f514247ba8ba
[linux-block.git] /
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /* Copyright (c) 2011-2014 PLUMgrid, http://plumgrid.com
3  * Copyright (c) 2016 Facebook
4  * Copyright (c) 2018 Covalent IO, Inc. http://covalent.io
5  */
6 #include <uapi/linux/btf.h>
7 #include <linux/bpf-cgroup.h>
8 #include <linux/kernel.h>
9 #include <linux/types.h>
10 #include <linux/slab.h>
11 #include <linux/bpf.h>
12 #include <linux/btf.h>
13 #include <linux/bpf_verifier.h>
14 #include <linux/filter.h>
15 #include <net/netlink.h>
16 #include <linux/file.h>
17 #include <linux/vmalloc.h>
18 #include <linux/stringify.h>
19 #include <linux/bsearch.h>
20 #include <linux/sort.h>
21 #include <linux/perf_event.h>
22 #include <linux/ctype.h>
23 #include <linux/error-injection.h>
24 #include <linux/bpf_lsm.h>
25 #include <linux/btf_ids.h>
26 #include <linux/poison.h>
27 #include <linux/module.h>
28 #include <linux/cpumask.h>
29 #include <linux/bpf_mem_alloc.h>
30 #include <net/xdp.h>
31 #include <linux/trace_events.h>
32 #include <linux/kallsyms.h>
33
34 #include "disasm.h"
35
36 static const struct bpf_verifier_ops * const bpf_verifier_ops[] = {
37 #define BPF_PROG_TYPE(_id, _name, prog_ctx_type, kern_ctx_type) \
38         [_id] = & _name ## _verifier_ops,
39 #define BPF_MAP_TYPE(_id, _ops)
40 #define BPF_LINK_TYPE(_id, _name)
41 #include <linux/bpf_types.h>
42 #undef BPF_PROG_TYPE
43 #undef BPF_MAP_TYPE
44 #undef BPF_LINK_TYPE
45 };
46
47 struct bpf_mem_alloc bpf_global_percpu_ma;
48 static bool bpf_global_percpu_ma_set;
49
50 /* bpf_check() is a static code analyzer that walks eBPF program
51  * instruction by instruction and updates register/stack state.
52  * All paths of conditional branches are analyzed until 'bpf_exit' insn.
53  *
54  * The first pass is depth-first-search to check that the program is a DAG.
55  * It rejects the following programs:
56  * - larger than BPF_MAXINSNS insns
57  * - if loop is present (detected via back-edge)
58  * - unreachable insns exist (shouldn't be a forest. program = one function)
59  * - out of bounds or malformed jumps
60  * The second pass is all possible path descent from the 1st insn.
61  * Since it's analyzing all paths through the program, the length of the
62  * analysis is limited to 64k insn, which may be hit even if total number of
63  * insn is less then 4K, but there are too many branches that change stack/regs.
64  * Number of 'branches to be analyzed' is limited to 1k
65  *
66  * On entry to each instruction, each register has a type, and the instruction
67  * changes the types of the registers depending on instruction semantics.
68  * If instruction is BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, BPF_REG_5), then type of R5 is
69  * copied to R1.
70  *
71  * All registers are 64-bit.
72  * R0 - return register
73  * R1-R5 argument passing registers
74  * R6-R9 callee saved registers
75  * R10 - frame pointer read-only
76  *
77  * At the start of BPF program the register R1 contains a pointer to bpf_context
78  * and has type PTR_TO_CTX.
79  *
80  * Verifier tracks arithmetic operations on pointers in case:
81  *    BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, BPF_REG_10),
82  *    BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, BPF_REG_1, -20),
83  * 1st insn copies R10 (which has FRAME_PTR) type into R1
84  * and 2nd arithmetic instruction is pattern matched to recognize
85  * that it wants to construct a pointer to some element within stack.
86  * So after 2nd insn, the register R1 has type PTR_TO_STACK
87  * (and -20 constant is saved for further stack bounds checking).
88  * Meaning that this reg is a pointer to stack plus known immediate constant.
89  *
90  * Most of the time the registers have SCALAR_VALUE type, which
91  * means the register has some value, but it's not a valid pointer.
92  * (like pointer plus pointer becomes SCALAR_VALUE type)
93  *
94  * When verifier sees load or store instructions the type of base register
95  * can be: PTR_TO_MAP_VALUE, PTR_TO_CTX, PTR_TO_STACK, PTR_TO_SOCKET. These are
96  * four pointer types recognized by check_mem_access() function.
97  *
98  * PTR_TO_MAP_VALUE means that this register is pointing to 'map element value'
99  * and the range of [ptr, ptr + map's value_size) is accessible.
100  *
101  * registers used to pass values to function calls are checked against
102  * function argument constraints.
103  *
104  * ARG_PTR_TO_MAP_KEY is one of such argument constraints.
105  * It means that the register type passed to this function must be
106  * PTR_TO_STACK and it will be used inside the function as
107  * 'pointer to map element key'
108  *
109  * For example the argument constraints for bpf_map_lookup_elem():
110  *   .ret_type = RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL,
111  *   .arg1_type = ARG_CONST_MAP_PTR,
112  *   .arg2_type = ARG_PTR_TO_MAP_KEY,
113  *
114  * ret_type says that this function returns 'pointer to map elem value or null'
115  * function expects 1st argument to be a const pointer to 'struct bpf_map' and
116  * 2nd argument should be a pointer to stack, which will be used inside
117  * the helper function as a pointer to map element key.
118  *
119  * On the kernel side the helper function looks like:
120  * u64 bpf_map_lookup_elem(u64 r1, u64 r2, u64 r3, u64 r4, u64 r5)
121  * {
122  *    struct bpf_map *map = (struct bpf_map *) (unsigned long) r1;
123  *    void *key = (void *) (unsigned long) r2;
124  *    void *value;
125  *
126  *    here kernel can access 'key' and 'map' pointers safely, knowing that
127  *    [key, key + map->key_size) bytes are valid and were initialized on
128  *    the stack of eBPF program.
