_ptr_alu(env, insn, ptr_reg, dst_reg, smin_val < 0);
4638                 if (ret < 0) {
4639                         verbose(env, "R%d tried to add from different maps or paths\n", dst);
4640                         return ret;
4641                 }
4642                 /* We can take a fixed offset as long as it doesn't overflow
4643                  * the s32 'off' field
4644                  */
4645                 if (known && (ptr_reg->off + smin_val ==
4646                               (s64)(s32)(ptr_reg->off + smin_val))) {
4647                         /* pointer += K.  Accumulate it into fixed offset */
4648                         dst_reg->smin_value = smin_ptr;
4649                         dst_reg->smax_value = smax_ptr;
4650                         dst_reg->umin_value = umin_ptr;
4651                         dst_reg->umax_value = umax_ptr;
4652                         dst_reg->var_off = ptr_reg->var_off;
4653                         dst_reg->off = ptr_reg->off + smin_val;
4654                         dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
4655                         break;
4656                 }
4657                 /* A new variable offset is created.  Note that off_reg->off
4658                  * == 0, since it's a scalar.
4659                  * dst_reg gets the pointer type and since some positive
4660                  * integer value was added to the pointer, give it a new 'id'
4661                  * if it's a PTR_TO_PACKET.
4662                  * this creates a new 'base' pointer, off_reg (variable) gets
4663                  * added into the variable offset, and we copy the fixed offset
4664                  * from ptr_reg.
4665                  */
4666                 if (signed_add_overflows(smin_ptr, smin_val) ||
4667                     signed_add_overflows(smax_ptr, smax_val)) {
4668                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
4669                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
4670                 } else {
4671                         dst_reg->smin_value = smin_ptr + smin_val;
4672                         dst_reg->smax_value = smax_ptr + smax_val;
4673                 }
4674                 if (umin_ptr + umin_val < umin_ptr ||
4675                     umax_ptr + umax_val < umax_ptr) {
4676                         dst_reg->umin_value = 0;
4677                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
4678                 } else {
4679                         dst_reg->umin_value = umin_ptr + umin_val;
4680                         dst_reg->umax_value = umax_ptr + umax_val;
4681                 }
4682                 dst_reg->var_off = tnum_add(ptr_reg->var_off, off_reg->var_off);
4683                 dst_reg->off = ptr_reg->off;
4684                 dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
4685                 if (reg_is_pkt_pointer(ptr_reg)) {
4686                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
4687                         /* something was added to pkt_ptr, set range to zero */
4688                         dst_reg->raw = 0;
4689                 }
4690                 break;
4691         case BPF_SUB:
4692                 ret = sanitize_ptr_alu(env, insn, ptr_reg, dst_reg, smin_val < 0);
4693                 if (ret < 0) {
4694                         verbose(env, "R%d tried to sub from different maps or paths\n", dst);
4695                         return ret;
4696                 }
4697                 if (dst_reg == off_reg) {
4698                         /* scalar -= pointer.  Creates an unknown scalar */
4699                         verbose(env, "R%d tried to subtract pointer from scalar\n",
4700                                 dst);
4701                         return -EACCES;
4702                 }
4703                 /* We don't allow subtraction from FP, because (according to
4704                  * test_verifier.c test "invalid fp arithmetic", JITs might not
4705                  * be able to deal with it.
4706                  */
4707                 if (ptr_reg->type == PTR_TO_STACK) {
4708                         verbose(env, "R%d subtraction from stack pointer prohibited\n",
4709                                 dst);
4710                         return -EACCES;
4711                 }
4712                 if (known && (ptr_reg->off - smin_val ==
4713                               (s64)(s32)(ptr_reg->off - smin_val))) {
4714                         /* pointer -= K.  Subtract it from fixed offset */
4715                         dst_reg->smin_value = smin_ptr;
4716                         dst_reg->smax_value = smax_ptr;
4717                         dst_reg->umin_value = umin_ptr;
4718                         dst_reg->umax_value = umax_ptr;
4719                         dst_reg->var_off = ptr_reg->var_off;
4720                         dst_reg->id = ptr_reg->id;
4721                         dst_reg->off = ptr_reg->off - smin_val;
4722                         dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
4723                         break;
4724                 }
4725                 /* A new variable offset is created.  If the subtrahend is known
4726                  * nonnegative, then any reg->range we had before is still good.
4727                  */
4728                 if (signed_sub_overflows(smin_ptr, smax_val) ||
4729                     signed_sub_overflows(smax_ptr, smin_val)) {
4730                         /* Overflow possible, we know nothing */
4731                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
4732                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
4733                 } else {
4734                         dst_reg->smin_value = smin_ptr - smax_val;
4735                         dst_reg->smax_value = smax_ptr - smin_val;
4736                 }
4737                 if (umin_ptr < umax_val) {
4738                         /* Overflow possible, we know nothing */
4739                         dst_reg->umin_value = 0;
4740                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
4741                 } else {
4742                         /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
4743                         dst_reg->umin_value = umin_ptr - umax_val;
4744                         dst_reg->umax_value = umax_ptr - umin_val;
4745                 }
4746                 dst_reg->var_off = tnum_sub(ptr_reg->var_off, off_reg->var_off);
4747                 dst_reg->off = ptr_reg->off;
4748                 dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
4749                 if (reg_is_pkt_pointer(ptr_reg)) {
4750                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
4751                         /* something was added to pkt_ptr, set range to zero */
4752                         if (smin_val < 0)
4753                                 dst_reg->raw = 0;
4754                 }
4755                 break;
4756         case BPF_AND:
4757         case BPF_OR:
4758         case BPF_XOR:
4759                 /* bitwise ops on pointers are troublesome, prohibit. */
4760                 verbose(env, "R%d bitwise operator %s on pointer prohibited\n",
4761                         dst, bpf_alu_string[opcode >> 4]);
4762                 return -EACCES;
4763         default:
4764                 /* other operators (e.g. MUL,LSH) produce non-pointer results */
4765                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic with %s operator prohibited\n",
4766                         dst, bpf_alu_string[opcode >> 4]);
4767                 return -EACCES;
4768         }
4769
4770         if (!check_reg_sane_offset(env, dst_reg, ptr_reg->type))
4771                 return -EINVAL;
4772
4773         __update_reg_bounds(dst_reg);
4774         __reg_deduce_bounds(dst_reg);
4775         __reg_bound_offset(dst_reg);
4776
4777         /* For unprivileged we require that resulting offset must be in bounds
4778          * in order to be able to sanitize access later on.
4779          */
4780         if (!env->allow_ptr_leaks) {
4781                 if (dst_reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE &&
4782                     check_map_access(env, dst, dst_reg->off, 1, false)) {
4783                         verbose(env, "R%d pointer arithmetic of map value goes out of range, "
4784                                 "prohibited for !root\n", dst);
4785                         return -EACCES;
4786                 } else if (dst_reg->type == PTR_TO_STACK &&
4787                            check_stack_access(env, dst_reg, dst_reg->off +
4788                                               dst_reg->var_off.value, 1)) {
4789                         verbose(env, "R%d stack pointer arithmetic goes out of range, "
4790                                 "prohibited for !root\n", dst);
4791                         return -EACCES;
4792                 }
4793         }
4794
4795         return 0;
4796 }
4797
4798 /* WARNING: This function does calculations on 64-bit values, but the actual
4799  * execution may occur on 32-bit values. Therefore, things like bitshifts
4800  * need extra checks in the 32-bit case.
4801  */
4802 static int adjust_scalar_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
4803                                       struct bpf_insn *insn,
4804                                       struct bpf_reg_state *dst_reg,
4805                                       struct bpf_reg_state src_reg)
4806 {
4807         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
4808         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
4809         bool src_known, dst_known;
4810         s64 smin_val, smax_val;
4811         u64 umin_val, umax_val;
4812         u64 insn_bitness = (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) ? 64 : 32;
4813         u32 dst = insn->dst_reg;
4814         int ret;
4815
4816         if (insn_bitness == 32) {
4817                 /* Relevant for 32-bit RSH: Information can propagate towards
4818                  * LSB, so it isn't sufficient to only truncate the output to
4819                  * 32 bits.
4820                  */
4821                 coerce_reg_to_size(dst_reg, 4);
4822                 coerce_reg_to_size(&src_reg, 4);
4823         }
4824
4825         smin_val = src_reg.smin_value;
4826         smax_val = src_reg.smax_value;
4827         umin_val = src_reg.umin_value;
4828         umax_val = src_reg.umax_value;
4829         src_known = tnum_is_const(src_reg.var_off);
4830         dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
4831
4832         if ((src_known && (smin_val != smax_val || umin_val != umax_val)) ||
4833             smin_val > smax_val || umin_val > umax_val) {
4834                 /* Taint dst register if offset had invalid bounds derived from
4835                  * e.g. dead branches.
4836                  */
4837                 __mark_reg_unknown(dst_reg);
4838                 return 0;
4839         }
4840
4841         if (!src_known &&
4842             opcode != BPF_ADD && opcode != BPF_SUB && opcode != BPF_AND) {
4843                 __mark_reg_unknown(dst_reg);
4844                 return 0;
4845         }
4846
4847         switch (opcode) {
4848         case BPF_ADD:
4849                 ret = sanitize_val_alu(env, insn);
4850                 if (ret < 0) {
4851                         verbose(env, "R%d tried to add from different pointers or scalars\n", dst);
4852                         return ret;
4853                 }
4854                 if (signed_add_overflows(dst_reg->smin_value, smin_val) ||
4855                     signed_add_overflows(dst_reg->smax_value, smax_val)) {
4856                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
4857                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
4858                 } else {
4859                         dst_reg->smin_value += smin_val;
4860                         dst_reg->smax_value += smax_val;
4861                 }
4862                 if (dst_reg->umin_value + umin_val < umin_val ||
4863                     dst_reg->umax_value + umax_val < umax_val) {
4864                         dst_reg->umin_value = 0;
4865                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
4866                 } else {
4867                         dst_reg->umin_value += umin_val;
4868                         dst_reg->umax_value += umax_val;
4869                 }
4870                 dst_reg->var_off = tnum_add(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
4871                 break;
4872         case BPF_SUB:
4873                 ret = sanitize_val_alu(env, insn);
4874                 if (ret < 0) {
4875                         verbose(env, "R%d tried to sub from different pointers or scalars\n", dst);
4876                         return ret;
4877                 }
4878                 if (signed_sub_overflows(dst_reg->smin_value, smax_val) ||
4879                     signed_sub_overflows(dst_reg->smax_value, smin_val)) {
4880                         /* Overflow possible, we know nothing */
4881                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
4882                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
4883                 } else {
4884                         dst_reg->smin_value -= smax_val;
4885                         dst_reg->smax_value -= smin_val;
4886                 }
4887                 if (dst_reg->umin_value < umax_val) {
4888                         /* Overflow possible, we know nothing */
4889                         dst_reg->umin_value = 0;
4890                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
4891                 } else {
4892                         /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
4893                         dst_reg->umin_value -= umax_val;
4894                         dst_reg->umax_value -= umin_val;
4895                 }
4896                 dst_reg->var_off = tnum_sub(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
4897                 break;
4898         case BPF_MUL:
4899                 dst_reg->var_off = tnum_mul(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
4900                 if (smin_val < 0 || dst_reg->smin_value < 0) {
4901                         /* Ain't nobody got time to multiply that sign */
4902                         __mark_reg_unbounded(dst_reg);
4903                         __update_reg_bounds(dst_reg);
4904                         break;
4905                 }
4906                 /* Both values are positive, so we can work with unsigned and
4907                  * copy the result to signed (unless it exceeds S64_MAX).
4908                  */
4909                 if (umax_val > U32_MAX || dst_reg->umax_value > U32_MAX) {
4910                         /* Potential overflow, we know nothing */
4911                         __mark_reg_unbounded(dst_reg);
4912                         /* (except what we can learn from the var_off) */
4913                         __update_reg_bounds(dst_reg);
4914                         break;
4915                 }
4916                 dst_reg->umin_value *= umin_val;
4917                 dst_reg->umax_value *= umax_val;
4918                 if (dst_reg->umax_value > S64_MAX) {
4919                         /* Overflow possible, we know nothing */
4920                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
4921                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
4922                 } else {
4923                         dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
4924                         dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
4925                 }
4926                 break;
4927         case BPF_AND:
4928                 if (src_known && dst_known) {
4929                         __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value &
4930                                                   src_reg.var_off.value);
4931                         break;
4932                 }
4933                 /* We get our minimum from the var_off, since that's inherently
4934                  * bitwise.  Our maximum is the minimum of the operands' maxima.
4935                  */
4936                 dst_reg->var_off = tnum_and(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
4937                 dst_reg->umin_value = dst_reg->var_off.value;
4938                 dst_reg->umax_value = min(dst_reg->umax_value, umax_val);
4939                 if (dst_reg->smin_value < 0 || smin_val < 0) {
4940                         /* Lose signed bounds when ANDing negative numbers,
4941                          * ain't nobody got time for that.
4942                          */
4943                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
4944                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
4945                 } else {
4946                         /* ANDing two positives gives a positive, so safe to
4947                          * cast result into s64.
4948                          */
4949                         dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
4950                         dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
4951                 }
4952                 /* We may learn something more from the var_off */
4953                 __update_reg_bounds(dst_reg);
4954                 break;
4955         case BPF_OR:
4956                 if (src_known && dst_known) {
4957                         __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value |
4958                                                   src_reg.var_off.value);
4959                         break;
4960                 }
4961                 /* We get our maximum from the var_off, and our minimum is the
4962                  * maximum of the operands' minima
4963                  */
4964                 dst_reg->var_off = tnum_or(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
4965                 dst_reg->umin_value = max(dst_reg->umin_value, umin_val);
4966                 dst_reg->umax_value = dst_reg->var_off.value |
4967                                       dst_reg->var_off.mask;
4968                 if (dst_reg->smin_value < 0 || smin_val < 0) {
4969                         /* Lose signed bounds when ORing negative numbers,
4970                          * ain't nobody got time for that.
4971                          */
4972                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
4973                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
4974                 } else {
4975                         /* ORing two positives gives a positive, so safe to
4976                          * cast result into s64.
4977                          */
4978                         dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
4979                         dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
4980                 }
4981                 /* We may learn something more from the var_off */
4982                 __update_reg_bounds(dst_reg);
4983                 break;
4984         case BPF_LSH:
4985                 if (umax_val >= insn_bitness) {
4986                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
4987                          * This includes shifts by a negative number.
4988                          */
4989                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
4990                         break;
4991                 }
4992                 /* We lose all sign bit information (except what we can pick
4993                  * up from var_off)
4994                  */
4995                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
4996                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
4997                 /* If we might shift our top bit out, then we know nothing */
4998                 if (dst_reg->umax_value > 1ULL << (63 - umax_val)) {
4999                         dst_reg->umin_value = 0;
5000                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
5001                 } else {
5002                         dst_reg->umin_value <<= umin_val;
5003                         dst_reg->umax_value <<= umax_val;
5004                 }
5005                 dst_reg->var_off = tnum_lshift(dst_reg->var_off, umin_val);
5006                 /* We may learn something more from the var_off */
5007                 __update_reg_bounds(dst_reg);
5008                 break;
5009         case BPF_RSH:
5010                 if (umax_val >= insn_bitness) {
5011                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
5012                          * This includes shifts by a negative number.
5013                          */
5014                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
5015                         break;
5016                 }
5017                 /* BPF_RSH is an unsigned shift.  If the value in dst_reg might
5018                  * be negative, then either:
5019                  * 1) src_reg might be zero, so the sign bit of the result is
5020                  *    unknown, so we lose our signed bounds
5021                  * 2) it's known negative, thus the unsigned bounds capture the
5022                  *    signed bounds
5023                  * 3) the signed bounds cross zero, so they tell us nothing
5024                  *    about the result
5025                  * If the value in dst_reg is known nonnegative, then again the
5026                  * unsigned bounts capture the signed bounds.
5027                  * Thus, in all cases it suffices to blow away our signed bounds
5028                  * and rely on inferring new ones from the unsigned bounds and
5029                  * var_off of the result.
5030                  */
5031                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
5032                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
5033                 dst_reg->var_off = tnum_rshift(dst_reg->var_off, umin_val);
5034                 dst_reg->umin_value >>= umax_val;
5035                 dst_reg->umax_value >>= umin_val;
5036                 /* We may learn something more from the var_off */
5037                 __update_reg_bounds(dst_reg);
5038                 break;
5039         case BPF_ARSH:
5040                 if (umax_val >= insn_bitness) {
5041                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
5042                          * This includes shifts by a negative number.
5043                          */
5044                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
5045                         break;
5046                 }
5047
5048                 /* Upon reaching here, src_known is true and
5049                  * umax_val is equal to umin_val.
5050                  */
5051                 dst_reg->smin_value >>= umin_val;
5052                 dst_reg->smax_value >>= umin_val;
5053                 dst_reg->var_off = tnum_arshift(dst_reg->var_off, umin_val);
5054
5055                 /* blow away the dst_reg umin_value/umax_value and rely on
5056                  * dst_reg var_off to refine the result.
5057                  */
5058                 dst_reg->umin_value = 0;
5059                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
5060                 __update_reg_bounds(dst_reg);
5061                 break;
5062         default:
5063                 mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
5064                 break;
5065         }
5066
5067         if (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_ALU64) {
5068                 /* 32-bit ALU ops are (32,32)->32 */
5069                 coerce_reg_to_size(dst_reg, 4);
5070         }
5071
5072         __reg_deduce_bounds(dst_reg);
5073         __reg_bound_offset(dst_reg);
5074         return 0;
5075 }
5076
5077 /* Handles ALU ops other than BPF_END, BPF_NEG and BPF_MOV: computes new min/max
5078  * and var_off.
5079  */
5080 static int adjust_reg_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
5081                                    struct bpf_insn *insn)
5082 {
5083         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
5084         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
5085         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *dst_reg, *src_reg;
5086         struct bpf_reg_state *ptr_reg = NULL, off_reg = {0};
5087         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
5088         int err;
5089
5090         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
5091         src_reg = NULL;
5092         if (dst_reg->type != SCALAR_VALUE)
5093                 ptr_reg = dst_reg;
5094         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
5095                 src_reg = &regs[insn->src_reg];
5096                 if (src_reg->type != SCALAR_VALUE) {
5097                         if (dst_reg->type != SCALAR_VALUE) {
5098                                 /* Combining two pointers by any ALU op yields
5099                                  * an arbitrary scalar. Disallow all math except
5100                                  * pointer subtraction
5101                                  */
5102                                 if (opcode == BPF_SUB && env->allow_ptr_leaks) {
5103                                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
5104                                         return 0;
5105                                 }
5106                                 verbose(env, "R%d pointer %s pointer prohibited\n",
5107                                         insn->dst_reg,
5108                                         bpf_alu_string[opcode >> 4]);
5109                                 return -EACCES;
5110                         } else {
5111                                 /* scalar += pointer
5112                                  * This is legal, but we have to reverse our
5113                                  * src/dest handling in computing the range
5114                                  */
5115                                 err = mark_chain_precision(env, insn->dst_reg);
5116                                 if (err)
5117                                         return err;
5118                                 return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
5119                                                                src_reg, dst_reg);
5120                         }
5121                 } else if (ptr_reg) {
5122                         /* pointer += scalar */
5123                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
5124                         if (err)
5125                                 return err;
5126                         return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
5127                                                        dst_reg, src_reg);
5128                 }
5129         } else {
5130                 /* Pretend the src is a reg with a known value, since we only
5131                  * need to be able to read from this state.
5132                  */
5133                 off_reg.type = SCALAR_VALUE;
5134                 __mark_reg_known(&off_reg, insn->imm);
5135                 src_reg = &off_reg;
5136                 if (ptr_reg) /* pointer += K */
5137                         return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
5138                                                        ptr_reg, src_reg);
5139         }
5140
5141         /* Got here implies adding two SCALAR_VALUEs */
5142         if (WARN_ON_ONCE(ptr_reg)) {
5143                 print_verifier_state(env, state);
5144                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected ptr_reg\n");
5145                 return -EINVAL;
5146         }
5147         if (WARN_ON(!src_reg)) {
5148                 print_verifier_state(env, state);
5149                 verbose(env, "verifier internal error: no src_reg\n");
5150                 return -EINVAL;
5151         }
5152         return adjust_scalar_min_max_vals(env, insn, dst_reg, *src_reg);
5153 }
5154
5155 /* check validity of 32-bit and 64-bit arithmetic operations */
5156 static int check_alu_op(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
5157 {
5158         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
5159         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
5160         int err;
5161
5162         if (opcode == BPF_END || opcode == BPF_NEG) {
5163                 if (opcode == BPF_NEG) {
5164                         if (BPF_SRC(insn->code) != 0 ||
5165                             insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
5166                             insn->off != 0 || insn->imm != 0) {
5167                                 verbose(env, "BPF_NEG uses reserved fields\n");
5168                                 return -EINVAL;
5169                         }
5170                 } else {
5171                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0 ||
5172                             (insn->imm != 16 && insn->imm != 32 && insn->imm != 64) ||
5173                             BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
5174                                 verbose(env, "BPF_END uses reserved fields\n");
5175                                 return -EINVAL;
5176                         }
5177                 }
5178
5179                 /* check src operand */
5180                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
5181                 if (err)
5182                         return err;
5183
5184                 if (is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
5185                         verbose(env, "R%d pointer arithmetic prohibited\n",
5186                                 insn->dst_reg);
5187                         return -EACCES;
5188                 }
5189
5190                 /* check dest operand */
5191                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP);
5192                 if (err)
5193                         return err;
5194
5195         } else if (opcode == BPF_MOV) {
5196
5197                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
5198                         if (insn->imm != 0 || insn->off != 0) {
5199                                 verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
5200                                 return -EINVAL;
5201                         }
5202
5203                         /* check src operand */
5204                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
5205                         if (err)
5206                                 return err;
5207                 } else {
5208                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0) {
5209                                 verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
5210                                 return -EINVAL;
5211                         }
5212                 }
5213
5214                 /* check dest operand, mark as required later */
5215                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
5216                 if (err)
5217                         return err;
5218
5219                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
5220                         struct bpf_reg_state *src_reg = regs + insn->src_reg;
5221                         struct bpf_reg_state *dst_reg = regs + insn->dst_reg;
5222
5223                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
5224                                 /* case: R1 = R2
5225                                  * copy register state to dest reg
5226                                  */
5227                                 *dst_reg = *src_reg;
5228                                 dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
5229                                 dst_reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
5230                         } else {
5231                                 /* R1 = (u32) R2 */
5232                                 if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
5233                                         verbose(env,
5234                                                 "R%d partial copy of pointer\n",
5235                                                 insn->src_reg);
5236                                         return -EACCES;
5237                                 } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE) {
5238                                         *dst_reg = *src_reg;
5239                                         dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
5240                                         dst_reg->subreg_def = env->insn_idx + 1;
5241                                 } else {
5242                                         mark_reg_unknown(env, regs,
5243                                                          insn->dst_reg);
5244                                 }
5245                                 coerce_reg_to_size(dst_reg, 4);
5246                         }
5247                 } else {
5248                         /* case: R = imm
5249                          * remember the value we stored into this reg
5250                          */
5251                         /* clear any state __mark_reg_known doesn't set */
5252                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
5253                         regs[insn->dst_reg].type = SCALAR_VALUE;
5254                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
5255                                 __mark_reg_known(regs + insn->dst_reg,
5256                                                  insn->imm);
5257                         } else {
5258                                 __mark_reg_known(regs + insn->dst_reg,
5259                                                  (u32)insn->imm);
5260                         }
5261                 }
5262
5263         } else if (opcode > BPF_END) {
5264                 verbose(env, "invalid BPF_ALU opcode %x\n", opcode);
5265                 return -EINVAL;
5266
5267         } else {        /* all other ALU ops: and, sub, xor, add, ... */
5268
5269                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
5270                         if (insn->imm != 0 || insn->off != 0) {
5271                                 verbose(env, "BPF_ALU uses reserved fields\n");
5272                                 return -EINVAL;
5273                         }
5274                         /* check src1 operand */
5275                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
5276                         if (err)
5277                                 return err;
5278                 } else {
5279                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0) {
5280                                 verbose(env, "BPF_ALU uses reserved fields\n");
5281                                 return -EINVAL;
5282                         }
5283                 }
5284
5285                 /* check src2 operand */
5286                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
5287                 if (err)
5288                         return err;
5289
5290                 if ((opcode == BPF_MOD || opcode == BPF_DIV) &&
5291                     BPF_SRC(insn->code) == BPF_K && insn->imm == 0) {
5292                         verbose(env, "div by zero\n");
5293                         return -EINVAL;
5294                 }
5295
5296                 if ((opcode == BPF_LSH || opcode == BPF_RSH ||
5297                      opcode == BPF_ARSH) && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
5298                         int size = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64 ? 64 : 32;
5299
5300                         if (insn->imm < 0 || insn->imm >= size) {
5301                                 verbose(env, "invalid shift %d\n", insn->imm);
5302                                 return -EINVAL;
5303                         }
5304                 }
5305
5306                 /* check dest operand */
5307                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
5308                 if (err)
5309                         return err;
5310
5311                 return adjust_reg_min_max_vals(env, insn);
5312         }
5313
5314         return 0;
5315 }
5316
5317 static void __find_good_pkt_pointers(struct bpf_func_state *state,
5318                                      struct bpf_reg_state *dst_reg,
5319                                      enum bpf_reg_type type, u16 new_range)
5320 {
5321         struct bpf_reg_state *reg;
5322         int i;
5323
5324         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
5325                 reg = &state->regs[i];
5326                 if (reg->type == type && reg->id == dst_reg->id)
5327                         /* keep the maximum range already checked */
5328                         reg->range = max(reg->range, new_range);
5329         }
5330
5331         bpf_for_each_spilled_reg(i, state, reg) {
5332                 if (!reg)
5333                         continue;
5334                 if (reg->type == type && reg->id == dst_reg->id)
5335                         reg->range = max(reg->range, new_range);
5336         }
5337 }
5338
5339 static void find_good_pkt_pointers(struct bpf_verifier_state *vstate,
5340                                    struct bpf_reg_state *dst_reg,
5341                                    enum bpf_reg_type type,
5342                                    bool range_right_open)
5343 {
5344         u16 new_range;
5345         int i;
5346
5347         if (dst_reg->off < 0 ||
5348             (dst_reg->off == 0 && range_right_open))
5349                 /* This doesn't give us any range */
5350                 return;
5351
5352         if (dst_reg->umax_value > MAX_PACKET_OFF ||
5353             dst_reg->umax_value + dst_reg->off > MAX_PACKET_OFF)
5354                 /* Risk of overflow.  For instance, ptr + (1<<63) may be less
5355                  * than pkt_end, but that's because it's also less than pkt.
