bpf, arm64: Get rid of fpb
authorXu Kuohai <xukuohai@huawei.com>
Mon, 26 Aug 2024 07:16:23 +0000 (15:16 +0800)
committerAlexei Starovoitov <ast@kernel.org>
Wed, 28 Aug 2024 15:41:33 +0000 (08:41 -0700)
bpf prog accesses stack using BPF_FP as the base address and a negative
immediate number as offset. But arm64 ldr/str instructions only support
non-negative immediate number as offset. To simplify the jited result,
commit 5b3d19b9bd40 ("bpf, arm64: Adjust the offset of str/ldr(immediate)
to positive number") introduced FPB to represent the lowest stack address
that the bpf prog being jited may access, and with this address as the
baseline, it converts BPF_FP plus negative immediate offset number to FPB
plus non-negative immediate offset.

Considering that for a given bpf prog, the jited stack space is fixed
with A64_SP as the lowest address and BPF_FP as the highest address.
Thus we can get rid of FPB and converts BPF_FP plus negative immediate
offset to A64_SP plus non-negative immediate offset.

Signed-off-by: Xu Kuohai <xukuohai@huawei.com>
Link: https://lore.kernel.org/r/20240826071624.350108-2-xukuohai@huaweicloud.com
Signed-off-by: Alexei Starovoitov <ast@kernel.org>
arch/arm64/net/bpf_jit_comp.c

index 59e05a7aea56a5cc0b5df9951ad3f4e5fed0aa57..5c9039cf261dbb507adbfdd7806eeb90ad47be00 100644 (file)
@@ -28,7 +28,6 @@
 #define TMP_REG_2 (MAX_BPF_JIT_REG + 1)
 #define TCCNT_PTR (MAX_BPF_JIT_REG + 2)
 #define TMP_REG_3 (MAX_BPF_JIT_REG + 3)
-#define FP_BOTTOM (MAX_BPF_JIT_REG + 4)
 #define ARENA_VM_START (MAX_BPF_JIT_REG + 5)
 
 #define check_imm(bits, imm) do {                              \
@@ -67,7 +66,6 @@ static const int bpf2a64[] = {
        [TCCNT_PTR] = A64_R(26),
        /* temporary register for blinding constants */
        [BPF_REG_AX] = A64_R(9),
-       [FP_BOTTOM] = A64_R(27),
        /* callee saved register for kern_vm_start address */
        [ARENA_VM_START] = A64_R(28),
 };
@@ -81,7 +79,6 @@ struct jit_ctx {
        __le32 *image;
        __le32 *ro_image;
        u32 stack_size;
-       int fpb_offset;
        u64 user_vm_start;
 };
 
@@ -330,7 +327,6 @@ static int build_prologue(struct jit_ctx *ctx, bool ebpf_from_cbpf,
        const u8 r8 = bpf2a64[BPF_REG_8];
        const u8 r9 = bpf2a64[BPF_REG_9];
        const u8 fp = bpf2a64[BPF_REG_FP];
-       const u8 fpb = bpf2a64[FP_BOTTOM];
        const u8 arena_vm_base = bpf2a64[ARENA_VM_START];
        const int idx0 = ctx->idx;
        int cur_offset;
@@ -381,7 +377,7 @@ static int build_prologue(struct jit_ctx *ctx, bool ebpf_from_cbpf,
                emit(A64_PUSH(r6, r7, A64_SP), ctx);
                emit(A64_PUSH(r8, r9, A64_SP), ctx);
                prepare_bpf_tail_call_cnt(ctx);
-               emit(A64_PUSH(fpb, A64_R(28), A64_SP), ctx);
+               emit(A64_PUSH(A64_R(27), A64_R(28), A64_SP), ctx);
        } else {
                /*
                 * Exception callback receives FP of Main Program as third
@@ -427,8 +423,6 @@ static int build_prologue(struct jit_ctx *ctx, bool ebpf_from_cbpf,
                emit(A64_PUSH(A64_R(23), A64_R(24), A64_SP), ctx);
        }
 
-       emit(A64_SUB_I(1, fpb, fp, ctx->fpb_offset), ctx);
-
        /* Stack must be multiples of 16B */
        ctx->stack_size = round_up(prog->aux->stack_depth, 16);
 
@@ -745,7 +739,6 @@ static void build_epilogue(struct jit_ctx *ctx, bool is_exception_cb)
        const u8 r9 = bpf2a64[BPF_REG_9];
        const u8 fp = bpf2a64[BPF_REG_FP];
        const u8 ptr = bpf2a64[TCCNT_PTR];
-       const u8 fpb = bpf2a64[FP_BOTTOM];
 
        /* We're done with BPF stack */
        emit(A64_ADD_I(1, A64_SP, A64_SP, ctx->stack_size), ctx);
@@ -760,7 +753,7 @@ static void build_epilogue(struct jit_ctx *ctx, bool is_exception_cb)
                emit(A64_POP(A64_R(23), A64_R(24), A64_SP), ctx);
 