129  * }
130  *
131  * Corresponding eBPF program may look like:
132  *    BPF_MOV64_REG(BPF_REG_2, BPF_REG_10),  // after this insn R2 type is FRAME_PTR
133  *    BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, BPF_REG_2, -4), // after this insn R2 type is PTR_TO_STACK
134  *    BPF_LD_MAP_FD(BPF_REG_1, map_fd),      // after this insn R1 type is CONST_PTR_TO_MAP
135  *    BPF_RAW_INSN(BPF_JMP | BPF_CALL, 0, 0, 0, BPF_FUNC_map_lookup_elem),
136  * here verifier looks at prototype of map_lookup_elem() and sees:
137  * .arg1_type == ARG_CONST_MAP_PTR and R1->type == CONST_PTR_TO_MAP, which is ok,
138  * Now verifier knows that this map has key of R1->map_ptr->key_size bytes
139  *
140  * Then .arg2_type == ARG_PTR_TO_MAP_KEY and R2->type == PTR_TO_STACK, ok so far,
141  * Now verifier checks that [R2, R2 + map's key_size) are within stack limits
142  * and were initialized prior to this call.
143  * If it's ok, then verifier allows this BPF_CALL insn and looks at
144  * .ret_type which is RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL, so it sets
145  * R0->type = PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL which means bpf_map_lookup_elem() function
146  * returns either pointer to map value or NULL.
147  *
148  * When type PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL passes through 'if (reg != 0) goto +off'
149  * insn, the register holding that pointer in the true branch changes state to
150  * PTR_TO_MAP_VALUE and the same register changes state to CONST_IMM in the false
151  * branch. See check_cond_jmp_op().
152  *
153  * After the call R0 is set to return type of the function and registers R1-R5
154  * are set to NOT_INIT to indicate that they are no longer readable.
155  *
156  * The following reference types represent a potential reference to a kernel
157  * resource which, after first being allocated, must be checked and freed by
158  * the BPF program:
159  * - PTR_TO_SOCKET_OR_NULL, PTR_TO_SOCKET
160  *
161  * When the verifier sees a helper call return a reference type, it allocates a
162  * pointer id for the reference and stores it in the current function state.
163  * Similar to the way that PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL is converted into
164  * PTR_TO_MAP_VALUE, PTR_TO_SOCKET_OR_NULL becomes PTR_TO_SOCKET when the type
165  * passes through a NULL-check conditional. For the branch wherein the state is
166  * changed to CONST_IMM, the verifier releases the reference.
167  *
168  * For each helper function that allocates a reference, such as
169  * bpf_sk_lookup_tcp(), there is a corresponding release function, such as
170  * bpf_sk_release(). When a reference type passes into the release function,
171  * the verifier also releases the reference. If any unchecked or unreleased
172  * reference remains at the end of the program, the verifier rejects it.
173  */
174
175 /* verifier_state + insn_idx are pushed to stack when branch is encountered */
176 struct bpf_verifier_stack_elem {
177         /* verifier state is 'st'
178          * before processing instruction 'insn_idx'
179          * and after processing instruction 'prev_insn_idx'
180          */
181         struct bpf_verifier_state st;
182         int insn_idx;
183         int prev_insn_idx;
184         struct bpf_verifier_stack_elem *next;
185         /* length of verifier log at the time this state was pushed on stack */
186         u32 log_pos;
187 };
188
189 #define BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ    8192
190 #define BPF_COMPLEXITY_LIMIT_STATES     64
191
192 #define BPF_MAP_KEY_POISON      (1ULL << 63)
193 #define BPF_MAP_KEY_SEEN        (1ULL << 62)
194
195 #define BPF_GLOBAL_PERCPU_MA_MAX_SIZE  512
196
197 static int acquire_reference_state(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx);
198 static int release_reference(struct bpf_verifier_env *env, int ref_obj_id);
199 static void invalidate_non_owning_refs(struct bpf_verifier_env *env);
200 static bool in_rbtree_lock_required_cb(struct bpf_verifier_env *env);
201 static int ref_set_non_owning(struct bpf_verifier_env *env,
202                               struct bpf_reg_state *reg);
203 static void specialize_kfunc(struct bpf_verifier_env *env,
204                              u32 func_id, u16 offset, unsigned long *addr);
205 static bool is_trusted_reg(const struct bpf_reg_state *reg);
206
207 static bool bpf_map_ptr_poisoned(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
208 {
209         return aux->map_ptr_state.poison;
210 }
211
212 static bool bpf_map_ptr_unpriv(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
213 {
214         return aux->map_ptr_state.unpriv;
215 }
216
217 static void bpf_map_ptr_store(struct bpf_insn_aux_data *aux,
218                               struct bpf_map *map,
219                               bool unpriv, bool poison)
220 {
221         unpriv |= bpf_map_ptr_unpriv(aux);
222         aux->map_ptr_state.unpriv = unpriv;
223         aux->map_ptr_state.poison = poison;
224         aux->map_ptr_state.map_ptr = map;
225 }
226
227 static bool bpf_map_key_poisoned(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
228 {
229         return aux->map_key_state & BPF_MAP_KEY_POISON;
230 }
231
232 static bool bpf_map_key_unseen(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
233 {
234         return !(aux->map_key_state & BPF_MAP_KEY_SEEN);
235 }
236
237 static u64 bpf_map_key_immediate(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
238 {
239         return aux->map_key_state & ~(BPF_MAP_KEY_SEEN | BPF_MAP_KEY_POISON);
240 }
241
242 static void bpf_map_key_store(struct bpf_insn_aux_data *aux, u64 state)
243 {
244         bool poisoned = bpf_map_key_poisoned(aux);
245
246         aux->map_key_state = state | BPF_MAP_KEY_SEEN |
247                              (poisoned ? BPF_MAP_KEY_POISON : 0ULL);
248 }
249
250 static bool bpf_helper_call(const struct bpf_insn *insn)
251 {
252         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
253                insn->src_reg == 0;
254 }
255
256 static bool bpf_pseudo_call(const struct bpf_insn *insn)
257 {
258         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