5356                  */
5357                 return;
5358
5359         new_range = dst_reg->off;
5360         if (range_right_open)
5361                 new_range--;
5362
5363         /* Examples for register markings:
5364          *
5365          * pkt_data in dst register:
5366          *
5367          *   r2 = r3;
5368          *   r2 += 8;
5369          *   if (r2 > pkt_end) goto <handle exception>
5370          *   <access okay>
5371          *
5372          *   r2 = r3;
5373          *   r2 += 8;
5374          *   if (r2 < pkt_end) goto <access okay>
5375          *   <handle exception>
5376          *
5377          *   Where:
5378          *     r2 == dst_reg, pkt_end == src_reg
5379          *     r2=pkt(id=n,off=8,r=0)
5380          *     r3=pkt(id=n,off=0,r=0)
5381          *
5382          * pkt_data in src register:
5383          *
5384          *   r2 = r3;
5385          *   r2 += 8;
5386          *   if (pkt_end >= r2) goto <access okay>
5387          *   <handle exception>
5388          *
5389          *   r2 = r3;
5390          *   r2 += 8;
5391          *   if (pkt_end <= r2) goto <handle exception>
5392          *   <access okay>
5393          *
5394          *   Where:
5395          *     pkt_end == dst_reg, r2 == src_reg
5396          *     r2=pkt(id=n,off=8,r=0)
5397          *     r3=pkt(id=n,off=0,r=0)
5398          *
5399          * Find register r3 and mark its range as r3=pkt(id=n,off=0,r=8)
5400          * or r3=pkt(id=n,off=0,r=8-1), so that range of bytes [r3, r3 + 8)
5401          * and [r3, r3 + 8-1) respectively is safe to access depending on
5402          * the check.
5403          */
5404
5405         /* If our ids match, then we must have the same max_value.  And we
5406          * don't care about the other reg's fixed offset, since if it's too big
5407          * the range won't allow anything.
5408          * dst_reg->off is known < MAX_PACKET_OFF, therefore it fits in a u16.
5409          */
5410         for (i = 0; i <= vstate->curframe; i++)
5411                 __find_good_pkt_pointers(vstate->frame[i], dst_reg, type,
5412                                          new_range);
5413 }
5414
5415 /* compute branch direction of the expression "if (reg opcode val) goto target;"
5416  * and return:
5417  *  1 - branch will be taken and "goto target" will be executed
5418  *  0 - branch will not be taken and fall-through to next insn
5419  * -1 - unknown. Example: "if (reg < 5)" is unknown when register value range [0,10]
5420  */
5421 static int is_branch_taken(struct bpf_reg_state *reg, u64 val, u8 opcode,
5422                            bool is_jmp32)
5423 {
5424         struct bpf_reg_state reg_lo;
5425         s64 sval;
5426
5427         if (__is_pointer_value(false, reg))
5428                 return -1;
5429
5430         if (is_jmp32) {
5431                 reg_lo = *reg;
5432                 reg = &reg_lo;
5433                 /* For JMP32, only low 32 bits are compared, coerce_reg_to_size
5434                  * could truncate high bits and update umin/umax according to
5435                  * information of low bits.
5436                  */
5437                 coerce_reg_to_size(reg, 4);
5438                 /* smin/smax need special handling. For example, after coerce,
5439                  * if smin_value is 0x00000000ffffffffLL, the value is -1 when
5440                  * used as operand to JMP32. It is a negative number from s32's
5441                  * point of view, while it is a positive number when seen as
5442                  * s64. The smin/smax are kept as s64, therefore, when used with
5443                  * JMP32, they need to be transformed into s32, then sign
5444                  * extended back to s64.
5445                  *
5446                  * Also, smin/smax were copied from umin/umax. If umin/umax has
5447                  * different sign bit, then min/max relationship doesn't
5448                  * maintain after casting into s32, for this case, set smin/smax
5449                  * to safest range.
5450                  */
5451                 if ((reg->umax_value ^ reg->umin_value) &
5452                     (1ULL << 31)) {
5453                         reg->smin_value = S32_MIN;
5454                         reg->smax_value = S32_MAX;
5455                 }
5456                 reg->smin_value = (s64)(s32)reg->smin_value;
5457                 reg->smax_value = (s64)(s32)reg->smax_value;
5458
5459                 val = (u32)val;
5460                 sval = (s64)(s32)val;
5461         } else {
5462                 sval = (s64)val;
5463         }
5464
5465         switch (opcode) {
5466         case BPF_JEQ:
5467                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
5468                         return !!tnum_equals_const(reg->var_off, val);
5469                 break;
5470         case BPF_JNE:
5471                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
5472                         return !tnum_equals_const(reg->var_off, val);
5473                 break;
5474         case BPF_JSET:
5475                 if ((~reg->var_off.mask & reg->var_off.value) & val)
5476                         return 1;
5477                 if (!((reg->var_off.mask | reg->var_off.value) & val))
5478                         return 0;
5479                 break;
5480         case BPF_JGT:
5481                 if (reg->umin_value > val)
5482                         return 1;
5483                 else if (reg->umax_value <= val)
5484                         return 0;
5485                 break;
5486         case BPF_JSGT:
5487                 if (reg->smin_value > sval)
5488                         return 1;
5489                 else if (reg->smax_value < sval)
5490                         return 0;
5491                 break;
5492         case BPF_JLT:
5493                 if (reg->umax_value < val)
5494                         return 1;
5495                 else if (reg->umin_value >= val)
5496                         return 0;
5497                 break;
5498         case BPF_JSLT:
5499                 if (reg->smax_value < sval)
5500                         return 1;
5501                 else if (reg->smin_value >= sval)
5502                         return 0;
5503                 break;
5504         case BPF_JGE:
5505                 if (reg->umin_value >= val)
5506                         return 1;
5507                 else if (reg->umax_value < val)
5508                         return 0;
5509                 break;
5510         case BPF_JSGE:
5511                 if (reg->smin_value >= sval)
5512                         return 1;
5513                 else if (reg->smax_value < sval)
5514                         return 0;
5515                 break;
5516         case BPF_JLE:
5517                 if (reg->umax_value <= val)
5518                         return 1;
5519                 else if (reg->umin_value > val)
5520                         return 0;
5521                 break;
5522         case BPF_JSLE:
5523                 if (reg->smax_value <= sval)
5524                         return 1;
5525                 else if (reg->smin_value > sval)
5526                         return 0;
5527                 break;
5528         }
5529
5530         return -1;
5531 }
5532
5533 /* Generate min value of the high 32-bit from TNUM info. */
5534 static u64 gen_hi_min(struct tnum var)
5535 {
5536         return var.value & ~0xffffffffULL;
5537 }
5538
5539 /* Generate max value of the high 32-bit from TNUM info. */
5540 static u64 gen_hi_max(struct tnum var)
5541 {
5542         return (var.value | var.mask) & ~0xffffffffULL;
5543 }
5544
5545 /* Return true if VAL is compared with a s64 sign extended from s32, and they
5546  * are with the same signedness.
5547  */
5548 static bool cmp_val_with_extended_s64(s64 sval, struct bpf_reg_state *reg)
5549 {
5550         return ((s32)sval >= 0 &&
5551                 reg->smin_value >= 0 && reg->smax_value <= S32_MAX) ||
5552                ((s32)sval < 0 &&
5553                 reg->smax_value <= 0 && reg->smin_value >= S32_MIN);
5554 }
5555
5556 /* Adjusts the register min/max values in the case that the dst_reg is the
5557  * variable register that we are working on, and src_reg is a constant or we're
5558  * simply doing a BPF_K check.
5559  * In JEQ/JNE cases we also adjust the var_off values.
5560  */
5561 static void reg_set_min_max(struct bpf_reg_state *true_reg,
5562                             struct bpf_reg_state *false_reg, u64 val,
5563                             u8 opcode, bool is_jmp32)
5564 {
5565         s64 sval;
5566
5567         /* If the dst_reg is a pointer, we can't learn anything about its
5568          * variable offset from the compare (unless src_reg were a pointer into
5569          * the same object, but we don't bother with that.
5570          * Since false_reg and true_reg have the same type by construction, we
5571          * only need to check one of them for pointerness.
5572          */
5573         if (__is_pointer_value(false, false_reg))
5574                 return;
5575
5576         val = is_jmp32 ? (u32)val : val;
5577         sval = is_jmp32 ? (s64)(s32)val : (s64)val;
5578
5579         switch (opcode) {
5580         case BPF_JEQ:
5581         case BPF_JNE:
5582         {
5583                 struct bpf_reg_state *reg =
5584                         opcode == BPF_JEQ ? true_reg : false_reg;
5585
5586                 /* For BPF_JEQ, if this is false we know nothing Jon Snow, but
5587                  * if it is true we know the value for sure. Likewise for
5588                  * BPF_JNE.
5589                  */
5590                 if (is_jmp32) {
5591                         u64 old_v = reg->var_off.value;
5592                         u64 hi_mask = ~0xffffffffULL;
5593
5594                         reg->var_off.value = (old_v & hi_mask) | val;
5595                         reg->var_off.mask &= hi_mask;
5596                 } else {
5597                         __mark_reg_known(reg, val);
5598                 }
5599                 break;
5600         }
5601         case BPF_JSET:
5602                 false_reg->var_off = tnum_and(false_reg->var_off,
5603                                               tnum_const(~val));
5604                 if (is_power_of_2(val))
5605                         true_reg->var_off = tnum_or(true_reg->var_off,
5606                                                     tnum_const(val));
5607                 break;
5608         case BPF_JGE:
5609         case BPF_JGT:
5610         {
5611                 u64 false_umax = opcode == BPF_JGT ? val    : val - 1;
5612                 u64 true_umin = opcode == BPF_JGT ? val + 1 : val;
5613
5614                 if (is_jmp32) {
5615                         false_umax += gen_hi_max(false_reg->var_off);
5616                         true_umin += gen_hi_min(true_reg->var_off);
5617                 }
5618                 false_reg->umax_value = min(false_reg->umax_value, false_umax);
5619                 true_reg->umin_value = max(true_reg->umin_value, true_umin);
5620                 break;
5621         }
5622         case BPF_JSGE:
5623         case BPF_JSGT:
5624         {
5625                 s64 false_smax = opcode == BPF_JSGT ? sval    : sval - 1;
5626                 s64 true_smin = opcode == BPF_JSGT ? sval + 1 : sval;
5627
5628                 /* If the full s64 was not sign-extended from s32 then don't
5629                  * deduct further info.
5630                  */
5631                 if (is_jmp32 && !cmp_val_with_extended_s64(sval, false_reg))
5632                         break;
5633                 false_reg->smax_value = min(false_reg->smax_value, false_smax);
5634                 true_reg->smin_value = max(true_reg->smin_value, true_smin);
5635                 break;
5636         }
5637         case BPF_JLE:
5638         case BPF_JLT:
5639         {
5640                 u64 false_umin = opcode == BPF_JLT ? val    : val + 1;
5641                 u64 true_umax = opcode == BPF_JLT ? val - 1 : val;
5642
5643                 if (is_jmp32) {
5644                         false_umin += gen_hi_min(false_reg->var_off);
5645                         true_umax += gen_hi_max(true_reg->var_off);
5646                 }
5647                 false_reg->umin_value = max(false_reg->umin_value, false_umin);
5648                 true_reg->umax_value = min(true_reg->umax_value, true_umax);
5649                 break;
5650         }
5651         case BPF_JSLE:
5652         case BPF_JSLT:
5653         {
5654                 s64 false_smin = opcode == BPF_JSLT ? sval    : sval + 1;
5655                 s64 true_smax = opcode == BPF_JSLT ? sval - 1 : sval;
5656
5657                 if (is_jmp32 && !cmp_val_with_extended_s64(sval, false_reg))
5658                         break;
5659                 false_reg->smin_value = max(false_reg->smin_value, false_smin);
5660                 true_reg->smax_value = min(true_reg->smax_value, true_smax);
5661                 break;
5662         }
5663         default:
5664                 break;
5665         }
5666
5667         __reg_deduce_bounds(false_reg);
5668         __reg_deduce_bounds(true_reg);
5669         /* We might have learned some bits from the bounds. */
5670         __reg_bound_offset(false_reg);
5671         __reg_bound_offset(true_reg);
5672         if (is_jmp32) {
5673                 __reg_bound_offset32(false_reg);
5674                 __reg_bound_offset32(true_reg);
5675         }
5676         /* Intersecting with the old var_off might have improved our bounds
5677          * slightly.  e.g. if umax was 0x7f...f and var_off was (0; 0xf...fc),
5678          * then new var_off is (0; 0x7f...fc) which improves our umax.
5679          */
5680         __update_reg_bounds(false_reg);
5681         __update_reg_bounds(true_reg);
5682 }
5683
5684 /* Same as above, but for the case that dst_reg holds a constant and src_reg is
5685  * the variable reg.
5686  */
5687 static void reg_set_min_max_inv(struct bpf_reg_state *true_reg,
5688                                 struct bpf_reg_state *false_reg, u64 val,
5689                                 u8 opcode, bool is_jmp32)
5690 {
5691         s64 sval;
5692
5693         if (__is_pointer_value(false, false_reg))
5694                 return;
5695
5696         val = is_jmp32 ? (u32)val : val;
5697         sval = is_jmp32 ? (s64)(s32)val : (s64)val;
5698
5699         switch (opcode) {
5700         case BPF_JEQ:
5701         case BPF_JNE:
5702         {
5703                 struct bpf_reg_state *reg =
5704                         opcode == BPF_JEQ ? true_reg : false_reg;
5705
5706                 if (is_jmp32) {
5707                         u64 old_v = reg->var_off.value;
5708                         u64 hi_mask = ~0xffffffffULL;
5709
5710                         reg->var_off.value = (old_v & hi_mask) | val;
5711                         reg->var_off.mask &= hi_mask;
5712                 } else {
5713                         __mark_reg_known(reg, val);
5714                 }
5715                 break;
5716         }
5717         case BPF_JSET:
5718                 false_reg->var_off = tnum_and(false_reg->var_off,
5719                                               tnum_const(~val));
5720                 if (is_power_of_2(val))
5721                         true_reg->var_off = tnum_or(true_reg->var_off,
5722                                                     tnum_const(val));
5723                 break;
5724         case BPF_JGE:
5725         case BPF_JGT:
5726         {
5727                 u64 false_umin = opcode == BPF_JGT ? val    : val + 1;
5728                 u64 true_umax = opcode == BPF_JGT ? val - 1 : val;
5729
5730                 if (is_jmp32) {
5731                         false_umin += gen_hi_min(false_reg->var_off);
5732                         true_umax += gen_hi_max(true_reg->var_off);
5733                 }
5734                 false_reg->umin_value = max(false_reg->umin_value, false_umin);
5735                 true_reg->umax_value = min(true_reg->umax_value, true_umax);
5736                 break;
5737         }
5738         case BPF_JSGE:
5739         case BPF_JSGT:
5740         {
5741                 s64 false_smin = opcode == BPF_JSGT ? sval    : sval + 1;
5742                 s64 true_smax = opcode == BPF_JSGT ? sval - 1 : sval;
5743
5744                 if (is_jmp32 && !cmp_val_with_extended_s64(sval, false_reg))
5745                         break;
5746                 false_reg->smin_value = max(false_reg->smin_value, false_smin);
5747                 true_reg->smax_value = min(true_reg->smax_value, true_smax);
5748                 break;
5749         }
5750         case BPF_JLE:
5751         case BPF_JLT:
5752         {
5753                 u64 false_umax = opcode == BPF_JLT ? val    : val - 1;
5754                 u64 true_umin = opcode == BPF_JLT ? val + 1 : val;
5755
5756                 if (is_jmp32) {
5757                         false_umax += gen_hi_max(false_reg->var_off);
5758                         true_umin += gen_hi_min(true_reg->var_off);
5759                 }
5760                 false_reg->umax_value = min(false_reg->umax_value, false_umax);
5761                 true_reg->umin_value = max(true_reg->umin_value, true_umin);
5762                 break;
5763         }
5764         case BPF_JSLE:
5765         case BPF_JSLT:
5766         {
5767                 s64 false_smax = opcode == BPF_JSLT ? sval    : sval - 1;
5768                 s64 true_smin = opcode == BPF_JSLT ? sval + 1 : sval;
5769
5770                 if (is_jmp32 && !cmp_val_with_extended_s64(sval, false_reg))
5771                         break;
5772                 false_reg->smax_value = min(false_reg->smax_value, false_smax);
5773                 true_reg->smin_value = max(true_reg->smin_value, true_smin);
5774                 break;
5775         }
5776         default:
5777                 break;
5778         }
5779
5780         __reg_deduce_bounds(false_reg);
5781         __reg_deduce_bounds(true_reg);
5782         /* We might have learned some bits from the bounds. */
5783         __reg_bound_offset(false_reg);
5784         __reg_bound_offset(true_reg);
5785         if (is_jmp32) {
5786                 __reg_bound_offset32(false_reg);
5787                 __reg_bound_offset32(true_reg);
5788         }
5789         /* Intersecting with the old var_off might have improved our bounds
5790          * slightly.  e.g. if umax was 0x7f...f and var_off was (0; 0xf...fc),
5791          * then new var_off is (0; 0x7f...fc) which improves our umax.
5792          */
5793         __update_reg_bounds(false_reg);
5794         __update_reg_bounds(true_reg);
5795 }
5796
5797 /* Regs are known to be equal, so intersect their min/max/var_off */
5798 static void __reg_combine_min_max(struct bpf_reg_state *src_reg,
5799                                   struct bpf_reg_state *dst_reg)
5800 {
5801         src_reg->umin_value = dst_reg->umin_value = max(src_reg->umin_value,
5802                                                         dst_reg->umin_value);
5803         src_reg->umax_value = dst_reg->umax_value = min(src_reg->umax_value,
5804                                                         dst_reg->umax_value);
5805         src_reg->smin_value = dst_reg->smin_value = max(src_reg->smin_value,
5806                                                         dst_reg->smin_value);
5807         src_reg->smax_value = dst_reg->smax_value = min(src_reg->smax_value,
5808                                                         dst_reg->smax_value);
5809         src_reg->var_off = dst_reg->var_off = tnum_intersect(src_reg->var_off,
5810                                                              dst_reg->var_off);
5811         /* We might have learned new bounds from the var_off. */
5812         __update_reg_bounds(src_reg);
5813         __update_reg_bounds(dst_reg);
5814         /* We might have learned something about the sign bit. */
5815         __reg_deduce_bounds(src_reg);
5816         __reg_deduce_bounds(dst_reg);
5817         /* We might have learned some bits from the bounds. */
5818         __reg_bound_offset(src_reg);
5819         __reg_bound_offset(dst_reg);
5820         /* Intersecting with the old var_off might have improved our bounds
5821          * slightly.  e.g. if umax was 0x7f...f and var_off was (0; 0xf...fc),
5822          * then new var_off is (0; 0x7f...fc) which improves our umax.
5823          */
5824         __update_reg_bounds(src_reg);
5825         __update_reg_bounds(dst_reg);
5826 }
5827
5828 static void reg_combine_min_max(struct bpf_reg_state *true_src,
5829                                 struct bpf_reg_state *true_dst,
5830                                 struct bpf_reg_state *false_src,
5831                                 struct bpf_reg_state *false_dst,
5832                                 u8 opcode)
5833 {
5834         switch (opcode) {
5835         case BPF_JEQ:
5836                 __reg_combine_min_max(true_src, true_dst);
5837                 break;
5838         case BPF_JNE:
5839                 __reg_combine_min_max(false_src, false_dst);
5840                 break;
5841         }
5842 }
5843
5844 static void mark_ptr_or_null_reg(struct bpf_func_state *state,
5845                                  struct bpf_reg_state *reg, u32 id,
5846                                  bool is_null)
5847 {
5848         if (reg_type_may_be_null(reg->type) && reg->id == id) {
5849                 /* Old offset (both fixed and variable parts) should
5850                  * have been known-zero, because we don't allow pointer
5851                  * arithmetic on pointers that might be NULL.
5852                  */
5853                 if (WARN_ON_ONCE(reg->smin_value || reg->smax_value ||
5854                                  !tnum_equals_const(reg->var_off, 0) ||
5855                                  reg->off)) {
5856                         __mark_reg_known_zero(reg);
5857                         reg->off = 0;
5858                 }
5859                 if (is_null) {
5860                         reg->type = SCALAR_VALUE;
5861                 } else if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL) {
5862                         if (reg->map_ptr->inner_map_meta) {
5863                                 reg->type = CONST_PTR_TO_MAP;
5864                                 reg->map_ptr = reg->map_ptr->inner_map_meta;
5865                         } else if (reg->map_ptr->map_type ==
5866                                    BPF_MAP_TYPE_XSKMAP) {
5867                                 reg->type = PTR_TO_XDP_SOCK;
5868                         } else {
5869                                 reg->type = PTR_TO_MAP_VALUE;
5870                         }
5871                 } else if (reg->type == PTR_TO_SOCKET_OR_NULL) {
5872                         reg->type = PTR_TO_SOCKET;
5873                 } else if (reg->type == PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL) {
5874                         reg->type = PTR_TO_SOCK_COMMON;
5875                 } else if (reg->type == PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL) {
5876                         reg->type = PTR_TO_TCP_SOCK;
5877                 }
5878                 if (is_null) {
5879                         /* We don't need id and ref_obj_id from this point
5880                          * onwards anymore, thus we should better reset it,
5881                          * so that state pruning has chances to take effect.
5882                          */
5883                         reg->id = 0;
5884                         reg->ref_obj_id = 0;
5885                 } else if (!reg_may_point_to_spin_lock(reg)) {
5886                         /* For not-NULL ptr, reg->ref_obj_id will be reset
5887                          * in release_reg_references().