        /* Restore x27 and x28 */
-       emit(A64_POP(fpb, A64_R(28), A64_SP), ctx);
+       emit(A64_POP(A64_R(27), A64_R(28), A64_SP), ctx);
        /* Restore fs (x25) and x26 */
        emit(A64_POP(ptr, fp, A64_SP), ctx);
        emit(A64_POP(ptr, fp, A64_SP), ctx);
@@ -887,7 +880,6 @@ static int build_insn(const struct bpf_insn *insn, struct jit_ctx *ctx,
        const u8 tmp = bpf2a64[TMP_REG_1];
        const u8 tmp2 = bpf2a64[TMP_REG_2];
        const u8 fp = bpf2a64[BPF_REG_FP];
-       const u8 fpb = bpf2a64[FP_BOTTOM];
        const u8 arena_vm_base = bpf2a64[ARENA_VM_START];
        const s16 off = insn->off;
        const s32 imm = insn->imm;
@@ -1339,9 +1331,9 @@ emit_cond_jmp:
                        emit(A64_ADD(1, tmp2, src, arena_vm_base), ctx);
                        src = tmp2;
                }
-               if (ctx->fpb_offset > 0 && src == fp && BPF_MODE(insn->code) != BPF_PROBE_MEM32) {
-                       src_adj = fpb;
-                       off_adj = off + ctx->fpb_offset;
+               if (src == fp) {
+                       src_adj = A64_SP;
+                       off_adj = off + ctx->stack_size;
                } else {
                        src_adj = src;
                        off_adj = off;
@@ -1432,9 +1424,9 @@ emit_cond_jmp:
                        emit(A64_ADD(1, tmp2, dst, arena_vm_base), ctx);
                        dst = tmp2;
                }
-               if (ctx->fpb_offset > 0 && dst == fp && BPF_MODE(insn->code) != BPF_PROBE_MEM32) {
-                       dst_adj = fpb;
-                       off_adj = off + ctx->fpb_offset;
+               if (dst == fp) {
+                       dst_adj = A64_SP;
+                       off_adj = off + ctx->stack_size;
                } else {
                        dst_adj = dst;
                        off_adj = off;
@@ -1494,9 +1486,9 @@ emit_cond_jmp:
                        emit(A64_ADD(1, tmp2, dst, arena_vm_base), ctx);
                        dst = tmp2;
                }
-               if (ctx->fpb_offset > 0 && dst == fp && BPF_MODE(insn->code) != BPF_PROBE_MEM32) {
-                       dst_adj = fpb;
-                       off_adj = off + ctx->fpb_offset;
+               if (dst == fp) {
+                       dst_adj = A64_SP;
+                       off_adj = off + ctx->stack_size;
                } else {
                        dst_adj = dst;
                        off_adj = off;
@@ -1565,79 +1557,6 @@ emit_cond_jmp:
        return 0;
 }
 
-/*
- * Return 0 if FP may change at runtime, otherwise find the minimum negative
- * offset to FP, converts it to positive number, and align down to 8 bytes.
- */
-static int find_fpb_offset(struct bpf_prog *prog)
-{
-       int i;
-       int offset = 0;
-
-       for (i = 0; i < prog->len; i++) {
-               const struct bpf_insn *insn = &prog->insnsi[i];
-               const u8 class = BPF_CLASS(insn->code);
-               const u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
-               const u8 src = insn->src_reg;
-               const u8 dst = insn->dst_reg;
-               const s32 imm = insn->imm;
-               const s16 off = insn->off;
-
-               switch (class) {
-               case BPF_STX:
-               case BPF_ST:
-                       /* fp holds atomic operation result */
-                       if (class == BPF_STX && mode == BPF_ATOMIC &&
-                           ((imm == BPF_XCHG ||
-                             imm == (BPF_FETCH | BPF_ADD) ||
-                             imm == (BPF_FETCH | BPF_AND) ||
-                             imm == (BPF_FETCH | BPF_XOR) ||
-                             imm == (BPF_FETCH | BPF_OR)) &&
-                            src == BPF_REG_FP))
-                               return 0;
-
-                       if (mode == BPF_MEM && dst == BPF_REG_FP &&
-                           off < offset)
-                               offset = insn->off;
-                       break;
-
-               case BPF_JMP32:
-               case BPF_JMP:
-                       break;
-
-               case BPF_LDX:
-               case BPF_LD:
-                       /* fp holds load result */
-                       if (dst == BPF_REG_FP)
-                               return 0;
-
-                       if (class == BPF_LDX && mode == BPF_MEM &&
-                           src == BPF_REG_FP && off < offset)
-                               offset = off;
-                       break;
-
-               case BPF_ALU:
-               case BPF_ALU64:
-               default:
-                       /* fp holds ALU result */
-                       if (dst == BPF_REG_FP)
-                               return 0;
-               }
-       }
-
-       if (offset < 0) {
-               /*
-                * safely be converted to a positive 'int', since insn->off
-                * is 's16'
-                */
-               offset = -offset;
-               /* align down to 8 bytes */
-               offset = ALIGN_DOWN(offset, 8);
-       }
-
-       return offset;
-}
-
 static int build_body(struct jit_ctx *ctx, bool extra_pass)
 {
        const struct bpf_prog *prog = ctx->prog;
@@ -1774,7 +1693,6 @@ struct bpf_prog *bpf_int_jit_compile(struct bpf_prog *prog)
                goto out_off;
        }
 
-       ctx.fpb_offset = find_fpb_offset(prog);
        ctx.user_vm_start = bpf_arena_get_user_vm_start(prog->aux->arena);
 
        /*