259                insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL;
260 }
261
262 static bool bpf_pseudo_kfunc_call(const struct bpf_insn *insn)
263 {
264         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
265                insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL;
266 }
267
268 struct bpf_call_arg_meta {
269         struct bpf_map *map_ptr;
270         bool raw_mode;
271         bool pkt_access;
272         u8 release_regno;
273         int regno;
274         int access_size;
275         int mem_size;
276         u64 msize_max_value;
277         int ref_obj_id;
278         int dynptr_id;
279         int map_uid;
280         int func_id;
281         struct btf *btf;
282         u32 btf_id;
283         struct btf *ret_btf;
284         u32 ret_btf_id;
285         u32 subprogno;
286         struct btf_field *kptr_field;
287 };
288
289 struct bpf_kfunc_call_arg_meta {
290         /* In parameters */
291         struct btf *btf;
292         u32 func_id;
293         u32 kfunc_flags;
294         const struct btf_type *func_proto;
295         const char *func_name;
296         /* Out parameters */
297         u32 ref_obj_id;
298         u8 release_regno;
299         bool r0_rdonly;
300         u32 ret_btf_id;
301         u64 r0_size;
302         u32 subprogno;
303         struct {
304                 u64 value;
305                 bool found;
306         } arg_constant;
307
308         /* arg_{btf,btf_id,owning_ref} are used by kfunc-specific handling,
309          * generally to pass info about user-defined local kptr types to later
310          * verification logic
311          *   bpf_obj_drop/bpf_percpu_obj_drop
312          *     Record the local kptr type to be drop'd
313          *   bpf_refcount_acquire (via KF_ARG_PTR_TO_REFCOUNTED_KPTR arg type)
314          *     Record the local kptr type to be refcount_incr'd and use
315          *     arg_owning_ref to determine whether refcount_acquire should be
316          *     fallible
317          */
318         struct btf *arg_btf;
319         u32 arg_btf_id;
320         bool arg_owning_ref;
321
322         struct {
323                 struct btf_field *field;
324         } arg_list_head;
325         struct {
326                 struct btf_field *field;
327         } arg_rbtree_root;
328         struct {
329                 enum bpf_dynptr_type type;
330                 u32 id;
331                 u32 ref_obj_id;
332         } initialized_dynptr;
333         struct {
334                 u8 spi;
335                 u8 frameno;
336         } iter;
337         struct {
338                 struct bpf_map *ptr;
339                 int uid;
340         } map;
341         u64 mem_size;
342 };
343
344 struct btf *btf_vmlinux;
345
346 static const char *btf_type_name(const struct btf *btf, u32 id)
347 {
348         return btf_name_by_offset(btf, btf_type_by_id(btf, id)->name_off);
349 }
350
351 static DEFINE_MUTEX(bpf_verifier_lock);
352 static DEFINE_MUTEX(bpf_percpu_ma_lock);
353
354 __printf(2, 3) static void verbose(void *private_data, const char *fmt, ...)
355 {
356         struct bpf_verifier_env *env = private_data;
357         va_list args;
358
359         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
360                 return;
361
362         va_start(args, fmt);
363         bpf_verifier_vlog(&env->log, fmt, args);
364         va_end(args);
365 }
366
367 static void verbose_invalid_scalar(struct bpf_verifier_env *env,
368                                    struct bpf_reg_state *reg,
369                                    struct bpf_retval_range range, const char *ctx,
370                                    const char *reg_name)
371 {
372         bool unknown = true;
373
374         verbose(env, "%s the register %s has", ctx, reg_name);
375         if (reg->smin_value > S64_MIN) {
376                 verbose(env, " smin=%lld", reg->smin_value);
377                 unknown = false;
378         }
379         if (reg->smax_value < S64_MAX) {
380                 verbose(env, " smax=%lld", reg->smax_value);
381                 unknown = false;
382         }
383         if (unknown)
384                 verbose(env, " unknown scalar value");
385         verbose(env, " should have been in [%d, %d]\n", range.minval, range.maxval);
386 }
387
388 static bool reg_not_null(const struct bpf_reg_state *reg)
389 {
390         enum bpf_reg_type type;
391
392         type = reg->type;
393         if (type_may_be_null(type))
394                 return false;
395
396         type = base_type(type);
397         return type == PTR_TO_SOCKET ||
398                 type == PTR_TO_TCP_SOCK ||
399                 type == PTR_TO_MAP_VALUE ||
400                 type == PTR_TO_MAP_KEY ||
401                 type == PTR_TO_SOCK_COMMON ||
402                 (type == PTR_TO_BTF_ID && is_trusted_reg(reg)) ||
403                 type == PTR_TO_MEM;
404 }
405
406 static struct btf_record *reg_btf_record(const struct bpf_reg_state *reg)
407 {
408         struct btf_record *rec = NULL;
409         struct btf_struct_meta *meta;
410
411         if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE) {
412                 rec = reg->map_ptr->record;
413         } else if (type_is_ptr_alloc_obj(reg->type)) {
414                 meta = btf_find_struct_meta(reg->btf, reg->btf_id);
415                 if (meta)
416                         rec = meta->record;
417         }
418         return rec;
419 }
420
421 static bool subprog_is_global(const struct bpf_verifier_env *env, int subprog)
422 {
423         struct bpf_func_info_aux *aux = env->prog->aux->func_info_aux;
424
425         return aux && aux[subprog].linkage == BTF_FUNC_GLOBAL;
426 }
427
428 static const char *subprog_name(const struct bpf_verifier_env *env, int subprog)
429 {
430         struct bpf_func_info *info;
431
432         if (!env->prog->aux->func_info)
433                 return "";
434
435         info = &env->prog->aux->func_info[subprog];
436         return btf_type_name(env->prog->aux->btf, info->type_id);
437 }
438
439 static void mark_subprog_exc_cb(struct bpf_verifier_env *env, int subprog)
440 {