5888                          *
5889                          * reg->id is still used by spin_lock ptr. Other
5890                          * than spin_lock ptr type, reg->id can be reset.
5891                          */
5892                         reg->id = 0;
5893                 }
5894         }
5895 }
5896
5897 static void __mark_ptr_or_null_regs(struct bpf_func_state *state, u32 id,
5898                                     bool is_null)
5899 {
5900         struct bpf_reg_state *reg;
5901         int i;
5902
5903         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
5904                 mark_ptr_or_null_reg(state, &state->regs[i], id, is_null);
5905
5906         bpf_for_each_spilled_reg(i, state, reg) {
5907                 if (!reg)
5908                         continue;
5909                 mark_ptr_or_null_reg(state, reg, id, is_null);
5910         }
5911 }
5912
5913 /* The logic is similar to find_good_pkt_pointers(), both could eventually
5914  * be folded together at some point.
5915  */
5916 static void mark_ptr_or_null_regs(struct bpf_verifier_state *vstate, u32 regno,
5917                                   bool is_null)
5918 {
5919         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
5920         struct bpf_reg_state *regs = state->regs;
5921         u32 ref_obj_id = regs[regno].ref_obj_id;
5922         u32 id = regs[regno].id;
5923         int i;
5924
5925         if (ref_obj_id && ref_obj_id == id && is_null)
5926                 /* regs[regno] is in the " == NULL" branch.
5927                  * No one could have freed the reference state before
5928                  * doing the NULL check.
5929                  */
5930                 WARN_ON_ONCE(release_reference_state(state, id));
5931
5932         for (i = 0; i <= vstate->curframe; i++)
5933                 __mark_ptr_or_null_regs(vstate->frame[i], id, is_null);
5934 }
5935
5936 static bool try_match_pkt_pointers(const struct bpf_insn *insn,
5937                                    struct bpf_reg_state *dst_reg,
5938                                    struct bpf_reg_state *src_reg,
5939                                    struct bpf_verifier_state *this_branch,
5940                                    struct bpf_verifier_state *other_branch)
5941 {
5942         if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_X)
5943                 return false;
5944
5945         /* Pointers are always 64-bit. */
5946         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP32)
5947                 return false;
5948
5949         switch (BPF_OP(insn->code)) {
5950         case BPF_JGT:
5951                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
5952                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
5953                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
5954                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
5955                         /* pkt_data' > pkt_end, pkt_meta' > pkt_data */
5956                         find_good_pkt_pointers(this_branch, dst_reg,
5957                                                dst_reg->type, false);
5958                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
5959                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
5960                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
5961                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
5962                         /* pkt_end > pkt_data', pkt_data > pkt_meta' */
5963                         find_good_pkt_pointers(other_branch, src_reg,
5964                                                src_reg->type, true);
5965                 } else {
5966                         return false;
5967                 }
5968                 break;
5969         case BPF_JLT:
5970                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
5971                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
5972                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
5973                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
5974                         /* pkt_data' < pkt_end, pkt_meta' < pkt_data */
5975                         find_good_pkt_pointers(other_branch, dst_reg,
5976                                                dst_reg->type, true);
5977                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
5978                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
5979                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
5980                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
5981                         /* pkt_end < pkt_data', pkt_data > pkt_meta' */
5982                         find_good_pkt_pointers(this_branch, src_reg,
5983                                                src_reg->type, false);
5984                 } else {
5985                         return false;
5986                 }
5987                 break;
5988         case BPF_JGE:
5989                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
5990                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
5991                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
5992                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
5993                         /* pkt_data' >= pkt_end, pkt_meta' >= pkt_data */
5994                         find_good_pkt_pointers(this_branch, dst_reg,
5995                                                dst_reg->type, true);
5996                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
5997                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
5998                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
5999                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
6000                         /* pkt_end >= pkt_data', pkt_data >= pkt_meta' */
6001                         find_good_pkt_pointers(other_branch, src_reg,
6002                                                src_reg->type, false);
6003                 } else {
6004                         return false;
6005                 }
6006                 break;
6007         case BPF_JLE:
6008                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
6009                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
6010                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
6011                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
6012                         /* pkt_data' <= pkt_end, pkt_meta' <= pkt_data */
6013                         find_good_pkt_pointers(other_branch, dst_reg,
6014                                                dst_reg->type, false);
6015                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
6016                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
6017                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
6018                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
6019                         /* pkt_end <= pkt_data', pkt_data <= pkt_meta' */
6020                         find_good_pkt_pointers(this_branch, src_reg,
6021                                                src_reg->type, true);
6022                 } else {
6023                         return false;
6024                 }
6025                 break;
6026         default:
6027                 return false;
6028         }
6029
6030         return true;
6031 }
6032
6033 static int check_cond_jmp_op(struct bpf_verifier_env *env,
6034                              struct bpf_insn *insn, int *insn_idx)
6035 {
6036         struct bpf_verifier_state *this_branch = env->cur_state;
6037         struct bpf_verifier_state *other_branch;
6038         struct bpf_reg_state *regs = this_branch->frame[this_branch->curframe]->regs;
6039         struct bpf_reg_state *dst_reg, *other_branch_regs, *src_reg = NULL;
6040         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
6041         bool is_jmp32;
6042         int pred = -1;
6043         int err;
6044
6045         /* Only conditional jumps are expected to reach here. */
6046         if (opcode == BPF_JA || opcode > BPF_JSLE) {
6047                 verbose(env, "invalid BPF_JMP/JMP32 opcode %x\n", opcode);
6048                 return -EINVAL;
6049         }
6050
6051         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
6052                 if (insn->imm != 0) {
6053                         verbose(env, "BPF_JMP/JMP32 uses reserved fields\n");
6054                         return -EINVAL;
6055                 }
6056
6057                 /* check src1 operand */
6058                 err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
6059                 if (err)
6060                         return err;
6061
6062                 if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
6063                         verbose(env, "R%d pointer comparison prohibited\n",
6064                                 insn->src_reg);
6065                         return -EACCES;
6066                 }
6067                 src_reg = &regs[insn->src_reg];
6068         } else {
6069                 if (insn->src_reg != BPF_REG_0) {
6070                         verbose(env, "BPF_JMP/JMP32 uses reserved fields\n");
6071                         return -EINVAL;
6072                 }
6073         }
6074
6075         /* check src2 operand */
6076         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
6077         if (err)
6078                 return err;
6079
6080         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
6081         is_jmp32 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP32;
6082
6083         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_K)
6084                 pred = is_branch_taken(dst_reg, insn->imm,
6085                                        opcode, is_jmp32);
6086         else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE &&
6087                  tnum_is_const(src_reg->var_off))
6088                 pred = is_branch_taken(dst_reg, src_reg->var_off.value,
6089                                        opcode, is_jmp32);
6090         if (pred >= 0) {
6091                 err = mark_chain_precision(env, insn->dst_reg);
6092                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X && !err)
6093                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
6094                 if (err)
6095                         return err;
6096         }
6097         if (pred == 1) {
6098                 /* only follow the goto, ignore fall-through */
6099                 *insn_idx += insn->off;
6100                 return 0;
6101         } else if (pred == 0) {
6102                 /* only follow fall-through branch, since
6103                  * that's where the program will go
6104                  */
6105                 return 0;
6106         }
6107
6108         other_branch = push_stack(env, *insn_idx + insn->off + 1, *insn_idx,
6109                                   false);
6110         if (!other_branch)
6111                 return -EFAULT;
6112         other_branch_regs = other_branch->frame[other_branch->curframe]->regs;
6113
6114         /* detect if we are comparing against a constant value so we can adjust
6115          * our min/max values for our dst register.
6116          * this is only legit if both are scalars (or pointers to the same
6117          * object, I suppose, but we don't support that right now), because
6118          * otherwise the different base pointers mean the offsets aren't
6119          * comparable.
6120          */
6121         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
6122                 struct bpf_reg_state *src_reg = &regs[insn->src_reg];
6123                 struct bpf_reg_state lo_reg0 = *dst_reg;
6124                 struct bpf_reg_state lo_reg1 = *src_reg;
6125                 struct bpf_reg_state *src_lo, *dst_lo;
6126
6127                 dst_lo = &lo_reg0;
6128                 src_lo = &lo_reg1;
6129                 coerce_reg_to_size(dst_lo, 4);
6130                 coerce_reg_to_size(src_lo, 4);
6131
6132                 if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE &&
6133                     src_reg->type == SCALAR_VALUE) {
6134                         if (tnum_is_const(src_reg->var_off) ||
6135                             (is_jmp32 && tnum_is_const(src_lo->var_off)))
6136                                 reg_set_min_max(&other_branch_regs[insn->dst_reg],
6137                                                 dst_reg,
6138                                                 is_jmp32
6139                                                 ? src_lo->var_off.value
6140                                                 : src_reg->var_off.value,
6141                                                 opcode, is_jmp32);
6142                         else if (tnum_is_const(dst_reg->var_off) ||
6143                                  (is_jmp32 && tnum_is_const(dst_lo->var_off)))
6144                                 reg_set_min_max_inv(&other_branch_regs[insn->src_reg],
6145                                                     src_reg,
6146                                                     is_jmp32
6147                                                     ? dst_lo->var_off.value
6148                                                     : dst_reg->var_off.value,
6149                                                     opcode, is_jmp32);
6150                         else if (!is_jmp32 &&
6151                                  (opcode == BPF_JEQ || opcode == BPF_JNE))
6152                                 /* Comparing for equality, we can combine knowledge */
6153                                 reg_combine_min_max(&other_branch_regs[insn->src_reg],
6154                                                     &other_branch_regs[insn->dst_reg],
6155                                                     src_reg, dst_reg, opcode);
6156                 }
6157         } else if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE) {
6158                 reg_set_min_max(&other_branch_regs[insn->dst_reg],
6159                                         dst_reg, insn->imm, opcode, is_jmp32);
6160         }
6161
6162         /* detect if R == 0 where R is returned from bpf_map_lookup_elem().
6163          * NOTE: these optimizations below are related with pointer comparison
6164          *       which will never be JMP32.
6165          */
6166         if (!is_jmp32 && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K &&
6167             insn->imm == 0 && (opcode == BPF_JEQ || opcode == BPF_JNE) &&
6168             reg_type_may_be_null(dst_reg->type)) {
6169                 /* Mark all identical registers in each branch as either
6170                  * safe or unknown depending R == 0 or R != 0 conditional.
6171                  */
6172                 mark_ptr_or_null_regs(this_branch, insn->dst_reg,
6173                                       opcode == BPF_JNE);
6174                 mark_ptr_or_null_regs(other_branch, insn->dst_reg,
6175                                       opcode == BPF_JEQ);
6176         } else if (!try_match_pkt_pointers(insn, dst_reg, &regs[insn->src_reg],
6177                                            this_branch, other_branch) &&
6178                    is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
6179                 verbose(env, "R%d pointer comparison prohibited\n",
6180                         insn->dst_reg);
6181                 return -EACCES;
6182         }
6183         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
6184                 print_verifier_state(env, this_branch->frame[this_branch->curframe]);
6185         return 0;
6186 }
6187
6188 /* verify BPF_LD_IMM64 instruction */
6189 static int check_ld_imm(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
6190 {
6191         struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
6192         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
6193         struct bpf_map *map;
6194         int err;
6195
6196         if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW) {
6197                 verbose(env, "invalid BPF_LD_IMM insn\n");
6198                 return -EINVAL;
6199         }
6200         if (insn->off != 0) {
6201                 verbose(env, "BPF_LD_IMM64 uses reserved fields\n");
6202                 return -EINVAL;
6203         }
6204
6205         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP);
6206         if (err)
6207                 return err;
6208
6209         if (insn->src_reg == 0) {
6210                 u64 imm = ((u64)(insn + 1)->imm << 32) | (u32)insn->imm;
6211
6212                 regs[insn->dst_reg].type = SCALAR_VALUE;
6213                 __mark_reg_known(&regs[insn->dst_reg], imm);
6214                 return 0;
6215         }
6216
6217         map = env->used_maps[aux->map_index];
6218         mark_reg_known_zero(env, regs, insn->dst_reg);
6219         regs[insn->dst_reg].map_ptr = map;
6220
6221         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_VALUE) {
6222                 regs[insn->dst_reg].type = PTR_TO_MAP_VALUE;
6223                 regs[insn->dst_reg].off = aux->map_off;
6224                 if (map_value_has_spin_lock(map))
6225                         regs[insn->dst_reg].id = ++env->id_gen;
6226         } else if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD) {
6227                 regs[insn->dst_reg].type = CONST_PTR_TO_MAP;
6228         } else {
6229                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
6230                 return -EINVAL;
6231         }
6232
6233         return 0;
6234 }
6235
6236 static bool may_access_skb(enum bpf_prog_type type)
6237 {
6238         switch (type) {
6239         case BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER:
6240         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
6241         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
6242                 return true;
6243         default:
6244                 return false;
6245         }
6246 }
6247
6248 /* verify safety of LD_ABS|LD_IND instructions:
6249  * - they can only appear in the programs where ctx == skb
6250  * - since they are wrappers of function calls, they scratch R1-R5 registers,
6251  *   preserve R6-R9, and store return value into R0
6252  *
6253  * Implicit input:
6254  *   ctx == skb == R6 == CTX
6255  *
6256  * Explicit input:
6257  *   SRC == any register
6258  *   IMM == 32-bit immediate
6259  *
6260  * Output:
6261  *   R0 - 8/16/32-bit skb data converted to cpu endianness
6262  */
6263 static int check_ld_abs(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
6264 {
6265         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
6266         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
6267         int i, err;
6268
6269         if (!may_access_skb(env->prog->type)) {
6270                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] instructions not allowed for this program type\n");
6271                 return -EINVAL;
6272         }
6273
6274         if (!env->ops->gen_ld_abs) {
6275                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
6276                 return -EINVAL;
6277         }
6278
6279         if (env->subprog_cnt > 1) {
6280                 /* when program has LD_ABS insn JITs and interpreter assume
6281                  * that r1 == ctx == skb which is not the case for callees
6282                  * that can have arbitrary arguments. It's problematic
6283                  * for main prog as well since JITs would need to analyze
6284                  * all functions in order to make proper register save/restore
6285                  * decisions in the main prog. Hence disallow LD_ABS with calls
6286                  */
6287                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] instructions cannot be mixed with bpf-to-bpf calls\n");
6288                 return -EINVAL;
6289         }
6290
6291         if (insn->dst_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0 ||
6292             BPF_SIZE(insn->code) == BPF_DW ||
6293             (mode == BPF_ABS && insn->src_reg != BPF_REG_0)) {
6294                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] uses reserved fields\n");
6295                 return -EINVAL;
6296         }
6297
6298         /* check whether implicit source operand (register R6) is readable */
6299         err = check_reg_arg(env, BPF_REG_6, SRC_OP);
6300         if (err)
6301                 return err;
6302
6303         /* Disallow usage of BPF_LD_[ABS|IND] with reference tracking, as
6304          * gen_ld_abs() may terminate the program at runtime, leading to
6305          * reference leak.
6306          */
6307         err = check_reference_leak(env);
6308         if (err) {
6309                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be mixed with socket references\n");
6310                 return err;
6311         }
6312
6313         if (env->cur_state->active_spin_lock) {
6314                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be used inside bpf_spin_lock-ed region\n");
6315                 return -EINVAL;
6316         }
6317
6318         if (regs[BPF_REG_6].type != PTR_TO_CTX) {
6319                 verbose(env,
6320                         "at the time of BPF_LD_ABS|IND R6 != pointer to skb\n");
6321                 return -EINVAL;
6322         }
6323
6324         if (mode == BPF_IND) {
6325                 /* check explicit source operand */
6326                 err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
6327                 if (err)
6328                         return err;
6329         }
6330
6331         /* reset caller saved regs to unreadable */
6332         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
6333                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
6334                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
6335         }
6336
6337         /* mark destination R0 register as readable, since it contains
6338          * the value fetched from the packet.
6339          * Already marked as written above.
6340          */
6341         mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
6342         /* ld_abs load up to 32-bit skb data. */
6343         regs[BPF_REG_0].subreg_def = env->insn_idx + 1;
6344         return 0;
6345 }
6346
6347 static int check_return_code(struct bpf_verifier_env *env)
6348 {
6349         struct tnum enforce_attach_type_range = tnum_unknown;
6350         struct bpf_reg_state *reg;
6351         struct tnum range = tnum_range(0, 1);
6352
6353         switch (env->prog->type) {
6354         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK_ADDR:
6355                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UDP4_RECVMSG ||
6356                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UDP6_RECVMSG)
6357                         range = tnum_range(1, 1);
6358                 break;
6359         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SKB:
6360                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET_EGRESS) {
6361                         range = tnum_range(0, 3);
6362                         enforce_attach_type_range = tnum_range(2, 3);
6363                 }
6364                 break;
6365         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK:
6366         case BPF_PROG_TYPE_SOCK_OPS:
6367         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_DEVICE:
6368         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SYSCTL:
6369         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCKOPT:
6370                 break;
6371         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT:
6372                 if (!env->prog->aux->attach_btf_id)
6373                         return 0;
6374                 range = tnum_const(0);
6375                 break;
6376         default:
6377                 return 0;
6378         }
6379
6380         reg = cur_regs(env) + BPF_REG_0;
6381         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
6382                 verbose(env, "At program exit the register R0 is not a known value (%s)\n",
6383                         reg_type_str[reg->type]);
6384                 return -EINVAL;
6385         }
6386
6387         if (!tnum_in(range, reg->var_off)) {
6388                 char tn_buf[48];
6389
6390                 verbose(env, "At program exit the register R0 ");
6391                 if (!tnum_is_unknown(reg->var_off)) {
6392                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
6393                         verbose(env, "has value %s", tn_buf);
6394                 } else {
6395                         verbose(env, "has unknown scalar value");
6396                 }
6397                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), range);
6398                 verbose(env, " should have been in %s\n", tn_buf);
6399                 return -EINVAL;
6400         }
6401
6402         if (!tnum_is_unknown(enforce_attach_type_range) &&
6403             tnum_in(enforce_attach_type_range, reg->var_off))
6404                 env->prog->enforce_expected_attach_type = 1;
6405         return 0;
6406 }
6407
6408 /* non-recursive DFS pseudo code
6409  * 1  procedure DFS-iterative(G,v):
6410  * 2      label v as discovered
6411  * 3      let S be a stack
6412  * 4      S.push(v)
6413  * 5      while S is not empty
6414  * 6            t <- S.pop()
6415  * 7            if t is what we're looking for:
6416  * 8                return t
6417  * 9            for all edges e in G.adjacentEdges(t) do
6418  * 10               if edge e is already labelled
6419  * 11                   continue with the next edge
6420  * 12               w <- G.adjacentVertex(t,e)
6421  * 13               if vertex w is not discovered and not explored
6422  * 14                   label e as tree-edge
6423  * 15                   label w as discovered
6424  * 16                   S.push(w)
6425  * 17                   continue at 5
6426  * 18               else if vertex w is discovered
6427  * 19                   label e as back-edge
6428  * 20               else
6429  * 21                   // vertex w is explored
6430  * 22                   label e as forward- or cross-edge
6431  * 23           label t as explored
6432  * 24           S.pop()
6433  *
6434  * convention:
6435  * 0x10 - discovered
6436  * 0x11 - discovered and fall-through edge labelled
6437  * 0x12 - discovered and fall-through and branch edges labelled
6438  * 0x20 - explored
6439  */
6440
6441 enum {
6442         DISCOVERED = 0x10,
6443         EXPLORED = 0x20,
6444         FALLTHROUGH = 1,
6445         BRANCH = 2,
6446 };
6447
6448 static u32 state_htab_size(struct bpf_verifier_env *env)
6449 {
6450         return env->prog->len;
6451 }
6452
6453 static struct bpf_verifier_state_list **explored_state(
6454                                         struct bpf_verifier_env *env,
6455                                         int idx)
6456 {
6457         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
6458         struct bpf_func_state *state = cur->frame[cur->curframe];
6459
6460         return &env->explored_states[(idx ^ state->callsite) % state_htab_size(env)];
6461 }
6462
6463 static void init_explored_state(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
6464 {
6465         env->insn_aux_data[idx].prune_point = true;
6466 }
6467
6468 /* t, w, e - match pseudo-code above:
6469  * t - index of current instruction
6470  * w - next instruction
6471  * e - edge
6472  */
6473 static int push_insn(int t, int w, int e, struct bpf_verifier_env *env,
6474                      bool loop_ok)
6475 {
6476         int *insn_stack = env->cfg.insn_stack;
6477         int *insn_state = env->cfg.insn_state;
6478
6479         if (e == FALLTHROUGH && insn_state[t] >= (DISCOVERED | FALLTHROUGH))
6480                 return 0;
6481
6482         if (e == BRANCH && insn_state[t] >= (DISCOVERED | BRANCH))
6483                 return 0;
6484
6485         if (w < 0 || w >= env->prog->len) {
6486                 verbose_linfo(env, t, "%d: ", t);
6487                 verbose(env, "jump out of range from insn %d to %d\n", t, w);
6488                 return -EINVAL;
6489         }
6490
6491         if (e == BRANCH)
6492                 /* mark branch target for state pruning */
6493                 init_explored_state(env, w);
6494
6495         if (insn_state[w] == 0) {
6496                 /* tree-edge */
6497                 insn_state[t] = DISCOVERED | e;
6498                 insn_state[w] = DISCOVERED;
6499                 if (env->cfg.cur_stack >= env->prog->len)
6500                         return -E2BIG;
6501                 insn_stack[env->cfg.cur_stack++] = w;
6502                 return 1;
6503         } else if ((insn_state[w] & 0xF0) == DISCOVERED) {
6504                 if (loop_ok && env->allow_ptr_leaks)
6505                         return 0;
6506                 verbose_linfo(env, t, "%d: ", t);
6507                 verbose_linfo(env, w, "%d: ", w);
6508                 verbose(env, "back-edge from insn %d to %d\n", t, w);
6509                 return -EINVAL;
6510         } else if (insn_state[w] == EXPLORED) {
6511                 /* forward- or cross-edge */
6512                 insn_state[t] = DISCOVERED | e;
6513         } else {
6514                 verbose(env, "insn state internal bug\n");
6515                 return -EFAULT;
6516         }
6517         return 0;
6518 }
6519
6520 /* non-recursive depth-first-search to detect loops in BPF program
6521  * loop == back-edge in directed graph
6522  */
6523 static int check_cfg(struct bpf_verifier_env *env)
6524 {
6525         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
6526         int insn_cnt = env->prog->len;
6527         int *insn_stack, *insn_state;
6528         int ret = 0;
6529         int i, t;
6530
6531         insn_state = env->cfg.insn_state = kvcalloc(insn_cnt, sizeof(int), GFP_KERNEL);
6532         if (!insn_state)
6533                 return -ENOMEM;
6534
6535         insn_stack = env->cfg.insn_stack = kvcalloc(insn_cnt, sizeof(int), GFP_KERNEL);
6536         if (!insn_stack) {
6537                 kvfree(insn_state);
6538                 return -ENOMEM;
6539         }
6540
6541         insn_state[0] = DISCOVERED; /* mark 1st insn as discovered */
6542         insn_stack[0] = 0; /* 0 is the first instruction */
6543         env->cfg.cur_stack = 1;
6544
6545 peek_stack:
6546         if (env->cfg.cur_stack == 0)
6547                 goto check_state;
6548         t = insn_stack[env->cfg.cur_stack - 1];
6549
6550         if (BPF_CLASS(insns[t].code) == BPF_JMP ||
6551             BPF_CLASS(insns[t].code) == BPF_JMP32) {
6552                 u8 opcode = BPF_OP(insns[t].code);
6553
6554                 if (opcode == BPF_EXIT) {
6555                         goto mark_explored;
6556                 } else if (opcode == BPF_CALL) {
6557                         ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, false);
6558                         if (ret == 1)
6559                                 goto peek_stack;
6560                         else if (ret < 0)
6561                                 goto err_free;
6562                         if (t + 1 < insn_cnt)
6563                                 init_explored_state(env, t + 1);
6564                         if (insns[t].src_reg == BPF_PSEUDO_CALL) {
6565                                 init_explored_state(env, t);
6566                                 ret = push_insn(t, t + insns[t].imm + 1, BRANCH,
6567                                                 env, false);
6568                                 if (ret == 1)
6569                                         goto peek_stack;
6570                                 else if (ret < 0)
6571                                         goto err_free;
6572                         }
6573                 } else if (opcode == BPF_JA) {
6574                         if (BPF_SRC(insns[t].code) != BPF_K) {
6575                                 ret = -EINVAL;
6576                                 goto err_free;
6577                         }
6578                         /* unconditional jump with single edge */
6579                         ret = push_insn(t, t + insns[t].off + 1,
6580                                         FALLTHROUGH, env, true);
6581                         if (ret == 1)
6582                                 goto peek_stack;
6583                         else if (ret < 0)
6584                                 goto err_free;
6585                         /* unconditional jmp is not a good pruning point,
6586                          * but it's marked, since backtracking needs
6587                          * to record jmp history in is_state_visited().