441         struct bpf_subprog_info *info = subprog_info(env, subprog);
442
443         info->is_cb = true;
444         info->is_async_cb = true;
445         info->is_exception_cb = true;
446 }
447
448 static bool subprog_is_exc_cb(struct bpf_verifier_env *env, int subprog)
449 {
450         return subprog_info(env, subprog)->is_exception_cb;
451 }
452
453 static bool reg_may_point_to_spin_lock(const struct bpf_reg_state *reg)
454 {
455         return btf_record_has_field(reg_btf_record(reg), BPF_SPIN_LOCK);
456 }
457
458 static bool type_is_rdonly_mem(u32 type)
459 {
460         return type & MEM_RDONLY;
461 }
462
463 static bool is_acquire_function(enum bpf_func_id func_id,
464                                 const struct bpf_map *map)
465 {
466         enum bpf_map_type map_type = map ? map->map_type : BPF_MAP_TYPE_UNSPEC;
467
468         if (func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_tcp ||
469             func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_udp ||
470             func_id == BPF_FUNC_skc_lookup_tcp ||
471             func_id == BPF_FUNC_ringbuf_reserve ||
472             func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg)
473                 return true;
474
475         if (func_id == BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
476             (map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP ||
477              map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH))
478                 return true;
479
480         return false;
481 }
482
483 static bool is_ptr_cast_function(enum bpf_func_id func_id)
484 {
485         return func_id == BPF_FUNC_tcp_sock ||
486                 func_id == BPF_FUNC_sk_fullsock ||
487                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_sock ||
488                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp6_sock ||
489                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_udp6_sock ||
490                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_mptcp_sock ||
491                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_timewait_sock ||
492                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_request_sock;
493 }
494
495 static bool is_dynptr_ref_function(enum bpf_func_id func_id)
496 {
497         return func_id == BPF_FUNC_dynptr_data;
498 }
499
500 static bool is_sync_callback_calling_kfunc(u32 btf_id);
501 static bool is_async_callback_calling_kfunc(u32 btf_id);
502 static bool is_callback_calling_kfunc(u32 btf_id);
503 static bool is_bpf_throw_kfunc(struct bpf_insn *insn);
504
505 static bool is_bpf_wq_set_callback_impl_kfunc(u32 btf_id);
506
507 static bool is_sync_callback_calling_function(enum bpf_func_id func_id)
508 {
509         return func_id == BPF_FUNC_for_each_map_elem ||
510                func_id == BPF_FUNC_find_vma ||
511                func_id == BPF_FUNC_loop ||
512                func_id == BPF_FUNC_user_ringbuf_drain;
513 }
514
515 static bool is_async_callback_calling_function(enum bpf_func_id func_id)
516 {
517         return func_id == BPF_FUNC_timer_set_callback;
518 }
519
520 static bool is_callback_calling_function(enum bpf_func_id func_id)
521 {
522         return is_sync_callback_calling_function(func_id) ||
523                is_async_callback_calling_function(func_id);
524 }
525
526 static bool is_sync_callback_calling_insn(struct bpf_insn *insn)
527 {
528         return (bpf_helper_call(insn) && is_sync_callback_calling_function(insn->imm)) ||
529                (bpf_pseudo_kfunc_call(insn) && is_sync_callback_calling_kfunc(insn->imm));
530 }
531
532 static bool is_async_callback_calling_insn(struct bpf_insn *insn)
533 {
534         return (bpf_helper_call(insn) && is_async_callback_calling_function(insn->imm)) ||
535                (bpf_pseudo_kfunc_call(insn) && is_async_callback_calling_kfunc(insn->imm));
536 }
537
538 static bool is_may_goto_insn(struct bpf_insn *insn)
539 {
540         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_JCOND) && insn->src_reg == BPF_MAY_GOTO;
541 }
542
543 static bool is_may_goto_insn_at(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
544 {
545         return is_may_goto_insn(&env->prog->insnsi[insn_idx]);
546 }
547
548 static bool is_storage_get_function(enum bpf_func_id func_id)
549 {
550         return func_id == BPF_FUNC_sk_storage_get ||
551                func_id == BPF_FUNC_inode_storage_get ||
552                func_id == BPF_FUNC_task_storage_get ||
553                func_id == BPF_FUNC_cgrp_storage_get;
554 }
555
556 static bool helper_multiple_ref_obj_use(enum bpf_func_id func_id,
557                                         const struct bpf_map *map)
558 {
559         int ref_obj_uses = 0;
560
561         if (is_ptr_cast_function(func_id))
562                 ref_obj_uses++;
563         if (is_acquire_function(func_id, map))
564                 ref_obj_uses++;
565         if (is_dynptr_ref_function(func_id))
566                 ref_obj_uses++;
567
568         return ref_obj_uses > 1;
569 }
570
571 static bool is_cmpxchg_insn(const struct bpf_insn *insn)
572 {
573         return BPF_CLASS(insn->code) == BPF_STX &&
574                BPF_MODE(insn->code) == BPF_ATOMIC &&
575                insn->imm == BPF_CMPXCHG;
576 }
577
578 static int __get_spi(s32 off)
579 {
580         return (-off - 1) / BPF_REG_SIZE;
581 }
582
583 static struct bpf_func_state *func(struct bpf_verifier_env *env,
584                                    const struct bpf_reg_state *reg)
585 {
586         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
587
588         return cur->frame[reg->frameno];
589 }
590
591 static bool is_spi_bounds_valid(struct bpf_func_state *state, int spi, int nr_slots)
592 {
593        int allocated_slots = state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE;
594
595        /* We need to check that slots between [spi - nr_slots + 1, spi] are
596         * within [0, allocated_stack).
597         *
598         * Please note that the spi grows downwards. For example, a dynptr
599         * takes the size of two stack slots; the first slot will be at
600         * spi and the second slot will be at spi - 1.