6588                          */
6589                         init_explored_state(env, t + insns[t].off + 1);
6590                         /* tell verifier to check for equivalent states
6591                          * after every call and jump
6592                          */
6593                         if (t + 1 < insn_cnt)
6594                                 init_explored_state(env, t + 1);
6595                 } else {
6596                         /* conditional jump with two edges */
6597                         init_explored_state(env, t);
6598                         ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, true);
6599                         if (ret == 1)
6600                                 goto peek_stack;
6601                         else if (ret < 0)
6602                                 goto err_free;
6603
6604                         ret = push_insn(t, t + insns[t].off + 1, BRANCH, env, true);
6605                         if (ret == 1)
6606                                 goto peek_stack;
6607                         else if (ret < 0)
6608                                 goto err_free;
6609                 }
6610         } else {
6611                 /* all other non-branch instructions with single
6612                  * fall-through edge
6613                  */
6614                 ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, false);
6615                 if (ret == 1)
6616                         goto peek_stack;
6617                 else if (ret < 0)
6618                         goto err_free;
6619         }
6620
6621 mark_explored:
6622         insn_state[t] = EXPLORED;
6623         if (env->cfg.cur_stack-- <= 0) {
6624                 verbose(env, "pop stack internal bug\n");
6625                 ret = -EFAULT;
6626                 goto err_free;
6627         }
6628         goto peek_stack;
6629
6630 check_state:
6631         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
6632                 if (insn_state[i] != EXPLORED) {
6633                         verbose(env, "unreachable insn %d\n", i);
6634                         ret = -EINVAL;
6635                         goto err_free;
6636                 }
6637         }
6638         ret = 0; /* cfg looks good */
6639
6640 err_free:
6641         kvfree(insn_state);
6642         kvfree(insn_stack);
6643         env->cfg.insn_state = env->cfg.insn_stack = NULL;
6644         return ret;
6645 }
6646
6647 /* The minimum supported BTF func info size */
6648 #define MIN_BPF_FUNCINFO_SIZE   8
6649 #define MAX_FUNCINFO_REC_SIZE   252
6650
6651 static int check_btf_func(struct bpf_verifier_env *env,
6652                           const union bpf_attr *attr,
6653                           union bpf_attr __user *uattr)
6654 {
6655         u32 i, nfuncs, urec_size, min_size;
6656         u32 krec_size = sizeof(struct bpf_func_info);
6657         struct bpf_func_info *krecord;
6658         struct bpf_func_info_aux *info_aux = NULL;
6659         const struct btf_type *type;
6660         struct bpf_prog *prog;
6661         const struct btf *btf;
6662         void __user *urecord;
6663         u32 prev_offset = 0;
6664         int ret = 0;
6665
6666         nfuncs = attr->func_info_cnt;
6667         if (!nfuncs)
6668                 return 0;
6669
6670         if (nfuncs != env->subprog_cnt) {
6671                 verbose(env, "number of funcs in func_info doesn't match number of subprogs\n");
6672                 return -EINVAL;
6673         }
6674
6675         urec_size = attr->func_info_rec_size;
6676         if (urec_size < MIN_BPF_FUNCINFO_SIZE ||
6677             urec_size > MAX_FUNCINFO_REC_SIZE ||
6678             urec_size % sizeof(u32)) {
6679                 verbose(env, "invalid func info rec size %u\n", urec_size);
6680                 return -EINVAL;
6681         }
6682
6683         prog = env->prog;
6684         btf = prog->aux->btf;
6685
6686         urecord = u64_to_user_ptr(attr->func_info);
6687         min_size = min_t(u32, krec_size, urec_size);
6688
6689         krecord = kvcalloc(nfuncs, krec_size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
6690         if (!krecord)
6691                 return -ENOMEM;
6692         info_aux = kcalloc(nfuncs, sizeof(*info_aux), GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
6693         if (!info_aux)
6694                 goto err_free;
6695
6696         for (i = 0; i < nfuncs; i++) {
6697                 ret = bpf_check_uarg_tail_zero(urecord, krec_size, urec_size);
6698                 if (ret) {
6699                         if (ret == -E2BIG) {
6700                                 verbose(env, "nonzero tailing record in func info");
6701                                 /* set the size kernel expects so loader can zero
6702                                  * out the rest of the record.
6703                                  */
6704                                 if (put_user(min_size, &uattr->func_info_rec_size))
6705                                         ret = -EFAULT;
6706                         }
6707                         goto err_free;
6708                 }
6709
6710                 if (copy_from_user(&krecord[i], urecord, min_size)) {
6711                         ret = -EFAULT;
6712                         goto err_free;
6713                 }
6714
6715                 /* check insn_off */
6716                 if (i == 0) {
6717                         if (krecord[i].insn_off) {
6718                                 verbose(env,
6719                                         "nonzero insn_off %u for the first func info record",
6720                                         krecord[i].insn_off);
6721                                 ret = -EINVAL;
6722                                 goto err_free;
6723                         }
6724                 } else if (krecord[i].insn_off <= prev_offset) {
6725                         verbose(env,
6726                                 "same or smaller insn offset (%u) than previous func info record (%u)",
6727                                 krecord[i].insn_off, prev_offset);
6728                         ret = -EINVAL;
6729                         goto err_free;
6730                 }
6731
6732                 if (env->subprog_info[i].start != krecord[i].insn_off) {
6733                         verbose(env, "func_info BTF section doesn't match subprog layout in BPF program\n");
6734                         ret = -EINVAL;
6735                         goto err_free;
6736                 }
6737
6738                 /* check type_id */
6739                 type = btf_type_by_id(btf, krecord[i].type_id);
6740                 if (!type || BTF_INFO_KIND(type->info) != BTF_KIND_FUNC) {
6741                         verbose(env, "invalid type id %d in func info",
6742                                 krecord[i].type_id);
6743                         ret = -EINVAL;
6744                         goto err_free;
6745                 }
6746                 prev_offset = krecord[i].insn_off;
6747                 urecord += urec_size;
6748         }
6749
6750         prog->aux->func_info = krecord;
6751         prog->aux->func_info_cnt = nfuncs;
6752         prog->aux->func_info_aux = info_aux;
6753         return 0;
6754
6755 err_free:
6756         kvfree(krecord);
6757         kfree(info_aux);
6758         return ret;
6759 }
6760
6761 static void adjust_btf_func(struct bpf_verifier_env *env)
6762 {
6763         struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
6764         int i;
6765
6766         if (!aux->func_info)
6767                 return;
6768
6769         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
6770                 aux->func_info[i].insn_off = env->subprog_info[i].start;
6771 }
6772
6773 #define MIN_BPF_LINEINFO_SIZE   (offsetof(struct bpf_line_info, line_col) + \
6774                 sizeof(((struct bpf_line_info *)(0))->line_col))
6775 #define MAX_LINEINFO_REC_SIZE   MAX_FUNCINFO_REC_SIZE
6776
6777 static int check_btf_line(struct bpf_verifier_env *env,
6778                           const union bpf_attr *attr,
6779                           union bpf_attr __user *uattr)
6780 {
6781         u32 i, s, nr_linfo, ncopy, expected_size, rec_size, prev_offset = 0;
6782         struct bpf_subprog_info *sub;
6783         struct bpf_line_info *linfo;
6784         struct bpf_prog *prog;
6785         const struct btf *btf;
6786         void __user *ulinfo;
6787         int err;
6788
6789         nr_linfo = attr->line_info_cnt;
6790         if (!nr_linfo)
6791                 return 0;
6792
6793         rec_size = attr->line_info_rec_size;
6794         if (rec_size < MIN_BPF_LINEINFO_SIZE ||
6795             rec_size > MAX_LINEINFO_REC_SIZE ||
6796             rec_size & (sizeof(u32) - 1))
6797                 return -EINVAL;
6798
6799         /* Need to zero it in case the userspace may
6800          * pass in a smaller bpf_line_info object.
6801          */
6802         linfo = kvcalloc(nr_linfo, sizeof(struct bpf_line_info),
6803                          GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
6804         if (!linfo)
6805                 return -ENOMEM;
6806
6807         prog = env->prog;
6808         btf = prog->aux->btf;
6809
6810         s = 0;
6811         sub = env->subprog_info;
6812         ulinfo = u64_to_user_ptr(attr->line_info);
6813         expected_size = sizeof(struct bpf_line_info);
6814         ncopy = min_t(u32, expected_size, rec_size);
6815         for (i = 0; i < nr_linfo; i++) {
6816                 err = bpf_check_uarg_tail_zero(ulinfo, expected_size, rec_size);
6817                 if (err) {
6818                         if (err == -E2BIG) {
6819                                 verbose(env, "nonzero tailing record in line_info");
6820                                 if (put_user(expected_size,
6821                                              &uattr->line_info_rec_size))
6822                                         err = -EFAULT;
6823                         }
6824                         goto err_free;
6825                 }
6826
6827                 if (copy_from_user(&linfo[i], ulinfo, ncopy)) {
6828                         err = -EFAULT;
6829                         goto err_free;
6830                 }
6831
6832                 /*
6833                  * Check insn_off to ensure
6834                  * 1) strictly increasing AND
6835                  * 2) bounded by prog->len
6836                  *
6837                  * The linfo[0].insn_off == 0 check logically falls into
6838                  * the later "missing bpf_line_info for func..." case
6839                  * because the first linfo[0].insn_off must be the
6840                  * first sub also and the first sub must have
6841                  * subprog_info[0].start == 0.
6842                  */
6843                 if ((i && linfo[i].insn_off <= prev_offset) ||
6844                     linfo[i].insn_off >= prog->len) {
6845                         verbose(env, "Invalid line_info[%u].insn_off:%u (prev_offset:%u prog->len:%u)\n",
6846                                 i, linfo[i].insn_off, prev_offset,
6847                                 prog->len);
6848                         err = -EINVAL;
6849                         goto err_free;
6850                 }
6851
6852                 if (!prog->insnsi[linfo[i].insn_off].code) {
6853                         verbose(env,
6854                                 "Invalid insn code at line_info[%u].insn_off\n",
6855                                 i);
6856                         err = -EINVAL;
6857                         goto err_free;
6858                 }
6859
6860                 if (!btf_name_by_offset(btf, linfo[i].line_off) ||
6861                     !btf_name_by_offset(btf, linfo[i].file_name_off)) {
6862                         verbose(env, "Invalid line_info[%u].line_off or .file_name_off\n", i);
6863                         err = -EINVAL;
6864                         goto err_free;
6865                 }
6866
6867                 if (s != env->subprog_cnt) {
6868                         if (linfo[i].insn_off == sub[s].start) {
6869                                 sub[s].linfo_idx = i;
6870                                 s++;
6871                         } else if (sub[s].start < linfo[i].insn_off) {
6872                                 verbose(env, "missing bpf_line_info for func#%u\n", s);
6873                                 err = -EINVAL;
6874                                 goto err_free;
6875                         }
6876                 }
6877
6878                 prev_offset = linfo[i].insn_off;
6879                 ulinfo += rec_size;
6880         }
6881
6882         if (s != env->subprog_cnt) {
6883                 verbose(env, "missing bpf_line_info for %u funcs starting from func#%u\n",
6884                         env->subprog_cnt - s, s);
6885                 err = -EINVAL;
6886                 goto err_free;
6887         }
6888
6889         prog->aux->linfo = linfo;
6890         prog->aux->nr_linfo = nr_linfo;
6891
6892         return 0;
6893
6894 err_free:
6895         kvfree(linfo);
6896         return err;
6897 }
6898
6899 static int check_btf_info(struct bpf_verifier_env *env,
6900                           const union bpf_attr *attr,
6901                           union bpf_attr __user *uattr)
6902 {
6903         struct btf *btf;
6904         int err;
6905
6906         if (!attr->func_info_cnt && !attr->line_info_cnt)
6907                 return 0;
6908
6909         btf = btf_get_by_fd(attr->prog_btf_fd);
6910         if (IS_ERR(btf))
6911                 return PTR_ERR(btf);
6912         env->prog->aux->btf = btf;
6913
6914         err = check_btf_func(env, attr, uattr);
6915         if (err)
6916                 return err;
6917
6918         err = check_btf_line(env, attr, uattr);
6919         if (err)
6920                 return err;
6921
6922         return 0;
6923 }
6924
6925 /* check %cur's range satisfies %old's */
6926 static bool range_within(struct bpf_reg_state *old,
6927                          struct bpf_reg_state *cur)
6928 {
6929         return old->umin_value <= cur->umin_value &&
6930                old->umax_value >= cur->umax_value &&
6931                old->smin_value <= cur->smin_value &&
6932                old->smax_value >= cur->smax_value;
6933 }
6934
6935 /* Maximum number of register states that can exist at once */
6936 #define ID_MAP_SIZE     (MAX_BPF_REG + MAX_BPF_STACK / BPF_REG_SIZE)
6937 struct idpair {
6938         u32 old;
6939         u32 cur;
6940 };
6941
6942 /* If in the old state two registers had the same id, then they need to have
6943  * the same id in the new state as well.  But that id could be different from
6944  * the old state, so we need to track the mapping from old to new ids.
6945  * Once we have seen that, say, a reg with old id 5 had new id 9, any subsequent
6946  * regs with old id 5 must also have new id 9 for the new state to be safe.  But
6947  * regs with a different old id could still have new id 9, we don't care about
6948  * that.
6949  * So we look through our idmap to see if this old id has been seen before.  If
6950  * so, we require the new id to match; otherwise, we add the id pair to the map.
6951  */
6952 static bool check_ids(u32 old_id, u32 cur_id, struct idpair *idmap)
6953 {
6954         unsigned int i;
6955
6956         for (i = 0; i < ID_MAP_SIZE; i++) {
6957                 if (!idmap[i].old) {
6958                         /* Reached an empty slot; haven't seen this id before */
6959                         idmap[i].old = old_id;
6960                         idmap[i].cur = cur_id;
6961                         return true;
6962                 }
6963                 if (idmap[i].old == old_id)
6964                         return idmap[i].cur == cur_id;
6965         }
6966         /* We ran out of idmap slots, which should be impossible */
6967         WARN_ON_ONCE(1);
6968         return false;
6969 }
6970
6971 static void clean_func_state(struct bpf_verifier_env *env,
6972                              struct bpf_func_state *st)
6973 {
6974         enum bpf_reg_liveness live;
6975         int i, j;
6976
6977         for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++) {
6978                 live = st->regs[i].live;
6979                 /* liveness must not touch this register anymore */
6980                 st->regs[i].live |= REG_LIVE_DONE;
6981                 if (!(live & REG_LIVE_READ))
6982                         /* since the register is unused, clear its state
6983                          * to make further comparison simpler
6984                          */
6985                         __mark_reg_not_init(&st->regs[i]);
6986         }
6987
6988         for (i = 0; i < st->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
6989                 live = st->stack[i].spilled_ptr.live;
6990                 /* liveness must not touch this stack slot anymore */
6991                 st->stack[i].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_DONE;
6992                 if (!(live & REG_LIVE_READ)) {
6993                         __mark_reg_not_init(&st->stack[i].spilled_ptr);
6994                         for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
6995                                 st->stack[i].slot_type[j] = STACK_INVALID;
6996                 }
6997         }
6998 }
6999
7000 static void clean_verifier_state(struct bpf_verifier_env *env,
7001                                  struct bpf_verifier_state *st)
7002 {
7003         int i;
7004
7005         if (st->frame[0]->regs[0].live & REG_LIVE_DONE)
7006                 /* all regs in this state in all frames were already marked */
7007                 return;
7008
7009         for (i = 0; i <= st->curframe; i++)
7010                 clean_func_state(env, st->frame[i]);
7011 }
7012
7013 /* the parentage chains form a tree.
7014  * the verifier states are added to state lists at given insn and
7015  * pushed into state stack for future exploration.
7016  * when the verifier reaches bpf_exit insn some of the verifer states
7017  * stored in the state lists have their final liveness state already,
7018  * but a lot of states will get revised from liveness point of view when
7019  * the verifier explores other branches.
7020  * Example:
7021  * 1: r0 = 1
7022  * 2: if r1 == 100 goto pc+1
7023  * 3: r0 = 2
7024  * 4: exit
7025  * when the verifier reaches exit insn the register r0 in the state list of
7026  * insn 2 will be seen as !REG_LIVE_READ. Then the verifier pops the other_branch
7027  * of insn 2 and goes exploring further. At the insn 4 it will walk the
7028  * parentage chain from insn 4 into insn 2 and will mark r0 as REG_LIVE_READ.
7029  *
7030  * Since the verifier pushes the branch states as it sees them while exploring
7031  * the program the condition of walking the branch instruction for the second
7032  * time means that all states below this branch were already explored and
7033  * their final liveness markes are already propagated.
7034  * Hence when the verifier completes the search of state list in is_state_visited()
7035  * we can call this clean_live_states() function to mark all liveness states
7036  * as REG_LIVE_DONE to indicate that 'parent' pointers of 'struct bpf_reg_state'
7037  * will not be used.
7038  * This function also clears the registers and stack for states that !READ
7039  * to simplify state merging.
7040  *
7041  * Important note here that walking the same branch instruction in the callee
7042  * doesn't meant that the states are DONE. The verifier has to compare
7043  * the callsites
7044  */
7045 static void clean_live_states(struct bpf_verifier_env *env, int insn,
7046                               struct bpf_verifier_state *cur)
7047 {
7048         struct bpf_verifier_state_list *sl;
7049         int i;
7050
7051         sl = *explored_state(env, insn);
7052         while (sl) {
7053                 if (sl->state.branches)
7054                         goto next;
7055                 if (sl->state.insn_idx != insn ||
7056                     sl->state.curframe != cur->curframe)
7057                         goto next;
7058                 for (i = 0; i <= cur->curframe; i++)
7059                         if (sl->state.frame[i]->callsite != cur->frame[i]->callsite)
7060                                 goto next;
7061                 clean_verifier_state(env, &sl->state);
7062 next:
7063                 sl = sl->next;
7064         }
7065 }
7066
7067 /* Returns true if (rold safe implies rcur safe) */
7068 static bool regsafe(struct bpf_reg_state *rold, struct bpf_reg_state *rcur,
7069                     struct idpair *idmap)
7070 {
7071         bool equal;
7072
7073         if (!(rold->live & REG_LIVE_READ))
7074                 /* explored state didn't use this */
7075                 return true;
7076
7077         equal = memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, parent)) == 0;
7078
7079         if (rold->type == PTR_TO_STACK)
7080                 /* two stack pointers are equal only if they're pointing to
7081                  * the same stack frame, since fp-8 in foo != fp-8 in bar
7082                  */
7083                 return equal && rold->frameno == rcur->frameno;
7084
7085         if (equal)
7086                 return true;
7087
7088         if (rold->type == NOT_INIT)
7089                 /* explored state can't have used this */
7090                 return true;
7091         if (rcur->type == NOT_INIT)
7092                 return false;
7093         switch (rold->type) {
7094         case SCALAR_VALUE:
7095                 if (rcur->type == SCALAR_VALUE) {
7096                         if (!rold->precise && !rcur->precise)
7097                                 return true;
7098                         /* new val must satisfy old val knowledge */
7099                         return range_within(rold, rcur) &&
7100                                tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off);
7101                 } else {
7102                         /* We're trying to use a pointer in place of a scalar.
7103                          * Even if the scalar was unbounded, this could lead to
7104                          * pointer leaks because scalars are allowed to leak
7105                          * while pointers are not. We could make this safe in
7106                          * special cases if root is calling us, but it's
7107                          * probably not worth the hassle.
7108                          */
7109                         return false;
7110                 }
7111         case PTR_TO_MAP_VALUE:
7112                 /* If the new min/max/var_off satisfy the old ones and
7113                  * everything else matches, we are OK.
7114                  * 'id' is not compared, since it's only used for maps with
7115                  * bpf_spin_lock inside map element and in such cases if
7116                  * the rest of the prog is valid for one map element then
7117                  * it's valid for all map elements regardless of the key
7118                  * used in bpf_map_lookup()
7119                  */
7120                 return memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, id)) == 0 &&
7121                        range_within(rold, rcur) &&
7122                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off);
7123         case PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL:
7124                 /* a PTR_TO_MAP_VALUE could be safe to use as a
7125                  * PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL into the same map.
7126                  * However, if the old PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL then got NULL-
7127                  * checked, doing so could have affected others with the same
7128                  * id, and we can't check for that because we lost the id when
7129                  * we converted to a PTR_TO_MAP_VALUE.
7130                  */
7131                 if (rcur->type != PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL)
7132                         return false;
7133                 if (memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, id)))
7134                         return false;
7135                 /* Check our ids match any regs they're supposed to */
7136                 return check_ids(rold->id, rcur->id, idmap);
7137         case PTR_TO_PACKET_META:
7138         case PTR_TO_PACKET:
7139                 if (rcur->type != rold->type)
7140                         return false;
7141                 /* We must have at least as much range as the old ptr
7142                  * did, so that any accesses which were safe before are
7143                  * still safe.  This is true even if old range < old off,
7144                  * since someone could have accessed through (ptr - k), or
7145                  * even done ptr -= k in a register, to get a safe access.
7146                  */
7147                 if (rold->range > rcur->range)
7148                         return false;
7149                 /* If the offsets don't match, we can't trust our alignment;
7150                  * nor can we be sure that we won't fall out of range.
7151                  */
7152                 if (rold->off != rcur->off)
7153                         return false;
7154                 /* id relations must be preserved */
7155                 if (rold->id && !check_ids(rold->id, rcur->id, idmap))
7156                         return false;
7157                 /* new val must satisfy old val knowledge */
7158                 return range_within(rold, rcur) &&
7159                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off);
7160         case PTR_TO_CTX:
7161         case CONST_PTR_TO_MAP:
7162         case PTR_TO_PACKET_END:
7163         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
7164         case PTR_TO_SOCKET:
7165         case PTR_TO_SOCKET_OR_NULL:
7166         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
7167         case PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL:
7168         case PTR_TO_TCP_SOCK:
7169         case PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL:
7170         case PTR_TO_XDP_SOCK:
7171                 /* Only valid matches are exact, which memcmp() above
7172                  * would have accepted
7173                  */
7174         default:
7175                 /* Don't know what's going on, just say it's not safe */
7176                 return false;
7177         }
7178
7179         /* Shouldn't get here; if we do, say it's not safe */
7180         WARN_ON_ONCE(1);
7181         return false;
7182 }
7183
7184 static bool stacksafe(struct bpf_func_state *old,
7185                       struct bpf_func_state *cur,
7186                       struct idpair *idmap)
7187 {
7188         int i, spi;
7189
7190         /* walk slots of the explored stack and ignore any additional
7191          * slots in the current stack, since explored(safe) state
7192          * didn't use them
7193          */
7194         for (i = 0; i < old->allocated_stack; i++) {
7195                 spi = i / BPF_REG_SIZE;
7196
7197                 if (!(old->stack[spi].spilled_ptr.live & REG_LIVE_READ)) {
7198                         i += BPF_REG_SIZE - 1;
7199                         /* explored state didn't use this */
7200                         continue;
7201                 }
7202
7203                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_INVALID)
7204                         continue;
7205
7206                 /* explored stack has more populated slots than current stack
7207                  * and these slots were used
7208                  */
7209                 if (i >= cur->allocated_stack)
7210                         return false;
7211
7212                 /* if old state was safe with misc data in the stack
7213                  * it will be safe with zero-initialized stack.