601         */
602        return spi - nr_slots + 1 >= 0 && spi < allocated_slots;
603 }
604
605 static int stack_slot_obj_get_spi(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
606                                   const char *obj_kind, int nr_slots)
607 {
608         int off, spi;
609
610         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
611                 verbose(env, "%s has to be at a constant offset\n", obj_kind);
612                 return -EINVAL;
613         }
614
615         off = reg->off + reg->var_off.value;
616         if (off % BPF_REG_SIZE) {
617                 verbose(env, "cannot pass in %s at an offset=%d\n", obj_kind, off);
618                 return -EINVAL;
619         }
620
621         spi = __get_spi(off);
622         if (spi + 1 < nr_slots) {
623                 verbose(env, "cannot pass in %s at an offset=%d\n", obj_kind, off);
624                 return -EINVAL;
625         }
626
627         if (!is_spi_bounds_valid(func(env, reg), spi, nr_slots))
628                 return -ERANGE;
629         return spi;
630 }
631
632 static int dynptr_get_spi(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
633 {
634         return stack_slot_obj_get_spi(env, reg, "dynptr", BPF_DYNPTR_NR_SLOTS);
635 }
636
637 static int iter_get_spi(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg, int nr_slots)
638 {
639         return stack_slot_obj_get_spi(env, reg, "iter", nr_slots);
640 }
641
642 static enum bpf_dynptr_type arg_to_dynptr_type(enum bpf_arg_type arg_type)
643 {
644         switch (arg_type & DYNPTR_TYPE_FLAG_MASK) {
645         case DYNPTR_TYPE_LOCAL:
646                 return BPF_DYNPTR_TYPE_LOCAL;
647         case DYNPTR_TYPE_RINGBUF:
648                 return BPF_DYNPTR_TYPE_RINGBUF;
649         case DYNPTR_TYPE_SKB:
650                 return BPF_DYNPTR_TYPE_SKB;
651         case DYNPTR_TYPE_XDP:
652                 return BPF_DYNPTR_TYPE_XDP;
653         default:
654                 return BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID;
655         }
656 }
657
658 static enum bpf_type_flag get_dynptr_type_flag(enum bpf_dynptr_type type)
659 {
660         switch (type) {
661         case BPF_DYNPTR_TYPE_LOCAL:
662                 return DYNPTR_TYPE_LOCAL;
663         case BPF_DYNPTR_TYPE_RINGBUF:
664                 return DYNPTR_TYPE_RINGBUF;
665         case BPF_DYNPTR_TYPE_SKB:
666                 return DYNPTR_TYPE_SKB;
667         case BPF_DYNPTR_TYPE_XDP:
668                 return DYNPTR_TYPE_XDP;
669         default:
670                 return 0;
671         }
672 }
673
674 static bool dynptr_type_refcounted(enum bpf_dynptr_type type)
675 {
676         return type == BPF_DYNPTR_TYPE_RINGBUF;
677 }
678
679 static void __mark_dynptr_reg(struct bpf_reg_state *reg,
680                               enum bpf_dynptr_type type,
681                               bool first_slot, int dynptr_id);
682
683 static void __mark_reg_not_init(const struct bpf_verifier_env *env,
684                                 struct bpf_reg_state *reg);
685
686 static void mark_dynptr_stack_regs(struct bpf_verifier_env *env,
687                                    struct bpf_reg_state *sreg1,
688                                    struct bpf_reg_state *sreg2,
689                                    enum bpf_dynptr_type type)
690 {
691         int id = ++env->id_gen;
692
693         __mark_dynptr_reg(sreg1, type, true, id);
694         __mark_dynptr_reg(sreg2, type, false, id);
695 }
696
697 static void mark_dynptr_cb_reg(struct bpf_verifier_env *env,
698                                struct bpf_reg_state *reg,
699                                enum bpf_dynptr_type type)
700 {
701         __mark_dynptr_reg(reg, type, true, ++env->id_gen);
702 }
703
704 static int destroy_if_dynptr_stack_slot(struct bpf_verifier_env *env,
705                                         struct bpf_func_state *state, int spi);
706
707 static int mark_stack_slots_dynptr(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
708                                    enum bpf_arg_type arg_type, int insn_idx, int clone_ref_obj_id)
709 {
710         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
711         enum bpf_dynptr_type type;
712         int spi, i, err;
713
714         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
715         if (spi < 0)
716                 return spi;
717
718         /* We cannot assume both spi and spi - 1 belong to the same dynptr,
719          * hence we need to call destroy_if_dynptr_stack_slot twice for both,
720          * to ensure that for the following example:
721          *      [d1][d1][d2][d2]
722          * spi    3   2   1   0
723          * So marking spi = 2 should lead to destruction of both d1 and d2. In
724          * case they do belong to same dynptr, second call won't see slot_type
725          * as STACK_DYNPTR and will simply skip destruction.
726          */
727         err = destroy_if_dynptr_stack_slot(env, state, spi);
728         if (err)
729                 return err;
730         err = destroy_if_dynptr_stack_slot(env, state, spi - 1);
731         if (err)
732                 return err;
733
734         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
735                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_DYNPTR;
736                 state->stack[spi - 1].slot_type[i] = STACK_DYNPTR;
737         }
738
739         type = arg_to_dynptr_type(arg_type);
740         if (type == BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID)
741                 return -EINVAL;
742
743         mark_dynptr_stack_regs(env, &state->stack[spi].spilled_ptr,
744                                &state->stack[spi - 1].spilled_ptr, type);
745
746         if (dynptr_type_refcounted(type)) {
747                 /* The id is used to track proper releasing */
748                 int id;
749
750                 if (clone_ref_obj_id)
751                         id = clone_ref_obj_id;
752                 else
753                         id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
754
755                 if (id < 0)
756                         return id;
757
758                 state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id = id;
759                 state->stack[spi - 1].spilled_ptr.ref_obj_id = id;
760         }
761
762         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
763         state->stack[spi - 1].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
764
765         return 0;
766 }
767
768 static void invalidate_dynptr(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_func_state *state, int spi)
769 {
770         int i;
771
772         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
773                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_INVALID;
774                 state->stack[spi - 1].slot_type[i] = STACK_INVALID;
775         }
776
777         __mark_reg_not_init(env, &state->stack[spi].spilled_ptr);
778         __mark_reg_not_init(env, &state->stack[spi - 1].spilled_ptr);
779
780         /* Why do we need to set REG_LIVE_WRITTEN for STACK_INVALID slot?
781          *
782          * While we don't allow reading STACK_INVALID, it is still possible to
783          * do <8 byte writes marking some but not all slots as STACK_MISC. Then,
784          * helpers or insns can do partial read of that part without failing,
785          * but check_stack_range_initialized, check_stack_read_var_off, and
786          * check_stack_read_fixed_off will do mark_reg_read for all 8-bytes of
787          * the slot conservatively. Hence we need to prevent those liveness
788          * marking walks.
789          *
790          * This was not a problem before because STACK_INVALID is only set by
791          * default (where the default reg state has its reg->parent as NULL), or
792          * in clean_live_states after REG_LIVE_DONE (at which point
793          * mark_reg_read won't walk reg->parent chain), but not randomly during
794          * verifier state exploration (like we did above). Hence, for our case
795          * parentage chain will still be live (i.e. reg->parent may be
796          * non-NULL), while earlier reg->parent was NULL, so we need
797          * REG_LIVE_WRITTEN to screen off read marker propagation when it is
798          * done later on reads or by mark_dynptr_read as well to unnecessary
799          * mark registers in verifier state.
800          */
801         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
802         state->stack[spi - 1].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
803 }
804
805 static int unmark_stack_slots_dynptr(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
806 {
807         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
808         int spi, ref_obj_id, i;
809
810         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
811         if (spi < 0)
812                 return spi;
813
814         if (!dynptr_type_refcounted(state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type)) {
815                 invalidate_dynptr(env, state, spi);
816                 return 0;
817         }
818
819         ref_obj_id = state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id;
820
821         /* If the dynptr has a ref_obj_id, then we need to invalidate
822          * two things:
823          *
824          * 1) Any dynptrs with a matching ref_obj_id (clones)
825          * 2) Any slices derived from this dynptr.
826          */
827
828         /* Invalidate any slices associated with this dynptr */
829         WARN_ON_ONCE(release_reference(env, ref_obj_id));
830
831         /* Invalidate any dynptr clones */
832         for (i = 1; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
833                 if (state->stack[i].spilled_ptr.ref_obj_id != ref_obj_id)
834                         continue;
835
836                 /* it should always be the case that if the ref obj id
837                  * matches then the stack slot also belongs to a
838                  * dynptr
839                  */
840                 if (state->stack[i].slot_type[0] != STACK_DYNPTR) {
841                         verbose(env, "verifier internal error: misconfigured ref_obj_id\n");
842                         return -EFAULT;
843                 }
844                 if (state->stack[i].spilled_ptr.dynptr.first_slot)
845                         invalidate_dynptr(env, state, i);
846         }
847
848         return 0;
849 }
850
851 static void __mark_reg_unknown(const struct bpf_verifier_env *env,
852                                struct bpf_reg_state *reg);
853
854 static void mark_reg_invalid(const struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
855 {
856         if (!env->allow_ptr_leaks)
857                 __mark_reg_not_init(env, reg);
858         else
859                 __mark_reg_unknown(env, reg);
860 }
861
862 static int destroy_if_dynptr_stack_slot(struct bpf_verifier_env *env,
863                                         struct bpf_func_state *state, int spi)
864 {
865         struct bpf_func_state *fstate;
866         struct bpf_reg_state *dreg;
867         int i, dynptr_id;
868
869         /* We always ensure that STACK_DYNPTR is never set partially,
870          * hence just checking for slot_type[0] is enough. This is
871          * different for STACK_SPILL, where it may be only set for
872          * 1 byte, so code has to use is_spilled_reg.
873          */
874         if (state->stack[spi].slot_type[0] != STACK_DYNPTR)
875                 return 0;
876
877         /* Reposition spi to first slot */
878         if (!state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.first_slot)
879                 spi = spi + 1;
880
881         if (dynptr_type_refcounted(state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type)) {
882                 verbose(env, "cannot overwrite referenced dynptr\n");
883                 return -EINVAL;
884         }
885
886         mark_stack_slot_scratched(env, spi);
887         mark_stack_slot_scratched(env, spi - 1);
888
889         /* Writing partially to one dynptr stack slot destroys both. */
890         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
891                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_INVALID;
892                 state->stack[spi - 1].slot_type[i] = STACK_INVALID;
893         }
894
895         dynptr_id = state->stack[spi].spilled_ptr.id;
896         /* Invalidate any slices associated with this dynptr */
897         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, fstate, dreg, ({
898                 /* Dynptr slices are only PTR_TO_MEM_OR_NULL and PTR_TO_MEM */
899                 if (dreg->type != (PTR_TO_MEM | PTR_MAYBE_NULL) && dreg->type != PTR_TO_MEM)
900                         continue;
901                 if (dreg->dynptr_id == dynptr_id)
902                         mark_reg_invalid(env, dreg);
903         }));
904
905         /* Do not release reference state, we are destroying dynptr on stack,
906          * not using some helper to release it. Just reset register.
907          */
908         __mark_reg_not_init(env, &state->stack[spi].spilled_ptr);
909         __mark_reg_not_init(env, &state->stack[spi - 1].spilled_ptr);
910
911         /* Same reason as unmark_stack_slots_dynptr above */
912         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
913         state->stack[spi - 1].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
914
915         return 0;
916 }
917
918 static bool is_dynptr_reg_valid_uninit(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
919 {
920         int spi;
921
922         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
923                 return false;
924
925         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
926
927         /* -ERANGE (i.e. spi not falling into allocated stack slots) isn't an
928          * error because this just means the stack state hasn't been updated yet.
929          * We will do check_mem_access to check and update stack bounds later.