7214                  * The opposite is not true
7215                  */
7216                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_MISC &&
7217                     cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_ZERO)
7218                         continue;
7219                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] !=
7220                     cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE])
7221                         /* Ex: old explored (safe) state has STACK_SPILL in
7222                          * this stack slot, but current has has STACK_MISC ->
7223                          * this verifier states are not equivalent,
7224                          * return false to continue verification of this path
7225                          */
7226                         return false;
7227                 if (i % BPF_REG_SIZE)
7228                         continue;
7229                 if (old->stack[spi].slot_type[0] != STACK_SPILL)
7230                         continue;
7231                 if (!regsafe(&old->stack[spi].spilled_ptr,
7232                              &cur->stack[spi].spilled_ptr,
7233                              idmap))
7234                         /* when explored and current stack slot are both storing
7235                          * spilled registers, check that stored pointers types
7236                          * are the same as well.
7237                          * Ex: explored safe path could have stored
7238                          * (bpf_reg_state) {.type = PTR_TO_STACK, .off = -8}
7239                          * but current path has stored:
7240                          * (bpf_reg_state) {.type = PTR_TO_STACK, .off = -16}
7241                          * such verifier states are not equivalent.
7242                          * return false to continue verification of this path
7243                          */
7244                         return false;
7245         }
7246         return true;
7247 }
7248
7249 static bool refsafe(struct bpf_func_state *old, struct bpf_func_state *cur)
7250 {
7251         if (old->acquired_refs != cur->acquired_refs)
7252                 return false;
7253         return !memcmp(old->refs, cur->refs,
7254                        sizeof(*old->refs) * old->acquired_refs);
7255 }
7256
7257 /* compare two verifier states
7258  *
7259  * all states stored in state_list are known to be valid, since
7260  * verifier reached 'bpf_exit' instruction through them
7261  *
7262  * this function is called when verifier exploring different branches of
7263  * execution popped from the state stack. If it sees an old state that has
7264  * more strict register state and more strict stack state then this execution
7265  * branch doesn't need to be explored further, since verifier already
7266  * concluded that more strict state leads to valid finish.
7267  *
7268  * Therefore two states are equivalent if register state is more conservative
7269  * and explored stack state is more conservative than the current one.
7270  * Example:
7271  *       explored                   current
7272  * (slot1=INV slot2=MISC) == (slot1=MISC slot2=MISC)
7273  * (slot1=MISC slot2=MISC) != (slot1=INV slot2=MISC)
7274  *
7275  * In other words if current stack state (one being explored) has more
7276  * valid slots than old one that already passed validation, it means
7277  * the verifier can stop exploring and conclude that current state is valid too
7278  *
7279  * Similarly with registers. If explored state has register type as invalid
7280  * whereas register type in current state is meaningful, it means that
7281  * the current state will reach 'bpf_exit' instruction safely
7282  */
7283 static bool func_states_equal(struct bpf_func_state *old,
7284                               struct bpf_func_state *cur)
7285 {
7286         struct idpair *idmap;
7287         bool ret = false;
7288         int i;
7289
7290         idmap = kcalloc(ID_MAP_SIZE, sizeof(struct idpair), GFP_KERNEL);
7291         /* If we failed to allocate the idmap, just say it's not safe */
7292         if (!idmap)
7293                 return false;
7294
7295         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
7296                 if (!regsafe(&old->regs[i], &cur->regs[i], idmap))
7297                         goto out_free;
7298         }
7299
7300         if (!stacksafe(old, cur, idmap))
7301                 goto out_free;
7302
7303         if (!refsafe(old, cur))
7304                 goto out_free;
7305         ret = true;
7306 out_free:
7307         kfree(idmap);
7308         return ret;
7309 }
7310
7311 static bool states_equal(struct bpf_verifier_env *env,
7312                          struct bpf_verifier_state *old,
7313                          struct bpf_verifier_state *cur)
7314 {
7315         int i;
7316
7317         if (old->curframe != cur->curframe)
7318                 return false;
7319
7320         /* Verification state from speculative execution simulation
7321          * must never prune a non-speculative execution one.
7322          */
7323         if (old->speculative && !cur->speculative)
7324                 return false;
7325
7326         if (old->active_spin_lock != cur->active_spin_lock)
7327                 return false;
7328
7329         /* for states to be equal callsites have to be the same
7330          * and all frame states need to be equivalent
7331          */
7332         for (i = 0; i <= old->curframe; i++) {
7333                 if (old->frame[i]->callsite != cur->frame[i]->callsite)
7334                         return false;
7335                 if (!func_states_equal(old->frame[i], cur->frame[i]))
7336                         return false;
7337         }
7338         return true;
7339 }
7340
7341 /* Return 0 if no propagation happened. Return negative error code if error
7342  * happened. Otherwise, return the propagated bit.
7343  */
7344 static int propagate_liveness_reg(struct bpf_verifier_env *env,
7345                                   struct bpf_reg_state *reg,
7346                                   struct bpf_reg_state *parent_reg)
7347 {
7348         u8 parent_flag = parent_reg->live & REG_LIVE_READ;
7349         u8 flag = reg->live & REG_LIVE_READ;
7350         int err;
7351
7352         /* When comes here, read flags of PARENT_REG or REG could be any of
7353          * REG_LIVE_READ64, REG_LIVE_READ32, REG_LIVE_NONE. There is no need
7354          * of propagation if PARENT_REG has strongest REG_LIVE_READ64.
7355          */
7356         if (parent_flag == REG_LIVE_READ64 ||
7357             /* Or if there is no read flag from REG. */
7358             !flag ||
7359             /* Or if the read flag from REG is the same as PARENT_REG. */
7360             parent_flag == flag)
7361                 return 0;
7362
7363         err = mark_reg_read(env, reg, parent_reg, flag);
7364         if (err)
7365                 return err;
7366
7367         return flag;
7368 }
7369
7370 /* A write screens off any subsequent reads; but write marks come from the
7371  * straight-line code between a state and its parent.  When we arrive at an
7372  * equivalent state (jump target or such) we didn't arrive by the straight-line
7373  * code, so read marks in the state must propagate to the parent regardless
7374  * of the state's write marks. That's what 'parent == state->parent' comparison
7375  * in mark_reg_read() is for.
7376  */
7377 static int propagate_liveness(struct bpf_verifier_env *env,
7378                               const struct bpf_verifier_state *vstate,
7379                               struct bpf_verifier_state *vparent)
7380 {
7381         struct bpf_reg_state *state_reg, *parent_reg;
7382         struct bpf_func_state *state, *parent;
7383         int i, frame, err = 0;
7384
7385         if (vparent->curframe != vstate->curframe) {
7386                 WARN(1, "propagate_live: parent frame %d current frame %d\n",
7387                      vparent->curframe, vstate->curframe);
7388                 return -EFAULT;
7389         }
7390         /* Propagate read liveness of registers... */
7391         BUILD_BUG_ON(BPF_REG_FP + 1 != MAX_BPF_REG);
7392         for (frame = 0; frame <= vstate->curframe; frame++) {
7393                 parent = vparent->frame[frame];
7394                 state = vstate->frame[frame];
7395                 parent_reg = parent->regs;
7396                 state_reg = state->regs;
7397                 /* We don't need to worry about FP liveness, it's read-only */
7398                 for (i = frame < vstate->curframe ? BPF_REG_6 : 0; i < BPF_REG_FP; i++) {
7399                         err = propagate_liveness_reg(env, &state_reg[i],
7400                                                      &parent_reg[i]);
7401                         if (err < 0)
7402                                 return err;
7403                         if (err == REG_LIVE_READ64)
7404                                 mark_insn_zext(env, &parent_reg[i]);
7405                 }
7406
7407                 /* Propagate stack slots. */
7408                 for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE &&
7409                             i < parent->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
7410                         parent_reg = &parent->stack[i].spilled_ptr;
7411                         state_reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
7412                         err = propagate_liveness_reg(env, state_reg,
7413                                                      parent_reg);
7414                         if (err < 0)
7415                                 return err;
7416                 }
7417         }
7418         return 0;
7419 }
7420
7421 /* find precise scalars in the previous equivalent state and
7422  * propagate them into the current state
7423  */
7424 static int propagate_precision(struct bpf_verifier_env *env,
7425                                const struct bpf_verifier_state *old)
7426 {
7427         struct bpf_reg_state *state_reg;
7428         struct bpf_func_state *state;
7429         int i, err = 0;
7430
7431         state = old->frame[old->curframe];
7432         state_reg = state->regs;
7433         for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++, state_reg++) {
7434                 if (state_reg->type != SCALAR_VALUE ||
7435                     !state_reg->precise)
7436                         continue;
7437                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
7438                         verbose(env, "propagating r%d\n", i);
7439                 err = mark_chain_precision(env, i);
7440                 if (err < 0)
7441                         return err;
7442         }
7443
7444         for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
7445                 if (state->stack[i].slot_type[0] != STACK_SPILL)
7446                         continue;
7447                 state_reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
7448                 if (state_reg->type != SCALAR_VALUE ||
7449                     !state_reg->precise)
7450                         continue;
7451                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
7452                         verbose(env, "propagating fp%d\n",
7453                                 (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
7454                 err = mark_chain_precision_stack(env, i);
7455                 if (err < 0)
7456                         return err;
7457         }
7458         return 0;
7459 }
7460
7461 static bool states_maybe_looping(struct bpf_verifier_state *old,
7462                                  struct bpf_verifier_state *cur)
7463 {
7464         struct bpf_func_state *fold, *fcur;
7465         int i, fr = cur->curframe;
7466
7467         if (old->curframe != fr)
7468                 return false;
7469
7470         fold = old->frame[fr];
7471         fcur = cur->frame[fr];
7472         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
7473                 if (memcmp(&fold->regs[i], &fcur->regs[i],
7474                            offsetof(struct bpf_reg_state, parent)))
7475                         return false;
7476         return true;
7477 }
7478
7479
7480 static int is_state_visited(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
7481 {
7482         struct bpf_verifier_state_list *new_sl;
7483         struct bpf_verifier_state_list *sl, **pprev;
7484         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state, *new;
7485         int i, j, err, states_cnt = 0;
7486         bool add_new_state = env->test_state_freq ? true : false;
7487
7488         cur->last_insn_idx = env->prev_insn_idx;
7489         if (!env->insn_aux_data[insn_idx].prune_point)
7490                 /* this 'insn_idx' instruction wasn't marked, so we will not
7491                  * be doing state search here
7492                  */
7493                 return 0;
7494
7495         /* bpf progs typically have pruning point every 4 instructions
7496          * http://vger.kernel.org/bpfconf2019.html#session-1
7497          * Do not add new state for future pruning if the verifier hasn't seen
7498          * at least 2 jumps and at least 8 instructions.
7499          * This heuristics helps decrease 'total_states' and 'peak_states' metric.
7500          * In tests that amounts to up to 50% reduction into total verifier
7501          * memory consumption and 20% verifier time speedup.
7502          */
7503         if (env->jmps_processed - env->prev_jmps_processed >= 2 &&
7504             env->insn_processed - env->prev_insn_processed >= 8)
7505                 add_new_state = true;
7506
7507         pprev = explored_state(env, insn_idx);
7508         sl = *pprev;
7509
7510         clean_live_states(env, insn_idx, cur);
7511
7512         while (sl) {
7513                 states_cnt++;
7514                 if (sl->state.insn_idx != insn_idx)
7515                         goto next;
7516                 if (sl->state.branches) {
7517                         if (states_maybe_looping(&sl->state, cur) &&
7518                             states_equal(env, &sl->state, cur)) {
7519                                 verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
7520                                 verbose(env, "infinite loop detected at insn %d\n", insn_idx);
7521                                 return -EINVAL;
7522                         }
7523                         /* if the verifier is processing a loop, avoid adding new state
7524                          * too often, since different loop iterations have distinct
7525                          * states and may not help future pruning.
7526                          * This threshold shouldn't be too low to make sure that
7527                          * a loop with large bound will be rejected quickly.
7528                          * The most abusive loop will be:
7529                          * r1 += 1
7530                          * if r1 < 1000000 goto pc-2
7531                          * 1M insn_procssed limit / 100 == 10k peak states.
7532                          * This threshold shouldn't be too high either, since states
7533                          * at the end of the loop are likely to be useful in pruning.
7534                          */
7535                         if (env->jmps_processed - env->prev_jmps_processed < 20 &&
7536                             env->insn_processed - env->prev_insn_processed < 100)
7537                                 add_new_state = false;
7538                         goto miss;
7539                 }
7540                 if (states_equal(env, &sl->state, cur)) {
7541                         sl->hit_cnt++;
7542                         /* reached equivalent register/stack state,
7543                          * prune the search.
7544                          * Registers read by the continuation are read by us.
7545                          * If we have any write marks in env->cur_state, they
7546                          * will prevent corresponding reads in the continuation
7547                          * from reaching our parent (an explored_state).  Our
7548                          * own state will get the read marks recorded, but
7549                          * they'll be immediately forgotten as we're pruning
7550                          * this state and will pop a new one.
7551                          */
7552                         err = propagate_liveness(env, &sl->state, cur);
7553
7554                         /* if previous state reached the exit with precision and
7555                          * current state is equivalent to it (except precsion marks)
7556                          * the precision needs to be propagated back in
7557                          * the current state.
7558                          */
7559                         err = err ? : push_jmp_history(env, cur);
7560                         err = err ? : propagate_precision(env, &sl->state);
7561                         if (err)
7562                                 return err;
7563                         return 1;
7564                 }
7565 miss:
7566                 /* when new state is not going to be added do not increase miss count.
7567                  * Otherwise several loop iterations will remove the state
7568                  * recorded earlier. The goal of these heuristics is to have
7569                  * states from some iterations of the loop (some in the beginning
7570                  * and some at the end) to help pruning.
7571                  */
7572                 if (add_new_state)
7573                         sl->miss_cnt++;
7574                 /* heuristic to determine whether this state is beneficial
7575                  * to keep checking from state equivalence point of view.
7576                  * Higher numbers increase max_states_per_insn and verification time,
7577                  * but do not meaningfully decrease insn_processed.
7578                  */
7579                 if (sl->miss_cnt > sl->hit_cnt * 3 + 3) {
7580                         /* the state is unlikely to be useful. Remove it to
7581                          * speed up verification
7582                          */
7583                         *pprev = sl->next;
7584                         if (sl->state.frame[0]->regs[0].live & REG_LIVE_DONE) {
7585                                 u32 br = sl->state.branches;
7586
7587                                 WARN_ONCE(br,
7588                                           "BUG live_done but branches_to_explore %d\n",
7589                                           br);
7590                                 free_verifier_state(&sl->state, false);
7591                                 kfree(sl);
7592                                 env->peak_states--;
7593                         } else {
7594                                 /* cannot free this state, since parentage chain may
7595                                  * walk it later. Add it for free_list instead to
7596                                  * be freed at the end of verification
7597                                  */
7598                                 sl->next = env->free_list;
7599                                 env->free_list = sl;
7600                         }
7601                         sl = *pprev;
7602                         continue;
7603                 }
7604 next:
7605                 pprev = &sl->next;
7606                 sl = *pprev;
7607         }
7608
7609         if (env->max_states_per_insn < states_cnt)
7610                 env->max_states_per_insn = states_cnt;
7611
7612         if (!env->allow_ptr_leaks && states_cnt > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_STATES)
7613                 return push_jmp_history(env, cur);
7614
7615         if (!add_new_state)
7616                 return push_jmp_history(env, cur);
7617
7618         /* There were no equivalent states, remember the current one.
7619          * Technically the current state is not proven to be safe yet,
7620          * but it will either reach outer most bpf_exit (which means it's safe)
7621          * or it will be rejected. When there are no loops the verifier won't be
7622          * seeing this tuple (frame[0].callsite, frame[1].callsite, .. insn_idx)
7623          * again on the way to bpf_exit.
7624          * When looping the sl->state.branches will be > 0 and this state
7625          * will not be considered for equivalence until branches == 0.
7626          */
7627         new_sl = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_state_list), GFP_KERNEL);
7628         if (!new_sl)
7629                 return -ENOMEM;
7630         env->total_states++;
7631         env->peak_states++;
7632         env->prev_jmps_processed = env->jmps_processed;
7633         env->prev_insn_processed = env->insn_processed;
7634
7635         /* add new state to the head of linked list */
7636         new = &new_sl->state;
7637         err = copy_verifier_state(new, cur);
7638         if (err) {
7639                 free_verifier_state(new, false);
7640                 kfree(new_sl);
7641                 return err;
7642         }
7643         new->insn_idx = insn_idx;
7644         WARN_ONCE(new->branches != 1,
7645                   "BUG is_state_visited:branches_to_explore=%d insn %d\n", new->branches, insn_idx);
7646
7647         cur->parent = new;
7648         cur->first_insn_idx = insn_idx;
7649         clear_jmp_history(cur);
7650         new_sl->next = *explored_state(env, insn_idx);
7651         *explored_state(env, insn_idx) = new_sl;
7652         /* connect new state to parentage chain. Current frame needs all
7653          * registers connected. Only r6 - r9 of the callers are alive (pushed
7654          * to the stack implicitly by JITs) so in callers' frames connect just
7655          * r6 - r9 as an optimization. Callers will have r1 - r5 connected to
7656          * the state of the call instruction (with WRITTEN set), and r0 comes
7657          * from callee with its full parentage chain, anyway.
7658          */
7659         /* clear write marks in current state: the writes we did are not writes
7660          * our child did, so they don't screen off its reads from us.
7661          * (There are no read marks in current state, because reads always mark
7662          * their parent and current state never has children yet.  Only
7663          * explored_states can get read marks.)
7664          */
7665         for (j = 0; j <= cur->curframe; j++) {
7666                 for (i = j < cur->curframe ? BPF_REG_6 : 0; i < BPF_REG_FP; i++)
7667                         cur->frame[j]->regs[i].parent = &new->frame[j]->regs[i];
7668                 for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++)
7669                         cur->frame[j]->regs[i].live = REG_LIVE_NONE;
7670         }
7671
7672         /* all stack frames are accessible from callee, clear them all */
7673         for (j = 0; j <= cur->curframe; j++) {
7674                 struct bpf_func_state *frame = cur->frame[j];
7675                 struct bpf_func_state *newframe = new->frame[j];
7676
7677                 for (i = 0; i < frame->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
7678                         frame->stack[i].spilled_ptr.live = REG_LIVE_NONE;
7679                         frame->stack[i].spilled_ptr.parent =
7680                                                 &newframe->stack[i].spilled_ptr;
7681                 }
7682         }
7683         return 0;
7684 }
7685
7686 /* Return true if it's OK to have the same insn return a different type. */
7687 static bool reg_type_mismatch_ok(enum bpf_reg_type type)
7688 {
7689         switch (type) {
7690         case PTR_TO_CTX:
7691         case PTR_TO_SOCKET:
7692         case PTR_TO_SOCKET_OR_NULL:
7693         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
7694         case PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL:
7695         case PTR_TO_TCP_SOCK:
7696         case PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL:
7697         case PTR_TO_XDP_SOCK:
7698         case PTR_TO_BTF_ID:
7699                 return false;
7700         default:
7701                 return true;
7702         }
7703 }
7704
7705 /* If an instruction was previously used with particular pointer types, then we
7706  * need to be careful to avoid cases such as the below, where it may be ok
7707  * for one branch accessing the pointer, but not ok for the other branch:
7708  *
7709  * R1 = sock_ptr
7710  * goto X;
7711  * ...
7712  * R1 = some_other_valid_ptr;
7713  * goto X;
7714  * ...
7715  * R2 = *(u32 *)(R1 + 0);
7716  */
7717 static bool reg_type_mismatch(enum bpf_reg_type src, enum bpf_reg_type prev)
7718 {
7719         return src != prev && (!reg_type_mismatch_ok(src) ||
7720                                !reg_type_mismatch_ok(prev));
7721 }
7722
7723 static int do_check(struct bpf_verifier_env *env)
7724 {
7725         struct bpf_verifier_state *state;
7726         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
7727         struct bpf_reg_state *regs;
7728         int insn_cnt = env->prog->len;
7729         bool do_print_state = false;
7730         int prev_insn_idx = -1;
7731
7732         env->prev_linfo = NULL;
7733
7734         state = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_state), GFP_KERNEL);
7735         if (!state)
7736                 return -ENOMEM;
7737         state->curframe = 0;
7738         state->speculative = false;
7739         state->branches = 1;
7740         state->frame[0] = kzalloc(sizeof(struct bpf_func_state), GFP_KERNEL);
7741         if (!state->frame[0]) {
7742                 kfree(state);
7743                 return -ENOMEM;
7744         }
7745         env->cur_state = state;
7746         init_func_state(env, state->frame[0],
7747                         BPF_MAIN_FUNC /* callsite */,
7748                         0 /* frameno */,
7749                         0 /* subprogno, zero == main subprog */);
7750
7751         if (btf_check_func_arg_match(env, 0))
7752                 return -EINVAL;
7753
7754         for (;;) {
7755                 struct bpf_insn *insn;
7756                 u8 class;
7757                 int err;
7758
7759                 env->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
7760                 if (env->insn_idx >= insn_cnt) {
7761                         verbose(env, "invalid insn idx %d insn_cnt %d\n",
7762                                 env->insn_idx, insn_cnt);
7763                         return -EFAULT;
7764                 }
7765
7766                 insn = &insns[env->insn_idx];
7767                 class = BPF_CLASS(insn->code);
7768
7769                 if (++env->insn_processed > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_INSNS) {
7770                         verbose(env,
7771                                 "BPF program is too large. Processed %d insn\n",
7772                                 env->insn_processed);
7773                         return -E2BIG;
7774                 }
7775
7776                 err = is_state_visited(env, env->insn_idx);
7777                 if (err < 0)
7778                         return err;
7779                 if (err == 1) {
7780                         /* found equivalent state, can prune the search */
7781                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
7782                                 if (do_print_state)
7783                                         verbose(env, "\nfrom %d to %d%s: safe\n",
7784                                                 env->prev_insn_idx, env->insn_idx,
7785                                                 env->cur_state->speculative ?
7786                                                 " (speculative execution)" : "");
7787                                 else
7788                                         verbose(env, "%d: safe\n", env->insn_idx);
7789                         }
7790                         goto process_bpf_exit;
7791                 }
7792
7793                 if (signal_pending(current))
7794                         return -EAGAIN;
7795
7796                 if (need_resched())
7797                         cond_resched();
7798
7799                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2 ||
7800                     (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL && do_print_state)) {
7801                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
7802                                 verbose(env, "%d:", env->insn_idx);
7803                         else
7804                                 verbose(env, "\nfrom %d to %d%s:",
7805                                         env->prev_insn_idx, env->insn_idx,
7806                                         env->cur_state->speculative ?
7807                                         " (speculative execution)" : "");
7808                         print_verifier_state(env, state->frame[state->curframe]);
7809                         do_print_state = false;
7810                 }
7811
7812                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
7813                         const struct bpf_insn_cbs cbs = {
7814                                 .cb_print       = verbose,
7815                                 .private_data   = env,
7816                         };
7817
7818                         verbose_linfo(env, env->insn_idx, "; ");
7819                         verbose(env, "%d: ", env->insn_idx);
7820                         print_bpf_insn(&cbs, insn, env->allow_ptr_leaks);
7821                 }
7822
7823                 if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
7824                         err = bpf_prog_offload_verify_insn(env, env->insn_idx,
7825                                                            env->prev_insn_idx);
7826                         if (err)
7827                                 return err;
7828                 }
7829
7830                 regs = cur_regs(env);
7831                 env->insn_aux_data[env->insn_idx].seen = true;
7832                 prev_insn_idx = env->insn_idx;
7833
7834                 if (class == BPF_ALU || class == BPF_ALU64) {
7835                         err = check_alu_op(env, insn);
7836                         if (err)
7837                                 return err;
7838
7839                 } else if (class == BPF_LDX) {
7840                         enum bpf_reg_type *prev_src_type, src_reg_type;
7841
7842                         /* check for reserved fields is already done */
7843
7844                         /* check src operand */
7845                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
7846                         if (err)
7847                                 return err;
7848
7849                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
7850                         if (err)
7851                                 return err;
7852
7853                         src_reg_type = regs[insn->src_reg].type;
7854
7855                         /* check that memory (src_reg + off) is readable,
7856                          * the state of dst_reg will be updated by this func
7857                          */
7858                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->src_reg,
7859                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
7860                                                BPF_READ, insn->dst_reg, false);
7861                         if (err)
7862                                 return err;
7863
7864                         prev_src_type = &env->insn_aux_data[env->insn_idx].ptr_type;
7865
7866                         if (*prev_src_type == NOT_INIT) {
7867                                 /* saw a valid insn
7868                                  * dst_reg = *(u32 *)(src_reg + off)
7869                                  * save type to validate intersecting paths
7870                                  */
7871                                 *prev_src_type = src_reg_type;
7872
7873                         } else if (reg_type_mismatch(src_reg_type, *prev_src_type)) {
7874                                 /* ABuser program is trying to use the same insn
7875                                  * dst_reg = *(u32*) (src_reg + off)
7876                                  * with different pointer types:
7877                                  * src_reg == ctx in one branch and
7878                                  * src_reg == stack|map in some other branch.