930          */
931         if (spi < 0 && spi != -ERANGE)
932                 return false;
933
934         /* We don't need to check if the stack slots are marked by previous
935          * dynptr initializations because we allow overwriting existing unreferenced
936          * STACK_DYNPTR slots, see mark_stack_slots_dynptr which calls
937          * destroy_if_dynptr_stack_slot to ensure dynptr objects at the slots we are
938          * touching are completely destructed before we reinitialize them for a new
939          * one. For referenced ones, destroy_if_dynptr_stack_slot returns an error early
940          * instead of delaying it until the end where the user will get "Unreleased
941          * reference" error.
942          */
943         return true;
944 }
945
946 static bool is_dynptr_reg_valid_init(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
947 {
948         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
949         int i, spi;
950
951         /* This already represents first slot of initialized bpf_dynptr.
952          *
953          * CONST_PTR_TO_DYNPTR already has fixed and var_off as 0 due to
954          * check_func_arg_reg_off's logic, so we don't need to check its
955          * offset and alignment.
956          */
957         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
958                 return true;
959
960         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
961         if (spi < 0)
962                 return false;
963         if (!state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.first_slot)
964                 return false;
965
966         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
967                 if (state->stack[spi].slot_type[i] != STACK_DYNPTR ||
968                     state->stack[spi - 1].slot_type[i] != STACK_DYNPTR)
969                         return false;
970         }
971
972         return true;
973 }
974
975 static bool is_dynptr_type_expected(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
976                                     enum bpf_arg_type arg_type)
977 {
978         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
979         enum bpf_dynptr_type dynptr_type;
980         int spi;
981
982         /* ARG_PTR_TO_DYNPTR takes any type of dynptr */
983         if (arg_type == ARG_PTR_TO_DYNPTR)
984                 return true;
985
986         dynptr_type = arg_to_dynptr_type(arg_type);
987         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR) {
988                 return reg->dynptr.type == dynptr_type;
989         } else {
990                 spi = dynptr_get_spi(env, reg);
991                 if (spi < 0)
992                         return false;
993                 return state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type == dynptr_type;
994         }
995 }
996
997 static void __mark_reg_known_zero(struct bpf_reg_state *reg);
998
999 static bool in_rcu_cs(struct bpf_verifier_env *env);
1000
1001 static bool is_kfunc_rcu_protected(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta);
1002
1003 static int mark_stack_slots_iter(struct bpf_verifier_env *env,
1004                                  struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
1005                                  struct bpf_reg_state *reg, int insn_idx,
1006                                  struct btf *btf, u32 btf_id, int nr_slots)
1007 {
1008         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1009         int spi, i, j, id;
1010
1011         spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
1012         if (spi < 0)
1013                 return spi;
1014
1015         id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
1016         if (id < 0)
1017                 return id;
1018
1019         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
1020                 struct bpf_stack_state *slot = &state->stack[spi - i];
1021                 struct bpf_reg_state *st = &slot->spilled_ptr;
1022
1023                 __mark_reg_known_zero(st);
1024                 st->type = PTR_TO_STACK; /* we don't have dedicated reg type */
1025                 if (is_kfunc_rcu_protected(meta)) {
1026                         if (in_rcu_cs(env))
1027                                 st->type |= MEM_RCU;
1028                         else
1029                                 st->type |= PTR_UNTRUSTED;
1030                 }
1031                 st->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
1032                 st->ref_obj_id = i == 0 ? id : 0;
1033                 st->iter.btf = btf;
1034                 st->iter.btf_id = btf_id;
1035                 st->iter.state = BPF_ITER_STATE_ACTIVE;
1036                 st->iter.depth = 0;
1037
1038                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
1039                         slot->slot_type[j] = STACK_ITER;
1040
1041                 mark_stack_slot_scratched(env, spi - i);
1042         }
1043
1044         return 0;
1045 }
1046
1047 static int unmark_stack_slots_iter(struct bpf_verifier_env *env,
1048                                    struct bpf_reg_state *reg, int nr_slots)
1049 {
1050         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1051         int spi, i, j;
1052
1053         spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
1054         if (spi < 0)
1055                 return spi;
1056
1057         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
1058                 struct bpf_stack_state *slot = &state->stack[spi - i];
1059                 struct bpf_reg_state *st = &slot->spilled_ptr;
1060
1061                 if (i == 0)
1062                         WARN_ON_ONCE(release_reference(env, st->ref_obj_id));
1063
1064                 __mark_reg_not_init(env, st);
1065
1066                 /* see unmark_stack_slots_dynptr() for why we need to set REG_LIVE_WRITTEN */
1067                 st->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
1068
1069                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
1070                         slot->slot_type[j] = STACK_INVALID;
1071
1072                 mark_stack_slot_scratched(env, spi - i);
1073         }
1074
1075         return 0;
1076 }
1077
1078 static bool is_iter_reg_valid_uninit(struct bpf_verifier_env *env,
1079                                      struct bpf_reg_state *reg, int nr_slots)
1080 {
1081         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1082         int spi, i, j;
1083
1084         /* For -ERANGE (i.e. spi not falling into allocated stack slots), we
1085          * will do check_mem_access to check and update stack bounds later, so
1086          * return true for that case.