7879                                  * Reject it.
7880                                  */
7881                                 verbose(env, "same insn cannot be used with different pointers\n");
7882                                 return -EINVAL;
7883                         }
7884
7885                 } else if (class == BPF_STX) {
7886                         enum bpf_reg_type *prev_dst_type, dst_reg_type;
7887
7888                         if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_XADD) {
7889                                 err = check_xadd(env, env->insn_idx, insn);
7890                                 if (err)
7891                                         return err;
7892                                 env->insn_idx++;
7893                                 continue;
7894                         }
7895
7896                         /* check src1 operand */
7897                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
7898                         if (err)
7899                                 return err;
7900                         /* check src2 operand */
7901                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
7902                         if (err)
7903                                 return err;
7904
7905                         dst_reg_type = regs[insn->dst_reg].type;
7906
7907                         /* check that memory (dst_reg + off) is writeable */
7908                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->dst_reg,
7909                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
7910                                                BPF_WRITE, insn->src_reg, false);
7911                         if (err)
7912                                 return err;
7913
7914                         prev_dst_type = &env->insn_aux_data[env->insn_idx].ptr_type;
7915
7916                         if (*prev_dst_type == NOT_INIT) {
7917                                 *prev_dst_type = dst_reg_type;
7918                         } else if (reg_type_mismatch(dst_reg_type, *prev_dst_type)) {
7919                                 verbose(env, "same insn cannot be used with different pointers\n");
7920                                 return -EINVAL;
7921                         }
7922
7923                 } else if (class == BPF_ST) {
7924                         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM ||
7925                             insn->src_reg != BPF_REG_0) {
7926                                 verbose(env, "BPF_ST uses reserved fields\n");
7927                                 return -EINVAL;
7928                         }
7929                         /* check src operand */
7930                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
7931                         if (err)
7932                                 return err;
7933
7934                         if (is_ctx_reg(env, insn->dst_reg)) {
7935                                 verbose(env, "BPF_ST stores into R%d %s is not allowed\n",
7936                                         insn->dst_reg,
7937                                         reg_type_str[reg_state(env, insn->dst_reg)->type]);
7938                                 return -EACCES;
7939                         }
7940
7941                         /* check that memory (dst_reg + off) is writeable */
7942                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->dst_reg,
7943                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
7944                                                BPF_WRITE, -1, false);
7945                         if (err)
7946                                 return err;
7947
7948                 } else if (class == BPF_JMP || class == BPF_JMP32) {
7949                         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
7950
7951                         env->jmps_processed++;
7952                         if (opcode == BPF_CALL) {
7953                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
7954                                     insn->off != 0 ||
7955                                     (insn->src_reg != BPF_REG_0 &&
7956                                      insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL) ||
7957                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
7958                                     class == BPF_JMP32) {
7959                                         verbose(env, "BPF_CALL uses reserved fields\n");
7960                                         return -EINVAL;
7961                                 }
7962
7963                                 if (env->cur_state->active_spin_lock &&
7964                                     (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL ||
7965                                      insn->imm != BPF_FUNC_spin_unlock)) {
7966                                         verbose(env, "function calls are not allowed while holding a lock\n");
7967                                         return -EINVAL;
7968                                 }
7969                                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
7970                                         err = check_func_call(env, insn, &env->insn_idx);
7971                                 else
7972                                         err = check_helper_call(env, insn->imm, env->insn_idx);
7973                                 if (err)
7974                                         return err;
7975
7976                         } else if (opcode == BPF_JA) {
7977                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
7978                                     insn->imm != 0 ||
7979                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
7980                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
7981                                     class == BPF_JMP32) {
7982                                         verbose(env, "BPF_JA uses reserved fields\n");
7983                                         return -EINVAL;
7984                                 }
7985
7986                                 env->insn_idx += insn->off + 1;
7987                                 continue;
7988
7989                         } else if (opcode == BPF_EXIT) {
7990                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
7991                                     insn->imm != 0 ||
7992                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
7993                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
7994                                     class == BPF_JMP32) {
7995                                         verbose(env, "BPF_EXIT uses reserved fields\n");
7996                                         return -EINVAL;
7997                                 }
7998
7999                                 if (env->cur_state->active_spin_lock) {
8000                                         verbose(env, "bpf_spin_unlock is missing\n");
8001                                         return -EINVAL;
8002                                 }
8003
8004                                 if (state->curframe) {
8005                                         /* exit from nested function */
8006                                         err = prepare_func_exit(env, &env->insn_idx);
8007                                         if (err)
8008                                                 return err;
8009                                         do_print_state = true;
8010                                         continue;
8011                                 }
8012
8013                                 err = check_reference_leak(env);
8014                                 if (err)
8015                                         return err;
8016
8017                                 /* eBPF calling convetion is such that R0 is used
8018                                  * to return the value from eBPF program.
8019                                  * Make sure that it's readable at this time
8020                                  * of bpf_exit, which means that program wrote
8021                                  * something into it earlier
8022                                  */
8023                                 err = check_reg_arg(env, BPF_REG_0, SRC_OP);
8024                                 if (err)
8025                                         return err;
8026
8027                                 if (is_pointer_value(env, BPF_REG_0)) {
8028                                         verbose(env, "R0 leaks addr as return value\n");
8029                                         return -EACCES;
8030                                 }
8031
8032                                 err = check_return_code(env);
8033                                 if (err)
8034                                         return err;
8035 process_bpf_exit:
8036                                 update_branch_counts(env, env->cur_state);
8037                                 err = pop_stack(env, &prev_insn_idx,
8038                                                 &env->insn_idx);
8039                                 if (err < 0) {
8040                                         if (err != -ENOENT)
8041                                                 return err;
8042                                         break;
8043                                 } else {
8044                                         do_print_state = true;
8045                                         continue;
8046                                 }
8047                         } else {
8048                                 err = check_cond_jmp_op(env, insn, &env->insn_idx);
8049                                 if (err)
8050                                         return err;
8051                         }
8052                 } else if (class == BPF_LD) {
8053                         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
8054
8055                         if (mode == BPF_ABS || mode == BPF_IND) {
8056                                 err = check_ld_abs(env, insn);
8057                                 if (err)
8058                                         return err;
8059
8060                         } else if (mode == BPF_IMM) {
8061                                 err = check_ld_imm(env, insn);
8062                                 if (err)
8063                                         return err;
8064
8065                                 env->insn_idx++;
8066                                 env->insn_aux_data[env->insn_idx].seen = true;
8067                         } else {
8068                                 verbose(env, "invalid BPF_LD mode\n");
8069                                 return -EINVAL;
8070                         }
8071                 } else {
8072                         verbose(env, "unknown insn class %d\n", class);
8073                         return -EINVAL;
8074                 }
8075
8076                 env->insn_idx++;
8077         }
8078
8079         env->prog->aux->stack_depth = env->subprog_info[0].stack_depth;
8080         return 0;
8081 }
8082
8083 static int check_map_prealloc(struct bpf_map *map)
8084 {
8085         return (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_HASH &&
8086                 map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH &&
8087                 map->map_type != BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS) ||
8088                 !(map->map_flags & BPF_F_NO_PREALLOC);
8089 }
8090
8091 static bool is_tracing_prog_type(enum bpf_prog_type type)
8092 {
8093         switch (type) {
8094         case BPF_PROG_TYPE_KPROBE:
8095         case BPF_PROG_TYPE_TRACEPOINT:
8096         case BPF_PROG_TYPE_PERF_EVENT:
8097         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT:
8098                 return true;
8099         default:
8100                 return false;
8101         }
8102 }
8103
8104 static int check_map_prog_compatibility(struct bpf_verifier_env *env,
8105                                         struct bpf_map *map,
8106                                         struct bpf_prog *prog)
8107
8108 {
8109         /* Make sure that BPF_PROG_TYPE_PERF_EVENT programs only use
8110          * preallocated hash maps, since doing memory allocation
8111          * in overflow_handler can crash depending on where nmi got
8112          * triggered.
8113          */
8114         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_PERF_EVENT) {
8115                 if (!check_map_prealloc(map)) {
8116                         verbose(env, "perf_event programs can only use preallocated hash map\n");
8117                         return -EINVAL;
8118                 }
8119                 if (map->inner_map_meta &&
8120                     !check_map_prealloc(map->inner_map_meta)) {
8121                         verbose(env, "perf_event programs can only use preallocated inner hash map\n");
8122                         return -EINVAL;
8123                 }
8124         }
8125
8126         if ((is_tracing_prog_type(prog->type) ||
8127              prog->type == BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER) &&
8128             map_value_has_spin_lock(map)) {
8129                 verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
8130                 return -EINVAL;
8131         }
8132
8133         if ((bpf_prog_is_dev_bound(prog->aux) || bpf_map_is_dev_bound(map)) &&
8134             !bpf_offload_prog_map_match(prog, map)) {
8135                 verbose(env, "offload device mismatch between prog and map\n");
8136                 return -EINVAL;
8137         }
8138
8139         return 0;
8140 }
8141
8142 static bool bpf_map_is_cgroup_storage(struct bpf_map *map)
8143 {
8144         return (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE ||
8145                 map->map_type == BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE);
8146 }
8147
8148 /* look for pseudo eBPF instructions that access map FDs and
8149  * replace them with actual map pointers
8150  */
8151 static int replace_map_fd_with_map_ptr(struct bpf_verifier_env *env)
8152 {
8153         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
8154         int insn_cnt = env->prog->len;
8155         int i, j, err;
8156
8157         err = bpf_prog_calc_tag(env->prog);
8158         if (err)
8159                 return err;
8160
8161         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
8162                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LDX &&
8163                     (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM || insn->imm != 0)) {
8164                         verbose(env, "BPF_LDX uses reserved fields\n");
8165                         return -EINVAL;
8166                 }
8167
8168                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_STX &&
8169                     ((BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM &&
8170                       BPF_MODE(insn->code) != BPF_XADD) || insn->imm != 0)) {
8171                         verbose(env, "BPF_STX uses reserved fields\n");
8172                         return -EINVAL;
8173                 }
8174
8175                 if (insn[0].code == (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW)) {
8176                         struct bpf_insn_aux_data *aux;
8177                         struct bpf_map *map;
8178                         struct fd f;
8179                         u64 addr;
8180
8181                         if (i == insn_cnt - 1 || insn[1].code != 0 ||
8182                             insn[1].dst_reg != 0 || insn[1].src_reg != 0 ||
8183                             insn[1].off != 0) {
8184                                 verbose(env, "invalid bpf_ld_imm64 insn\n");
8185                                 return -EINVAL;
8186                         }
8187
8188                         if (insn[0].src_reg == 0)
8189                                 /* valid generic load 64-bit imm */
8190                                 goto next_insn;
8191
8192                         /* In final convert_pseudo_ld_imm64() step, this is
8193                          * converted into regular 64-bit imm load insn.
8194                          */
8195                         if ((insn[0].src_reg != BPF_PSEUDO_MAP_FD &&
8196                              insn[0].src_reg != BPF_PSEUDO_MAP_VALUE) ||
8197                             (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD &&
8198                              insn[1].imm != 0)) {
8199                                 verbose(env,
8200                                         "unrecognized bpf_ld_imm64 insn\n");
8201                                 return -EINVAL;
8202                         }
8203
8204                         f = fdget(insn[0].imm);
8205                         map = __bpf_map_get(f);
8206                         if (IS_ERR(map)) {
8207                                 verbose(env, "fd %d is not pointing to valid bpf_map\n",
8208                                         insn[0].imm);
8209                                 return PTR_ERR(map);
8210                         }
8211
8212                         err = check_map_prog_compatibility(env, map, env->prog);
8213                         if (err) {
8214                                 fdput(f);
8215                                 return err;
8216                         }
8217
8218                         aux = &env->insn_aux_data[i];
8219                         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD) {
8220                                 addr = (unsigned long)map;
8221                         } else {
8222                                 u32 off = insn[1].imm;
8223
8224                                 if (off >= BPF_MAX_VAR_OFF) {
8225                                         verbose(env, "direct value offset of %u is not allowed\n", off);
8226                                         fdput(f);
8227                                         return -EINVAL;
8228                                 }
8229
8230                                 if (!map->ops->map_direct_value_addr) {
8231                                         verbose(env, "no direct value access support for this map type\n");
8232                                         fdput(f);
8233                                         return -EINVAL;
8234                                 }
8235
8236                                 err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &addr, off);
8237                                 if (err) {
8238                                         verbose(env, "invalid access to map value pointer, value_size=%u off=%u\n",
8239                                                 map->value_size, off);
8240                                         fdput(f);
8241                                         return err;
8242                                 }
8243
8244                                 aux->map_off = off;
8245                                 addr += off;
8246                         }
8247
8248                         insn[0].imm = (u32)addr;
8249                         insn[1].imm = addr >> 32;
8250
8251                         /* check whether we recorded this map already */
8252                         for (j = 0; j < env->used_map_cnt; j++) {
8253                                 if (env->used_maps[j] == map) {
8254                                         aux->map_index = j;
8255                                         fdput(f);
8256                                         goto next_insn;
8257                                 }
8258                         }
8259
8260                         if (env->used_map_cnt >= MAX_USED_MAPS) {
8261                                 fdput(f);
8262                                 return -E2BIG;
8263                         }
8264
8265                         /* hold the map. If the program is rejected by verifier,
8266                          * the map will be released by release_maps() or it
8267                          * will be used by the valid program until it's unloaded
8268                          * and all maps are released in free_used_maps()
8269                          */
8270                         bpf_map_inc(map);
8271
8272                         aux->map_index = env->used_map_cnt;
8273                         env->used_maps[env->used_map_cnt++] = map;
8274
8275                         if (bpf_map_is_cgroup_storage(map) &&
8276                             bpf_cgroup_storage_assign(env->prog->aux, map)) {
8277                                 verbose(env, "only one cgroup storage of each type is allowed\n");
8278                                 fdput(f);
8279                                 return -EBUSY;
8280                         }
8281
8282                         fdput(f);
8283 next_insn:
8284                         insn++;
8285                         i++;
8286                         continue;
8287                 }
8288
8289                 /* Basic sanity check before we invest more work here. */
8290                 if (!bpf_opcode_in_insntable(insn->code)) {
8291                         verbose(env, "unknown opcode %02x\n", insn->code);
8292                         return -EINVAL;
8293                 }
8294         }
8295
8296         /* now all pseudo BPF_LD_IMM64 instructions load valid
8297          * 'struct bpf_map *' into a register instead of user map_fd.
8298          * These pointers will be used later by verifier to validate map access.
8299          */
8300         return 0;
8301 }
8302
8303 /* drop refcnt of maps used by the rejected program */
8304 static void release_maps(struct bpf_verifier_env *env)
8305 {
8306         __bpf_free_used_maps(env->prog->aux, env->used_maps,
8307                              env->used_map_cnt);
8308 }
8309
8310 /* convert pseudo BPF_LD_IMM64 into generic BPF_LD_IMM64 */
8311 static void convert_pseudo_ld_imm64(struct bpf_verifier_env *env)
8312 {
8313         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
8314         int insn_cnt = env->prog->len;
8315         int i;
8316
8317         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++)
8318                 if (insn->code == (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW))
8319                         insn->src_reg = 0;
8320 }
8321
8322 /* single env->prog->insni[off] instruction was replaced with the range
8323  * insni[off, off + cnt).  Adjust corresponding insn_aux_data by copying
8324  * [0, off) and [off, end) to new locations, so the patched range stays zero
8325  */
8326 static int adjust_insn_aux_data(struct bpf_verifier_env *env,
8327                                 struct bpf_prog *new_prog, u32 off, u32 cnt)
8328 {
8329         struct bpf_insn_aux_data *new_data, *old_data = env->insn_aux_data;
8330         struct bpf_insn *insn = new_prog->insnsi;
8331         u32 prog_len;
8332         int i;
8333
8334         /* aux info at OFF always needs adjustment, no matter fast path
8335          * (cnt == 1) is taken or not. There is no guarantee INSN at OFF is the
8336          * original insn at old prog.
8337          */
8338         old_data[off].zext_dst = insn_has_def32(env, insn + off + cnt - 1);
8339
8340         if (cnt == 1)
8341                 return 0;
8342         prog_len = new_prog->len;
8343         new_data = vzalloc(array_size(prog_len,
8344                                       sizeof(struct bpf_insn_aux_data)));
8345         if (!new_data)
8346                 return -ENOMEM;
8347         memcpy(new_data, old_data, sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * off);
8348         memcpy(new_data + off + cnt - 1, old_data + off,
8349                sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * (prog_len - off - cnt + 1));
8350         for (i = off; i < off + cnt - 1; i++) {
8351                 new_data[i].seen = true;
8352                 new_data[i].zext_dst = insn_has_def32(env, insn + i);
8353         }
8354         env->insn_aux_data = new_data;
8355         vfree(old_data);
8356         return 0;
8357 }
8358
8359 static void adjust_subprog_starts(struct bpf_verifier_env *env, u32 off, u32 len)
8360 {
8361         int i;
8362
8363         if (len == 1)
8364                 return;
8365         /* NOTE: fake 'exit' subprog should be updated as well. */
8366         for (i = 0; i <= env->subprog_cnt; i++) {
8367                 if (env->subprog_info[i].start <= off)
8368                         continue;
8369                 env->subprog_info[i].start += len - 1;
8370         }
8371 }
8372
8373 static struct bpf_prog *bpf_patch_insn_data(struct bpf_verifier_env *env, u32 off,
8374                                             const struct bpf_insn *patch, u32 len)
8375 {
8376         struct bpf_prog *new_prog;
8377
8378         new_prog = bpf_patch_insn_single(env->prog, off, patch, len);
8379         if (IS_ERR(new_prog)) {
8380                 if (PTR_ERR(new_prog) == -ERANGE)
8381                         verbose(env,
8382                                 "insn %d cannot be patched due to 16-bit range\n",
8383                                 env->insn_aux_data[off].orig_idx);
8384                 return NULL;
8385         }
8386         if (adjust_insn_aux_data(env, new_prog, off, len))
8387                 return NULL;
8388         adjust_subprog_starts(env, off, len);
8389         return new_prog;
8390 }
8391
8392 static int adjust_subprog_starts_after_remove(struct bpf_verifier_env *env,
8393                                               u32 off, u32 cnt)
8394 {
8395         int i, j;
8396
8397         /* find first prog starting at or after off (first to remove) */
8398         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
8399                 if (env->subprog_info[i].start >= off)
8400                         break;
8401         /* find first prog starting at or after off + cnt (first to stay) */
8402         for (j = i; j < env->subprog_cnt; j++)
8403                 if (env->subprog_info[j].start >= off + cnt)
8404                         break;
8405         /* if j doesn't start exactly at off + cnt, we are just removing
8406          * the front of previous prog
8407          */
8408         if (env->subprog_info[j].start != off + cnt)
8409                 j--;
8410
8411         if (j > i) {
8412                 struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
8413                 int move;
8414
8415                 /* move fake 'exit' subprog as well */
8416                 move = env->subprog_cnt + 1 - j;
8417
8418                 memmove(env->subprog_info + i,
8419                         env->subprog_info + j,
8420                         sizeof(*env->subprog_info) * move);
8421                 env->subprog_cnt -= j - i;
8422
8423                 /* remove func_info */
8424                 if (aux->func_info) {
8425                         move = aux->func_info_cnt - j;
8426
8427                         memmove(aux->func_info + i,
8428                                 aux->func_info + j,
8429                                 sizeof(*aux->func_info) * move);
8430                         aux->func_info_cnt -= j - i;
8431                         /* func_info->insn_off is set after all code rewrites,
8432                          * in adjust_btf_func() - no need to adjust
8433                          */
8434                 }
8435         } else {
8436                 /* convert i from "first prog to remove" to "first to adjust" */
8437                 if (env->subprog_info[i].start == off)
8438                         i++;
8439         }
8440
8441         /* update fake 'exit' subprog as well */
8442         for (; i <= env->subprog_cnt; i++)
8443                 env->subprog_info[i].start -= cnt;
8444
8445         return 0;
8446 }
8447
8448 static int bpf_adj_linfo_after_remove(struct bpf_verifier_env *env, u32 off,
8449                                       u32 cnt)
8450 {
8451         struct bpf_prog *prog = env->prog;
8452         u32 i, l_off, l_cnt, nr_linfo;
8453         struct bpf_line_info *linfo;
8454
8455         nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
8456         if (!nr_linfo)
8457                 return 0;
8458
8459         linfo = prog->aux->linfo;
8460
8461         /* find first line info to remove, count lines to be removed */
8462         for (i = 0; i < nr_linfo; i++)
8463                 if (linfo[i].insn_off >= off)
8464                         break;
8465
8466         l_off = i;
8467         l_cnt = 0;
8468         for (; i < nr_linfo; i++)
8469                 if (linfo[i].insn_off < off + cnt)
8470                         l_cnt++;
8471                 else
8472                         break;
8473
8474         /* First live insn doesn't match first live linfo, it needs to "inherit"
8475          * last removed linfo.  prog is already modified, so prog->len == off
8476          * means no live instructions after (tail of the program was removed).
8477          */
8478         if (prog->len != off && l_cnt &&
8479             (i == nr_linfo || linfo[i].insn_off != off + cnt)) {
8480                 l_cnt--;
8481                 linfo[--i].insn_off = off + cnt;
8482         }
8483
8484         /* remove the line info which refer to the removed instructions */
8485         if (l_cnt) {
8486                 memmove(linfo + l_off, linfo + i,
8487                         sizeof(*linfo) * (nr_linfo - i));
8488
8489                 prog->aux->nr_linfo -= l_cnt;
8490                 nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
8491         }
8492
8493         /* pull all linfo[i].insn_off >= off + cnt in by cnt */
8494         for (i = l_off; i < nr_linfo; i++)
8495                 linfo[i].insn_off -= cnt;
8496
8497         /* fix up all subprogs (incl. 'exit') which start >= off */
8498         for (i = 0; i <= env->subprog_cnt; i++)
8499                 if (env->subprog_info[i].linfo_idx > l_off) {
8500                         /* program may have started in the removed region but
8501                          * may not be fully removed
8502                          */
8503                         if (env->subprog_info[i].linfo_idx >= l_off + l_cnt)
8504                                 env->subprog_info[i].linfo_idx -= l_cnt;
8505                         else
8506                                 env->subprog_info[i].linfo_idx = l_off;
8507                 }
8508
8509         return 0;
8510 }
8511
8512 static int verifier_remove_insns(struct bpf_verifier_env *env, u32 off, u32 cnt)
8513 {
8514         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
8515         unsigned int orig_prog_len = env->prog->len;
8516         int err;
8517
8518         if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux))
8519                 bpf_prog_offload_remove_insns(env, off, cnt);
8520
8521         err = bpf_remove_insns(env->prog, off, cnt);
8522         if (err)
8523                 return err;
8524
8525         err = adjust_subprog_starts_after_remove(env, off, cnt);
8526         if (err)
8527                 return err;
8528
8529         err = bpf_adj_linfo_after_remove(env, off, cnt);
8530         if (err)
8531                 return err;
8532
8533         memmove(aux_data + off, aux_data + off + cnt,
8534                 sizeof(*aux_data) * (orig_prog_len - off - cnt));
8535
8536         return 0;
8537 }
8538
8539 /* The verifier does more data flow analysis than llvm and will not
8540  * explore branches that are dead at run time. Malicious programs can
8541  * have dead code too. Therefore replace all dead at-run-time code
8542  * with 'ja -1'.
8543  *
8544  * Just nops are not optimal, e.g. if they would sit at the end of the
8545  * program and through another bug we would manage to jump there, then
8546  * we'd execute beyond program memory otherwise. Returning exception
8547  * code also wouldn't work since we can have subprogs where the dead
8548  * code could be located.
8549  */
8550 static void sanitize_dead_code(struct bpf_verifier_env *env)
8551 {
8552         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
8553         struct bpf_insn trap = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, -1);
8554         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
8555         const int insn_cnt = env->prog->len;
8556         int i;
8557
8558         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
8559                 if (aux_data[i].seen)
8560                         continue;
8561                 memcpy(insn + i, &trap, sizeof(trap));
8562         }
8563 }
8564
8565 static bool insn_is_cond_jump(u8 code)
8566 {
8567         u8 op;
8568
8569         if (BPF_CLASS(code) == BPF_JMP32)
8570                 return true;
8571
8572         if (BPF_CLASS(code) != BPF_JMP)
8573                 return false;
8574
8575         op = BPF_OP(code);
8576         return op != BPF_JA && op != BPF_EXIT && op != BPF_CALL;
8577 }
8578
8579 static void opt_hard_wire_dead_code_branches(struct bpf_verifier_env *env)
8580 {
8581         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
8582         struct bpf_insn ja = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 0);
8583         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
8584         const int insn_cnt = env->prog->len;
8585         int i;
8586
8587         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
8588                 if (!insn_is_cond_jump(insn->code))
8589                         continue;
8590
8591                 if (!aux_data[i + 1].seen)
8592                         ja.off = insn->off;
8593                 else if (!aux_data[i + 1 + insn->off].seen)
8594                         ja.off = 0;
8595                 else
8596                         continue;
8597
8598                 if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux))
8599                         bpf_prog_offload_replace_insn(env, i, &ja);
8600
8601                 memcpy(insn, &ja, sizeof(ja));
8602         }
8603 }
8604
8605 static int opt_remove_dead_code(struct bpf_verifier_env *env)
8606 {
8607         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
8608         int insn_cnt = env->prog->len;
8609         int i, err;
8610
8611         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
8612                 int j;
8613
8614                 j = 0;
8615                 while (i + j < insn_cnt && !aux_data[i + j].seen)
8616                         j++;
8617                 if (!j)
8618                         continue;
8619
8620                 err = verifier_remove_insns(env, i, j);
8621                 if (err)
8622                         return err;
8623                 insn_cnt = env->prog->len;
8624         }
8625
8626         return 0;
8627 }
8628
8629 static int opt_remove_nops(struct bpf_verifier_env *env)
8630 {
8631         const struct bpf_insn ja = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 0);
8632         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
8633         int insn_cnt = env->prog->len;
8634         int i, err;
8635
8636         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
8637                 if (memcmp(&insn[i], &ja, sizeof(ja)))
8638                         continue;
8639
8640                 err = verifier_remove_insns(env, i, 1);
8641                 if (err)
8642                         return err;
8643                 insn_cnt--;
8644                 i--;
8645         }
8646
8647         return 0;
8648 }
8649
8650 static int opt_subreg_zext_lo32_rnd_hi32(struct bpf_verifier_env *env,
8651                                          const union bpf_attr *attr)
8652 {
8653         struct bpf_insn *patch, zext_patch[2], rnd_hi32_patch[4];
8654         struct bpf_insn_aux_data *aux = env->insn_aux_data;
8655         int i, patch_len, delta = 0, len = env->prog->len;
8656         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
8657         struct bpf_prog *new_prog;
8658         bool rnd_hi32;
8659
8660         rnd_hi32 = attr->prog_flags & BPF_F_TEST_RND_HI32;
8661         zext_patch[1] = BPF_ZEXT_REG(0);
8662         rnd_hi32_patch[1] = BPF_ALU64_IMM(BPF_MOV, BPF_REG_AX, 0);
8663         rnd_hi32_patch[2] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_AX, 32);
8664         rnd_hi32_patch[3] = BPF_ALU64_REG(BPF_OR, 0, BPF_REG_AX);
8665         for (i = 0; i < len; i++) {
8666                 int adj_idx = i + delta;
8667                 struct bpf_insn insn;
8668
8669                 insn = insns[adj_idx];
8670                 if (!aux[adj_idx].zext_dst) {
8671                         u8 code, class;
8672                         u32 imm_rnd;
8673
8674                         if (!rnd_hi32)
8675                                 continue;
8676
8677                         code = insn.code;
8678                         class = BPF_CLASS(code);
8679                         if (insn_no_def(&insn))
8680                                 continue;
8681
8682                         /* NOTE: arg "reg" (the fourth one) is only used for
8683                          *       BPF_STX which has been ruled out in above
8684                          *       check, it is safe to pass NULL here.
8685                          */
8686                         if (is_reg64(env, &insn, insn.dst_reg, NULL, DST_OP)) {
8687                                 if (class == BPF_LD &&
8688                                     BPF_MODE(code) == BPF_IMM)
8689                                         i++;
8690                                 continue;
8691                         }
8692
8693                         /* ctx load could be transformed into wider load. */
8694                         if (class == BPF_LDX &&
8695                             aux[adj_idx].ptr_type == PTR_TO_CTX)
8696                                 continue;
8697
8698                         imm_rnd = get_random_int();
8699                         rnd_hi32_patch[0] = insn;
8700                         rnd_hi32_patch[1].imm = imm_rnd;
8701                         rnd_hi32_patch[3].dst_reg = insn.dst_reg;
8702                         patch = rnd_hi32_patch;
8703                         patch_len = 4;
8704                         goto apply_patch_buffer;
8705                 }
8706
8707                 if (!bpf_jit_needs_zext())
8708                         continue;
8709
8710                 zext_patch[0] = insn;
8711                 zext_patch[1].dst_reg = insn.dst_reg;
8712                 zext_patch[1].src_reg = insn.dst_reg;
8713                 patch = zext_patch;
8714                 patch_len = 2;
8715 apply_patch_buffer:
8716                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, adj_idx, patch, patch_len);
8717                 if (!new_prog)
8718                         return -ENOMEM;
8719                 env->prog = new_prog;
8720                 insns = new_prog->insnsi;
8721                 aux = env->insn_aux_data;
8722                 delta += patch_len - 1;
8723         }
8724
8725         return 0;
8726 }
8727
8728 /* convert load instructions that access fields of a context type into a
8729  * sequence of instructions that access fields of the underlying structure:
8730  *     struct __sk_buff    -> struct sk_buff
8731  *     struct bpf_sock_ops -> struct sock
8732  */
8733 static int convert_ctx_accesses(struct bpf_verifier_env *env)
8734 {
8735         const struct bpf_verifier_ops *ops = env->ops;
8736         int i, cnt, size, ctx_field_size, delta = 0;
8737         const int insn_cnt = env->prog->len;
8738         struct bpf_insn insn_buf[16], *insn;
8739         u32 target_size, size_default, off;
8740         struct bpf_prog *new_prog;
8741         enum bpf_access_type type;
8742         bool is_narrower_load;
8743
8744         if (ops->gen_prologue || env->seen_direct_write) {
8745                 if (!ops->gen_prologue) {
8746                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
8747                         return -EINVAL;
8748                 }
8749                 cnt = ops->gen_prologue(insn_buf, env->seen_direct_write,
8750                                         env->prog);
8751                 if (cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
8752                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
8753                         return -EINVAL;
8754                 } else if (cnt) {
8755                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, 0, insn_buf, cnt);
8756                         if (!new_prog)
8757                                 return -ENOMEM;
8758
8759                         env->prog = new_prog;
8760                         delta += cnt - 1;
8761                 }
8762         }
8763
8764         if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux))
8765                 return 0;
8766
8767         insn = env->prog->insnsi + delta;
8768
8769         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
8770                 bpf_convert_ctx_access_t convert_ctx_access;
8771
8772                 if (insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_B) ||
8773                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_H) ||
8774                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_W) ||
8775                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_DW))
8776                         type = BPF_READ;
8777                 else if (insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_B) ||
8778                          insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_H) ||
8779                          insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_W) ||
8780                          insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_DW))
8781                         type = BPF_WRITE;
8782                 else
8783                         continue;
8784
8785                 if (type == BPF_WRITE &&
8786                     env->insn_aux_data[i + delta].sanitize_stack_off) {
8787                         struct bpf_insn patch[] = {
8788                                 /* Sanitize suspicious stack slot with zero.
8789                                  * There are no memory dependencies for this store,
8790                                  * since it's only using frame pointer and immediate
8791                                  * constant of zero
8792                                  */
8793                                 BPF_ST_MEM(BPF_DW, BPF_REG_FP,
8794                                            env->insn_aux_data[i + delta].sanitize_stack_off,
8795                                            0),
8796                                 /* the original STX instruction will immediately
8797                                  * overwrite the same stack slot with appropriate value
8798                                  */
8799                                 *insn,
8800                         };
8801
8802                         cnt = ARRAY_SIZE(patch);
8803                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, patch, cnt);
8804                         if (!new_prog)
8805                                 return -ENOMEM;
8806
8807                         delta    += cnt - 1;
8808                         env->prog = new_prog;
8809                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
8810                         continue;
8811                 }
8812
8813                 switch (env->insn_aux_data[i + delta].ptr_type) {
8814                 case PTR_TO_CTX:
8815                         if (!ops->convert_ctx_access)
8816                                 continue;
8817                         convert_ctx_access = ops->convert_ctx_access;
8818                         break;
8819                 case PTR_TO_SOCKET:
8820                 case PTR_TO_SOCK_COMMON:
8821                         convert_ctx_access = bpf_sock_convert_ctx_access;
8822                         break;
8823                 case PTR_TO_TCP_SOCK:
8824                         convert_ctx_access = bpf_tcp_sock_convert_ctx_access;
8825                         break;
8826                 case PTR_TO_XDP_SOCK:
8827                         convert_ctx_access = bpf_xdp_sock_convert_ctx_access;
8828                         break;
8829                 case PTR_TO_BTF_ID:
8830                         if (type == BPF_WRITE) {
8831                                 verbose(env, "Writes through BTF pointers are not allowed\n");
8832                                 return -EINVAL;
8833                         }
8834                         insn->code = BPF_LDX | BPF_PROBE_MEM | BPF_SIZE((insn)->code);
8835                         env->prog->aux->num_exentries++;
8836                         continue;
8837                 default:
8838                         continue;
8839                 }
8840
8841                 ctx_field_size = env->insn_aux_data[i + delta].ctx_field_size;
8842                 size = BPF_LDST_BYTES(insn);
8843
8844                 /* If the read access is a narrower load of the field,
8845                  * convert to a 4/8-byte load, to minimum program type specific
8846                  * convert_ctx_access changes. If conversion is successful,
8847                  * we will apply proper mask to the result.
8848                  */
8849                 is_narrower_load = size < ctx_field_size;
8850                 size_default = bpf_ctx_off_adjust_machine(ctx_field_size);
8851                 off = insn->off;
8852                 if (is_narrower_load) {
8853                         u8 size_code;
8854
8855                         if (type == BPF_WRITE) {
8856                                 verbose(env, "bpf verifier narrow ctx access misconfigured\n");
8857                                 return -EINVAL;
8858                         }
8859
8860                         size_code = BPF_H;
8861                         if (ctx_field_size == 4)
8862                                 size_code = BPF_W;
8863                         else if (ctx_field_size == 8)
8864                                 size_code = BPF_DW;
8865
8866                         insn->off = off & ~(size_default - 1);
8867                         insn->code = BPF_LDX | BPF_MEM | size_code;
8868                 }
8869
8870                 target_size = 0;
8871                 cnt = convert_ctx_access(type, insn, insn_buf, env->prog,
8872                                          &target_size);
8873                 if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf) ||
8874                     (ctx_field_size && !target_size)) {
8875                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
8876                         return -EINVAL;
8877                 }
8878
8879                 if (is_narrower_load && size < target_size) {
8880                         u8 shift = bpf_ctx_narrow_access_offset(
8881                                 off, size, size_default) * 8;
8882                         if (ctx_field_size <= 4) {
8883                                 if (shift)
8884                                         insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_RSH,
8885                                                                         insn->dst_reg,
8886                                                                         shift);
8887                                 insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, insn->dst_reg,
8888                                                                 (1 << size * 8) - 1);
8889                         } else {
8890                                 if (shift)
8891                                         insn_buf[cnt++] = BPF_ALU64_IMM(BPF_RSH,
8892                                                                         insn->dst_reg,
8893                                                                         shift);
8894                                 insn_buf[cnt++] = BPF_ALU64_IMM(BPF_AND, insn->dst_reg,
8895                                                                 (1ULL << size * 8) - 1);
8896                         }
8897                 }
8898
8899                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
8900                 if (!new_prog)
8901                         return -ENOMEM;
8902
8903                 delta += cnt - 1;
8904
8905                 /* keep walking new program and skip insns we just inserted */
8906                 env->prog = new_prog;
8907                 insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
8908         }
8909
8910         return 0;
8911 }
8912
8913 static int jit_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
8914 {
8915         struct bpf_prog *prog = env->prog, **func, *tmp;
8916         int i, j, subprog_start, subprog_end = 0, len, subprog;
8917         struct bpf_insn *insn;
8918         void *old_bpf_func;
8919         int err;
8920
8921         if (env->subprog_cnt <= 1)
8922                 return 0;
8923
8924         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
8925                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL) ||
8926                     insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
8927                         continue;
8928                 /* Upon error here we cannot fall back to interpreter but
8929                  * need a hard reject of the program. Thus -EFAULT is
8930                  * propagated in any case.
8931                  */
8932                 subprog = find_subprog(env, i + insn->imm + 1);
8933                 if (subprog < 0) {
8934                         WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
8935                                   i + insn->imm + 1);
8936                         return -EFAULT;
8937                 }
8938                 /* temporarily remember subprog id inside insn instead of
8939                  * aux_data, since next loop will split up all insns into funcs
8940                  */
8941                 insn->off = subprog;
8942                 /* remember original imm in case JIT fails and fallback
8943                  * to interpreter will be needed
8944                  */
8945                 env->insn_aux_data[i].call_imm = insn->imm;
8946                 /* point imm to __bpf_call_base+1 from JITs point of view */
8947                 insn->imm = 1;
8948         }
8949
8950         err = bpf_prog_alloc_jited_linfo(prog);
8951         if (err)
8952                 goto out_undo_insn;
8953
8954         err = -ENOMEM;
8955         func = kcalloc(env->subprog_cnt, sizeof(prog), GFP_KERNEL);
8956         if (!func)
8957                 goto out_undo_insn;
8958
8959         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
8960                 subprog_start = subprog_end;
8961                 subprog_end = env->subprog_info[i + 1].start;
8962
8963                 len = subprog_end - subprog_start;
8964                 /* BPF_PROG_RUN doesn't call subprogs directly,
8965                  * hence main prog stats include the runtime of subprogs.
8966                  * subprogs don't have IDs and not reachable via prog_get_next_id
8967                  * func[i]->aux->stats will never be accessed and stays NULL
8968                  */
8969                 func[i] = bpf_prog_alloc_no_stats(bpf_prog_size(len), GFP_USER);
8970                 if (!func[i])
8971                         goto out_free;
8972                 memcpy(func[i]->insnsi, &prog->insnsi[subprog_start],
8973                        len * sizeof(struct bpf_insn));
8974                 func[i]->type = prog->type;
8975                 func[i]->len = len;
8976                 if (bpf_prog_calc_tag(func[i]))
8977                         goto out_free;
8978                 func[i]->is_func = 1;
8979                 func[i]->aux->func_idx = i;
8980                 /* the btf and func_info will be freed only at prog->aux */
8981                 func[i]->aux->btf = prog->aux->btf;
8982                 func[i]->aux->func_info = prog->aux->func_info;
8983
8984                 /* Use bpf_prog_F_tag to indicate functions in stack traces.
8985                  * Long term would need debug info to populate names
8986                  */
8987                 func[i]->aux->name[0] = 'F';
8988                 func[i]->aux->stack_depth = env->subprog_info[i].stack_depth;
8989                 func[i]->jit_requested = 1;
8990                 func[i]->aux->linfo = prog->aux->linfo;
8991                 func[i]->aux->nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
8992                 func[i]->aux->jited_linfo = prog->aux->jited_linfo;
8993                 func[i]->aux->linfo_idx = env->subprog_info[i].linfo_idx;
8994                 func[i] = bpf_int_jit_compile(func[i]);
8995                 if (!func[i]->jited) {
8996                         err = -ENOTSUPP;
8997                         goto out_free;
8998                 }
8999                 cond_resched();
9000         }
9001         /* at this point all bpf functions were successfully JITed
9002          * now populate all bpf_calls with correct addresses and
9003          * run last pass of JIT
9004          */
9005         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
9006                 insn = func[i]->insnsi;
9007                 for (j = 0; j < func[i]->len; j++, insn++) {
9008                         if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL) ||
9009                             insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
9010                                 continue;
9011                         subprog = insn->off;
9012                         insn->imm = BPF_CAST_CALL(func[subprog]->bpf_func) -
9013                                     __bpf_call_base;
9014                 }
9015
9016                 /* we use the aux data to keep a list of the start addresses
9017                  * of the JITed images for each function in the program
9018                  *
9019                  * for some architectures, such as powerpc64, the imm field
9020                  * might not be large enough to hold the offset of the start
9021                  * address of the callee's JITed image from __bpf_call_base
9022                  *
9023                  * in such cases, we can lookup the start address of a callee
9024                  * by using its subprog id, available from the off field of
9025                  * the call instruction, as an index for this list
9026                  */
9027                 func[i]->aux->func = func;
9028                 func[i]->aux->func_cnt = env->subprog_cnt;
9029         }
9030         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
9031                 old_bpf_func = func[i]->bpf_func;
9032                 tmp = bpf_int_jit_compile(func[i]);
9033                 if (tmp != func[i] || func[i]->bpf_func != old_bpf_func) {
9034                         verbose(env, "JIT doesn't support bpf-to-bpf calls\n");
9035                         err = -ENOTSUPP;
9036                         goto out_free;
9037                 }
9038                 cond_resched();
9039         }
9040
9041         /* finally lock prog and jit images for all functions and
9042          * populate kallsysm
9043          */
9044         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
9045                 bpf_prog_lock_ro(func[i]);
9046                 bpf_prog_kallsyms_add(func[i]);
9047         }
9048
9049         /* Last step: make now unused interpreter insns from main
9050          * prog consistent for later dump requests, so they can
9051          * later look the same as if they were interpreted only.
9052          */
9053         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
9054                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL) ||
9055                     insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
9056                         continue;
9057                 insn->off = env->insn_aux_data[i].call_imm;
9058                 subprog = find_subprog(env, i + insn->off + 1);
9059                 insn->imm = subprog;
9060         }
9061
9062         prog->jited = 1;
9063         prog->bpf_func = func[0]->bpf_func;
9064         prog->aux->func = func;
9065         prog->aux->func_cnt = env->subprog_cnt;
9066         bpf_prog_free_unused_jited_linfo(prog);
9067         return 0;
9068 out_free:
9069         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
9070                 if (func[i])
9071                         bpf_jit_free(func[i]);
9072         kfree(func);
9073 out_undo_insn:
9074         /* cleanup main prog to be interpreted */
9075         prog->jit_requested = 0;
9076         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
9077                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL) ||
9078                     insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
9079                         continue;
9080                 insn->off = 0;
9081                 insn->imm = env->insn_aux_data[i].call_imm;
9082         }
9083         bpf_prog_free_jited_linfo(prog);
9084         return err;
9085 }
9086
9087 static int fixup_call_args(struct bpf_verifier_env *env)
9088 {
9089 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
9090         struct bpf_prog *prog = env->prog;
9091         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
9092         int i, depth;
9093 #endif
9094         int err = 0;
9095
9096         if (env->prog->jit_requested &&
9097             !bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
9098                 err = jit_subprogs(env);
9099                 if (err == 0)
9100                         return 0;
9101                 if (err == -EFAULT)
9102                         return err;
9103         }
9104 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
9105         for (i = 0; i < prog->len; i++, insn++) {
9106                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL) ||
9107                     insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
9108                         continue;
9109                 depth = get_callee_stack_depth(env, insn, i);
9110                 if (depth < 0)
9111                         return depth;
9112                 bpf_patch_call_args(insn, depth);
9113         }
9114         err = 0;
9115 #endif
9116         return err;
9117 }
9118
9119 /* fixup insn->imm field of bpf_call instructions
9120  * and inline eligible helpers as explicit sequence of BPF instructions
9121  *
9122  * this function is called after eBPF program passed verification
9123  */
9124 static int fixup_bpf_calls(struct bpf_verifier_env *env)
9125 {
9126         struct bpf_prog *prog = env->prog;
9127         bool expect_blinding = bpf_jit_blinding_enabled(prog);
9128         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
9129         const struct bpf_func_proto *fn;
9130         const int insn_cnt = prog->len;
9131         const struct bpf_map_ops *ops;
9132         struct bpf_insn_aux_data *aux;
9133         struct bpf_insn insn_buf[16];
9134         struct bpf_prog *new_prog;
9135         struct bpf_map *map_ptr;
9136         int i, ret, cnt, delta = 0;
9137
9138         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
9139                 if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_MOD | BPF_X) ||
9140                     insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_X) ||
9141                     insn->code == (BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_X) ||
9142                     insn->code == (BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_X)) {
9143                         bool is64 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64;
9144                         struct bpf_insn mask_and_div[] = {
9145                                 BPF_MOV32_REG(insn->src_reg, insn->src_reg),
9146                                 /* Rx div 0 -> 0 */
9147                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JNE, insn->src_reg, 0, 2),
9148                                 BPF_ALU32_REG(BPF_XOR, insn->dst_reg, insn->dst_reg),
9149                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1),
9150                                 *insn,
9151                         };
9152                         struct bpf_insn mask_and_mod[] = {
9153                                 BPF_MOV32_REG(insn->src_reg, insn->src_reg),
9154                                 /* Rx mod 0 -> Rx */
9155                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JEQ, insn->src_reg, 0, 1),
9156                                 *insn,
9157                         };
9158                         struct bpf_insn *patchlet;
9159
9160                         if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_X) ||
9161                             insn->code == (BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_X)) {
9162                                 patchlet = mask_and_div + (is64 ? 1 : 0);
9163                                 cnt = ARRAY_SIZE(mask_and_div) - (is64 ? 1 : 0);
9164                         } else {
9165                                 patchlet = mask_and_mod + (is64 ? 1 : 0);
9166                                 cnt = ARRAY_SIZE(mask_and_mod) - (is64 ? 1 : 0);
9167                         }
9168
9169                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, patchlet, cnt);
9170                         if (!new_prog)
9171                                 return -ENOMEM;
9172
9173                         delta    += cnt - 1;
9174                         env->prog = prog = new_prog;
9175                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
9176                         continue;
9177                 }
9178
9179                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LD &&
9180                     (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ABS ||
9181                      BPF_MODE(insn->code) == BPF_IND)) {
9182                         cnt = env->ops->gen_ld_abs(insn, insn_buf);
9183                         if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
9184                                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
9185                                 return -EINVAL;
9186                         }
9187
9188                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
9189                         if (!new_prog)
9190                                 return -ENOMEM;
9191
9192                         delta    += cnt - 1;
9193                         env->prog = prog = new_prog;
9194                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
9195                         continue;
9196                 }
9197
9198                 if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X) ||
9199                     insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X)) {
9200                         const u8 code_add = BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X;
9201                         const u8 code_sub = BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X;
9202                         struct bpf_insn insn_buf[16];
9203                         struct bpf_insn *patch = &insn_buf[0];
9204                         bool issrc, isneg;
9205                         u32 off_reg;
9206
9207                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
9208                         if (!aux->alu_state ||
9209                             aux->alu_state == BPF_ALU_NON_POINTER)
9210                                 continue;
9211
9212                         isneg = aux->alu_state & BPF_ALU_NEG_VALUE;
9213                         issrc = (aux->alu_state & BPF_ALU_SANITIZE) ==
9214                                 BPF_ALU_SANITIZE_SRC;
9215
9216                         off_reg = issrc ? insn->src_reg : insn->dst_reg;
9217                         if (isneg)
9218                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MUL, off_reg, -1);
9219                         *patch++ = BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_AX, aux->alu_limit - 1);
9220                         *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_SUB, BPF_REG_AX, off_reg);
9221                         *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_OR, BPF_REG_AX, off_reg);
9222                         *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_NEG, BPF_REG_AX, 0);
9223                         *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_ARSH, BPF_REG_AX, 63);
9224                         if (issrc) {
9225                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_AND, BPF_REG_AX,
9226                                                          off_reg);
9227                                 insn->src_reg = BPF_REG_AX;
9228                         } else {
9229                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_AND, off_reg,
9230                                                          BPF_REG_AX);
9231                         }
9232                         if (isneg)
9233                                 insn->code = insn->code == code_add ?
9234                                              code_sub : code_add;
9235                         *patch++ = *insn;
9236                         if (issrc && isneg)
9237                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MUL, off_reg, -1);
9238                         cnt = patch - insn_buf;
9239
9240                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
9241                         if (!new_prog)
9242                                 return -ENOMEM;
9243
9244                         delta    += cnt - 1;
9245                         env->prog = prog = new_prog;
9246                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
9247                         continue;
9248                 }
9249
9250                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL))
9251                         continue;
9252                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
9253                         continue;
9254
9255                 if (insn->imm == BPF_FUNC_get_route_realm)
9256                         prog->dst_needed = 1;
9257                 if (insn->imm == BPF_FUNC_get_prandom_u32)
9258                         bpf_user_rnd_init_once();
9259                 if (insn->imm == BPF_FUNC_override_return)
9260                         prog->kprobe_override = 1;
9261                 if (insn->imm == BPF_FUNC_tail_call) {
9262                         /* If we tail call into other programs, we
9263                          * cannot make any assumptions since they can
9264                          * be replaced dynamically during runtime in
9265                          * the program array.
9266                          */
9267                         prog->cb_access = 1;
9268                         env->prog->aux->stack_depth = MAX_BPF_STACK;
9269                         env->prog->aux->max_pkt_offset = MAX_PACKET_OFF;
9270
9271                         /* mark bpf_tail_call as different opcode to avoid
9272                          * conditional branch in the interpeter for every normal
9273                          * call and to prevent accidental JITing by JIT compiler
9274                          * that doesn't support bpf_tail_call yet
9275                          */
9276                         insn->imm = 0;
9277                         insn->code = BPF_JMP | BPF_TAIL_CALL;
9278
9279                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
9280                         if (env->allow_ptr_leaks && !expect_blinding &&
9281                             prog->jit_requested &&
9282                             !bpf_map_key_poisoned(aux) &&
9283                             !bpf_map_ptr_poisoned(aux) &&
9284                             !bpf_map_ptr_unpriv(aux)) {
9285                                 struct bpf_jit_poke_descriptor desc = {
9286                                         .reason = BPF_POKE_REASON_TAIL_CALL,
9287                                         .tail_call.map = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state),
9288                                         .tail_call.key = bpf_map_key_immediate(aux),
9289                                 };
9290
9291                                 ret = bpf_jit_add_poke_descriptor(prog, &desc);
9292                                 if (ret < 0) {
9293                                         verbose(env, "adding tail call poke descriptor failed\n");
9294                                         return ret;
9295                                 }
9296
9297                                 insn->imm = ret + 1;
9298                                 continue;
9299                         }
9300
9301                         if (!bpf_map_ptr_unpriv(aux))
9302                                 continue;
9303
9304                         /* instead of changing every JIT dealing with tail_call
9305                          * emit two extra insns:
9306                          * if (index >= max_entries) goto out;
9307                          * index &= array->index_mask;
9308                          * to avoid out-of-bounds cpu speculation
9309                          */
9310                         if (bpf_map_ptr_poisoned(aux)) {
9311                                 verbose(env, "tail_call abusing map_ptr\n");
9312                                 return -EINVAL;
9313                         }
9314
9315                         map_ptr = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state);
9316                         insn_buf[0] = BPF_JMP_IMM(BPF_JGE, BPF_REG_3,
9317                                                   map_ptr->max_entries, 2);
9318                         insn_buf[1] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, BPF_REG_3,
9319                                                     container_of(map_ptr,
9320                                                                  struct bpf_array,
9321                                                                  map)->index_mask);
9322                         insn_buf[2] = *insn;
9323                         cnt = 3;
9324                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
9325                         if (!new_prog)
9326                                 return -ENOMEM;
9327
9328                         delta    += cnt - 1;
9329                         env->prog = prog = new_prog;
9330                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
9331                         continue;
9332                 }
9333
9334                 /* BPF_EMIT_CALL() assumptions in some of the map_gen_lookup
9335                  * and other inlining handlers are currently limited to 64 bit
9336                  * only.
9337                  */
9338                 if (prog->jit_requested && BITS_PER_LONG == 64 &&
9339                     (insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_elem ||
9340                      insn->imm == BPF_FUNC_map_update_elem ||
9341                      insn->imm == BPF_FUNC_map_delete_elem ||
9342                      insn->imm == BPF_FUNC_map_push_elem   ||
9343                      insn->imm == BPF_FUNC_map_pop_elem    ||
9344                      insn->imm == BPF_FUNC_map_peek_elem)) {
9345                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
9346                         if (bpf_map_ptr_poisoned(aux))
9347                                 goto patch_call_imm;
9348
9349                         map_ptr = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state);
9350                         ops = map_ptr->ops;
9351                         if (insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
9352                             ops->map_gen_lookup) {
9353                                 cnt = ops->map_gen_lookup(map_ptr, insn_buf);
9354                                 if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
9355                                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
9356                                         return -EINVAL;
9357                                 }
9358
9359                                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta,
9360                                                                insn_buf, cnt);
9361                                 if (!new_prog)
9362                                         return -ENOMEM;
9363
9364                                 delta    += cnt - 1;
9365                                 env->prog = prog = new_prog;
9366                                 insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
9367                                 continue;
9368                         }
9369
9370                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_lookup_elem,
9371                                      (void *(*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
9372                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_delete_elem,
9373                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
9374                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_update_elem,
9375                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
9376                                               u64 flags))NULL));
9377                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_push_elem,
9378                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *value,
9379                                               u64 flags))NULL));
9380                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_pop_elem,
9381                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *value))NULL));
9382                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_peek_elem,
9383                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *value))NULL));
9384
9385                         switch (insn->imm) {
9386                         case BPF_FUNC_map_lookup_elem:
9387                                 insn->imm = BPF_CAST_CALL(ops->map_lookup_elem) -
9388                                             __bpf_call_base;
9389                                 continue;
9390                         case BPF_FUNC_map_update_elem:
9391                                 insn->imm = BPF_CAST_CALL(ops->map_update_elem) -
9392                                             __bpf_call_base;
9393                                 continue;
9394                         case BPF_FUNC_map_delete_elem:
9395                                 insn->imm = BPF_CAST_CALL(ops->map_delete_elem) -
9396                                             __bpf_call_base;
9397                                 continue;
9398                         case BPF_FUNC_map_push_elem:
9399                                 insn->imm = BPF_CAST_CALL(ops->map_push_elem) -
9400                                             __bpf_call_base;
9401                                 continue;
9402                         case BPF_FUNC_map_pop_elem:
9403                                 insn->imm = BPF_CAST_CALL(ops->map_pop_elem) -
9404                                             __bpf_call_base;
9405                                 continue;
9406                         case BPF_FUNC_map_peek_elem:
9407                                 insn->imm = BPF_CAST_CALL(ops->map_peek_elem) -
9408                                             __bpf_call_base;
9409                                 continue;
9410                         }
9411
9412                         goto patch_call_imm;
9413                 }
9414
9415 patch_call_imm:
9416                 fn = env->ops->get_func_proto(insn->imm, env->prog);
9417                 /* all functions that have prototype and verifier allowed
9418                  * programs to call them, must be real in-kernel functions
9419                  */
9420                 if (!fn->func) {
9421                         verbose(env,
9422                                 "kernel subsystem misconfigured func %s#%d\n",
9423                                 func_id_name(insn->imm), insn->imm);
9424                         return -EFAULT;
9425                 }
9426                 insn->imm = fn->func - __bpf_call_base;
9427         }
9428
9429         /* Since poke tab is now finalized, publish aux to tracker. */
9430         for (i = 0; i < prog->aux->size_poke_tab; i++) {
9431                 map_ptr = prog->aux->poke_tab[i].tail_call.map;
9432                 if (!map_ptr->ops->map_poke_track ||
9433                     !map_ptr->ops->map_poke_untrack ||
9434                     !map_ptr->ops->map_poke_run) {
9435                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
9436                         return -EINVAL;
9437                 }
9438
9439                 ret = map_ptr->ops->map_poke_track(map_ptr, prog->aux);
9440                 if (ret < 0) {
9441                         verbose(env, "tracking tail call prog failed\n");
9442                         return ret;
9443                 }
9444         }
9445
9446         return 0;
9447 }
9448
9449 static void free_states(struct bpf_verifier_env *env)
9450 {
9451         struct bpf_verifier_state_list *sl, *sln;
9452         int i;
9453
9454         sl = env->free_list;
9455         while (sl) {
9456                 sln = sl->next;
9457                 free_verifier_state(&sl->state, false);
9458                 kfree(sl);
9459                 sl = sln;
9460         }
9461
9462         if (!env->explored_states)
9463                 return;
9464
9465         for (i = 0; i < state_htab_size(env); i++) {
9466                 sl = env->explored_states[i];
9467
9468                 while (sl) {
9469                         sln = sl->next;
9470                         free_verifier_state(&sl->state, false);
9471                         kfree(sl);
9472                         sl = sln;
9473                 }
9474         }
9475
9476         kvfree(env->explored_states);
9477 }
9478
9479 static void print_verification_stats(struct bpf_verifier_env *env)
9480 {
9481         int i;
9482
9483         if (env->log.level & BPF_LOG_STATS) {
9484                 verbose(env, "verification time %lld usec\n",
9485                         div_u64(env->verification_time, 1000));
9486                 verbose(env, "stack depth ");
9487                 for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
9488                         u32 depth = env->subprog_info[i].stack_depth;
9489
9490                         verbose(env, "%d", depth);
9491                         if (i + 1 < env->subprog_cnt)
9492                                 verbose(env, "+");
9493                 }
9494                 verbose(env, "\n");
9495         }
9496         verbose(env, "processed %d insns (limit %d) max_states_per_insn %d "
9497                 "total_states %d peak_states %d mark_read %d\n",
9498                 env->insn_processed, BPF_COMPLEXITY_LIMIT_INSNS,
9499                 env->max_states_per_insn, env->total_states,
9500                 env->peak_states, env->longest_mark_read_walk);
9501 }
9502
9503 static int check_attach_btf_id(struct bpf_verifier_env *env)
9504 {
9505         struct bpf_prog *prog = env->prog;
9506         struct bpf_prog *tgt_prog = prog->aux->linked_prog;
9507         u32 btf_id = prog->aux->attach_btf_id;
9508         const char prefix[] = "btf_trace_";
9509         int ret = 0, subprog = -1, i;
9510         struct bpf_trampoline *tr;
9511         const struct btf_type *t;
9512         bool conservative = true;
9513         const char *tname;
9514         struct btf *btf;
9515         long addr;
9516         u64 key;
9517
9518         if (prog->type != BPF_PROG_TYPE_TRACING)
9519                 return 0;
9520
9521         if (!btf_id) {
9522                 verbose(env, "Tracing programs must provide btf_id\n");
9523                 return -EINVAL;
9524         }
9525         btf = bpf_prog_get_target_btf(prog);
9526         if (!btf) {
9527                 verbose(env,
9528                         "FENTRY/FEXIT program can only be attached to another program annotated with BTF\n");
9529                 return -EINVAL;
9530         }
9531         t = btf_type_by_id(btf, btf_id);
9532         if (!t) {
9533                 verbose(env, "attach_btf_id %u is invalid\n", btf_id);
9534                 return -EINVAL;
9535         }
9536         tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
9537         if (!tname) {
9538                 verbose(env, "attach_btf_id %u doesn't have a name\n", btf_id);
9539                 return -EINVAL;
9540         }
9541         if (tgt_prog) {
9542                 struct bpf_prog_aux *aux = tgt_prog->aux;
9543
9544                 for (i = 0; i < aux->func_info_cnt; i++)
9545                         if (aux->func_info[i].type_id == btf_id) {
9546                                 subprog = i;
9547                                 break;
9548                         }
9549                 if (subprog == -1) {
9550                         verbose(env, "Subprog %s doesn't exist\n", tname);
9551                         return -EINVAL;
9552                 }
9553                 conservative = aux->func_info_aux[subprog].unreliable;
9554                 key = ((u64)aux->id) << 32 | btf_id;
9555         } else {
9556                 key = btf_id;
9557         }
9558
9559         switch (prog->expected_attach_type) {
9560         case BPF_TRACE_RAW_TP:
9561                 if (tgt_prog) {
9562                         verbose(env,
9563                                 "Only FENTRY/FEXIT progs are attachable to another BPF prog\n");
9564                         return -EINVAL;
9565                 }
9566                 if (!btf_type_is_typedef(t)) {
9567                         verbose(env, "attach_btf_id %u is not a typedef\n",
9568                                 btf_id);
9569                         return -EINVAL;
9570                 }
9571                 if (strncmp(prefix, tname, sizeof(prefix) - 1)) {
9572                         verbose(env, "attach_btf_id %u points to wrong type name %s\n",
9573                                 btf_id, tname);
9574                         return -EINVAL;
9575                 }
9576                 tname += sizeof(prefix) - 1;
9577                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
9578                 if (!btf_type_is_ptr(t))
9579                         /* should never happen in valid vmlinux build */
9580                         return -EINVAL;
9581                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
9582                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
9583                         /* should never happen in valid vmlinux build */
9584                         return -EINVAL;
9585
9586                 /* remember two read only pointers that are valid for
9587                  * the life time of the kernel
9588                  */
9589                 prog->aux->attach_func_name = tname;
9590                 prog->aux->attach_func_proto = t;
9591                 prog->aux->attach_btf_trace = true;
9592                 return 0;
9593         case BPF_TRACE_FENTRY:
9594         case BPF_TRACE_FEXIT:
9595                 if (!btf_type_is_func(t)) {
9596                         verbose(env, "attach_btf_id %u is not a function\n",
9597                                 btf_id);
9598                         return -EINVAL;
9599                 }
9600                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
9601                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
9602                         return -EINVAL;
9603                 tr = bpf_trampoline_lookup(key);
9604                 if (!tr)
9605                         return -ENOMEM;
9606                 prog->aux->attach_func_name = tname;
9607                 /* t is either vmlinux type or another program's type */
9608                 prog->aux->attach_func_proto = t;
9609                 mutex_lock(&tr->mutex);
9610                 if (tr->func.addr) {
9611                         prog->aux->trampoline = tr;
9612                         goto out;
9613                 }
9614                 if (tgt_prog && conservative) {
9615                         prog->aux->attach_func_proto = NULL;
9616                         t = NULL;
9617                 }
9618                 ret = btf_distill_func_proto(&env->log, btf, t,
9619                                              tname, &tr->func.model);
9620                 if (ret < 0)
9621                         goto out;
9622                 if (tgt_prog) {
9623                         if (!tgt_prog->jited) {
9624                                 /* for now */
9625                                 verbose(env, "Can trace only JITed BPF progs\n");
9626                                 ret = -EINVAL;
9627                                 goto out;
9628                         }
9629                         if (tgt_prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING) {
9630                                 /* prevent cycles */
9631                                 verbose(env, "Cannot recursively attach\n");
9632                                 ret = -EINVAL;
9633                                 goto out;
9634                         }
9635                         if (subprog == 0)
9636                                 addr = (long) tgt_prog->bpf_func;
9637                         else
9638                                 addr = (long) tgt_prog->aux->func[subprog]->bpf_func;
9639                 } else {
9640                         addr = kallsyms_lookup_name(tname);
9641                         if (!addr) {
9642                                 verbose(env,
9643                                         "The address of function %s cannot be found\n",
9644                                         tname);
9645                                 ret = -ENOENT;
9646                                 goto out;
9647                         }
9648                 }
9649                 tr->func.addr = (void *)addr;
9650                 prog->aux->trampoline = tr;
9651 out:
9652                 mutex_unlock(&tr->mutex);
9653                 if (ret)
9654                         bpf_trampoline_put(tr);
9655                 return ret;
9656         default:
9657                 return -EINVAL;
9658         }
9659 }
9660
9661 int bpf_check(struct bpf_prog **prog, union bpf_attr *attr,
9662               union bpf_attr __user *uattr)
9663 {
9664         u64 start_time = ktime_get_ns();
9665         struct bpf_verifier_env *env;
9666         struct bpf_verifier_log *log;
9667         int i, len, ret = -EINVAL;
9668         bool is_priv;
9669
9670         /* no program is valid */
9671         if (ARRAY_SIZE(bpf_verifier_ops) == 0)
9672                 return -EINVAL;
9673
9674         /* 'struct bpf_verifier_env' can be global, but since it's not small,
9675          * allocate/free it every time bpf_check() is called
9676          */
9677         env = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_env), GFP_KERNEL);
9678         if (!env)
9679                 return -ENOMEM;
9680         log = &env->log;
9681
9682         len = (*prog)->len;
9683         env->insn_aux_data =
9684                 vzalloc(array_size(sizeof(struct bpf_insn_aux_data), len));
9685         ret = -ENOMEM;
9686         if (!env->insn_aux_data)
9687                 goto err_free_env;
9688         for (i = 0; i < len; i++)
9689                 env->insn_aux_data[i].orig_idx = i;
9690         env->prog = *prog;
9691         env->ops = bpf_verifier_ops[env->prog->type];
9692         is_priv = capable(CAP_SYS_ADMIN);
9693
9694         if (!btf_vmlinux && IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_INFO_BTF)) {
9695                 mutex_lock(&bpf_verifier_lock);
9696                 if (!btf_vmlinux)
9697                         btf_vmlinux = btf_parse_vmlinux();
9698                 mutex_unlock(&bpf_verifier_lock);
9699         }
9700
9701         /* grab the mutex to protect few globals used by verifier */
9702         if (!is_priv)
9703                 mutex_lock(&bpf_verifier_lock);
9704
9705         if (attr->log_level || attr->log_buf || attr->log_size) {
9706                 /* user requested verbose verifier output
9707                  * and supplied buffer to store the verification trace
9708                  */
9709                 log->level = attr->log_level;
9710                 log->ubuf = (char __user *) (unsigned long) attr->log_buf;
9711                 log->len_total = attr->log_size;
9712
9713                 ret = -EINVAL;
9714                 /* log attributes have to be sane */
9715                 if (log->len_total < 128 || log->len_total > UINT_MAX >> 2 ||
9716                     !log->level || !log->ubuf || log->level & ~BPF_LOG_MASK)
9717                         goto err_unlock;
9718         }
9719
9720         if (IS_ERR(btf_vmlinux)) {
9721                 /* Either gcc or pahole or kernel are broken. */
9722                 verbose(env, "in-kernel BTF is malformed\n");
9723                 ret = PTR_ERR(btf_vmlinux);
9724                 goto skip_full_check;
9725         }
9726
9727         ret = check_attach_btf_id(env);
9728         if (ret)
9729                 goto skip_full_check;
9730
9731         env->strict_alignment = !!(attr->prog_flags & BPF_F_STRICT_ALIGNMENT);
9732         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS))
9733                 env->strict_alignment = true;
9734         if (attr->prog_flags & BPF_F_ANY_ALIGNMENT)
9735                 env->strict_alignment = false;
9736
9737         env->allow_ptr_leaks = is_priv;
9738
9739         if (is_priv)
9740                 env->test_state_freq = attr->prog_flags & BPF_F_TEST_STATE_FREQ;
9741
9742         ret = replace_map_fd_with_map_ptr(env);
9743         if (ret < 0)
9744                 goto skip_full_check;
9745
9746         if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
9747                 ret = bpf_prog_offload_verifier_prep(env->prog);
9748                 if (ret)
9749                         goto skip_full_check;
9750         }
9751
9752         env->explored_states = kvcalloc(state_htab_size(env),
9753                                        sizeof(struct bpf_verifier_state_list *),
9754                                        GFP_USER);
9755         ret = -ENOMEM;
9756         if (!env->explored_states)
9757                 goto skip_full_check;
9758
9759         ret = check_subprogs(env);
9760         if (ret < 0)
9761                 goto skip_full_check;
9762
9763         ret = check_btf_info(env, attr, uattr);
9764         if (ret < 0)
9765                 goto skip_full_check;
9766
9767         ret = check_cfg(env);
9768         if (ret < 0)
9769                 goto skip_full_check;
9770
9771         ret = do_check(env);
9772         if (env->cur_state) {
9773                 free_verifier_state(env->cur_state, true);
9774                 env->cur_state = NULL;
9775         }
9776
9777         if (ret == 0 && bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux))
9778                 ret = bpf_prog_offload_finalize(env);
9779
9780 skip_full_check:
9781         while (!pop_stack(env, NULL, NULL));
9782         free_states(env);
9783
9784         if (ret == 0)
9785                 ret = check_max_stack_depth(env);
9786
9787         /* instruction rewrites happen after this point */
9788         if (is_priv) {
9789                 if (ret == 0)
9790                         opt_hard_wire_dead_code_branches(env);
9791                 if (ret == 0)
9792                         ret = opt_remove_dead_code(env);
9793                 if (ret == 0)
9794                         ret = opt_remove_nops(env);
9795         } else {
9796                 if (ret == 0)
9797                         sanitize_dead_code(env);
9798         }
9799
9800         if (ret == 0)
9801                 /* program is valid, convert *(u32*)(ctx + off) accesses */
9802                 ret = convert_ctx_accesses(env);
9803
9804         if (ret == 0)
9805                 ret = fixup_bpf_calls(env);
9806
9807         /* do 32-bit optimization after insn patching has done so those patched
9808          * insns could be handled correctly.
9809          */
9810         if (ret == 0 && !bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
9811                 ret = opt_subreg_zext_lo32_rnd_hi32(env, attr);
9812                 env->prog->aux->verifier_zext = bpf_jit_needs_zext() ? !ret
9813                                                                      : false;
9814         }
9815
9816         if (ret == 0)
9817                 ret = fixup_call_args(env);
9818
9819         env->verification_time = ktime_get_ns() - start_time;
9820         print_verification_stats(env);
9821
9822         if (log->level && bpf_verifier_log_full(log))
9823                 ret = -ENOSPC;
9824         if (log->level && !log->ubuf) {
9825                 ret = -EFAULT;
9826                 goto err_release_maps;
9827         }
9828
9829         if (ret == 0 && env->used_map_cnt) {
9830                 /* if program passed verifier, update used_maps in bpf_prog_info */
9831                 env->prog->aux->used_maps = kmalloc_array(env->used_map_cnt,
9832                                                           sizeof(env->used_maps[0]),
9833                                                           GFP_KERNEL);
9834
9835                 if (!env->prog->aux->used_maps) {
9836                         ret = -ENOMEM;
9837                         goto err_release_maps;
9838                 }
9839
9840                 memcpy(env->prog->aux->used_maps, env->used_maps,
9841                        sizeof(env->used_maps[0]) * env->used_map_cnt);
9842                 env->prog->aux->used_map_cnt = env->used_map_cnt;
9843
9844                 /* program is valid. Convert pseudo bpf_ld_imm64 into generic
9845                  * bpf_ld_imm64 instructions
9846                  */
9847                 convert_pseudo_ld_imm64(env);
9848         }
9849
9850         if (ret == 0)
9851                 adjust_btf_func(env);
9852
9853 err_release_maps:
9854         if (!env->prog->aux->used_maps)
9855                 /* if we didn't copy map pointers into bpf_prog_info, release
9856                  * them now. Otherwise free_used_maps() will release them.
9857                  */
9858                 release_maps(env);
9859         *prog = env->prog;
9860 err_unlock:
9861         if (!is_priv)
9862                 mutex_unlock(&bpf_verifier_lock);
9863         vfree(env->insn_aux_data);
9864 err_free_env:
9865         kfree(env);
9866         return ret;
9867 }