1087          */
1088         spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
1089         if (spi == -ERANGE)
1090                 return true;
1091         if (spi < 0)
1092                 return false;
1093
1094         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
1095                 struct bpf_stack_state *slot = &state->stack[spi - i];
1096
1097                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
1098                         if (slot->slot_type[j] == STACK_ITER)
1099                                 return false;
1100         }
1101
1102         return true;
1103 }
1104
1105 static int is_iter_reg_valid_init(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
1106                                    struct btf *btf, u32 btf_id, int nr_slots)
1107 {
1108         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1109         int spi, i, j;
1110
1111         spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
1112         if (spi < 0)
1113                 return -EINVAL;
1114
1115         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
1116                 struct bpf_stack_state *slot = &state->stack[spi - i];
1117                 struct bpf_reg_state *st = &slot->spilled_ptr;
1118
1119                 if (st->type & PTR_UNTRUSTED)
1120                         return -EPROTO;
1121                 /* only main (first) slot has ref_obj_id set */
1122                 if (i == 0 && !st->ref_obj_id)
1123                         return -EINVAL;
1124                 if (i != 0 && st->ref_obj_id)
1125                         return -EINVAL;
1126                 if (st->iter.btf != btf || st->iter.btf_id != btf_id)
1127                         return -EINVAL;
1128
1129                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
1130                         if (slot->slot_type[j] != STACK_ITER)
1131                                 return -EINVAL;
1132         }
1133
1134         return 0;
1135 }
1136
1137 /* Check if given stack slot is "special":
1138  *   - spilled register state (STACK_SPILL);
1139  *   - dynptr state (STACK_DYNPTR);
1140  *   - iter state (STACK_ITER).
1141  */
1142 static bool is_stack_slot_special(const struct bpf_stack_state *stack)
1143 {
1144         enum bpf_stack_slot_type type = stack->slot_type[BPF_REG_SIZE - 1];
1145
1146         switch (type) {
1147         case STACK_SPILL:
1148         case STACK_DYNPTR:
1149         case STACK_ITER:
1150                 return true;
1151         case STACK_INVALID:
1152         case STACK_MISC:
1153         case STACK_ZERO:
1154                 return false;
1155         default:
1156                 WARN_ONCE(1, "unknown stack slot type %d\n", type);
1157                 return true;
1158         }
1159 }
1160
1161 /* The reg state of a pointer or a bounded scalar was saved when
1162  * it was spilled to the stack.
1163  */
1164 static bool is_spilled_reg(const struct bpf_stack_state *stack)
1165 {
1166         return stack->slot_type[BPF_REG_SIZE - 1] == STACK_SPILL;
1167 }
1168
1169 static bool is_spilled_scalar_reg(const struct bpf_stack_state *stack)
1170 {
1171         return stack->slot_type[BPF_REG_SIZE - 1] == STACK_SPILL &&
1172                stack->spilled_ptr.type == SCALAR_VALUE;
1173 }
1174
1175 static bool is_spilled_scalar_reg64(const struct bpf_stack_state *stack)
1176 {
1177         return stack->slot_type[0] == STACK_SPILL &&
1178                stack->spilled_ptr.type == SCALAR_VALUE;
1179 }
1180
1181 /* Mark stack slot as STACK_MISC, unless it is already STACK_INVALID, in which
1182  * case they are equivalent, or it's STACK_ZERO, in which case we preserve
1183  * more precise STACK_ZERO.
1184  * Note, in uprivileged mode leaving STACK_INVALID is wrong, so we take
1185  * env->allow_ptr_leaks into account and force STACK_MISC, if necessary.
1186  */
1187 static void mark_stack_slot_misc(struct bpf_verifier_env *env, u8 *stype)
1188 {
1189         if (*stype == STACK_ZERO)
1190                 return;
1191         if (env->allow_ptr_leaks && *stype == STACK_INVALID)
1192                 return;
1193         *stype = STACK_MISC;
1194 }
1195
1196 static void scrub_spilled_slot(u8 *stype)
1197 {
1198         if (*stype != STACK_INVALID)
1199                 *stype = STACK_MISC;
1200 }
1201
1202 /* copy array src of length n * size bytes to dst. dst is reallocated if it's too
1203  * small to hold src. This is different from krealloc since we don't want to preserve
1204  * the contents of dst.
1205  *
1206  * Leaves dst untouched if src is NULL or length is zero. Returns NULL if memory could
1207  * not be allocated.
1208  */
1209 static void *copy_array(void *dst, const void *src, size_t n, size_t size, gfp_t flags)
1210 {
1211         size_t alloc_bytes;
1212         void *orig = dst;
1213         size_t bytes;
1214
1215         if (ZERO_OR_NULL_PTR(src))
1216                 goto out;
1217
1218         if (unlikely(check_mul_overflow(n, size, &bytes)))
1219                 return NULL;
1220
1221         alloc_bytes = max(ksize(orig), kmalloc_size_roundup(bytes));
1222         dst = krealloc(orig, alloc_bytes, flags);
1223         if (!dst) {
1224                 kfree(orig);
1225                 return NULL;
1226         }
1227
1228         memcpy(dst, src, bytes);
1229 out:
1230         return dst ? dst : ZERO_SIZE_PTR;
1231 }
1232
1233 /* resize an array from old_n items to new_n items. the array is reallocated if it's too
1234  * small to hold new_n items. new items are zeroed out if the array grows.
1235  *
1236  * Contrary to krealloc_array, does not free arr if new_n is zero.
1237  */
1238 static void *realloc_array(void *arr, size_t old_n, size_t new_n, size_t size)
1239 {
1240         size_t alloc_size;
1241         void *new_arr;
1242
1243         if (!new_n || old_n == new_n)
1244                 goto out;
1245
1246         alloc_size = kmalloc_size_roundup(size_mul(new_n, size));
1247         new_arr = krealloc(arr, alloc_size, GFP_KERNEL);
1248         if (!new_arr) {
1249                 kfree(arr);
1250                 return NULL;
1251         }
1252         arr = new_arr;
1253
1254         if (new_n > old_n)
1255                 memset(arr + old_n * size, 0, (new_n - old_n) * size);
1256
1257 out:
1258         return arr ? arr : ZERO_SIZE_PTR;
1259 }
1260
1261 static int copy_reference_state(struct bpf_func_state *dst, const struct bpf_func_state *src)
1262 {
1263         dst->refs = copy_array(dst->refs, src->refs, src->acquired_refs,
1264                                sizeof(struct bpf_reference_state), GFP_KERNEL);
1265         if (!dst->refs)
1266                 return -ENOMEM;
1267
1268         dst->acquired_refs = src->acquired_refs;
1269         return 0;
1270 }
1271
1272 static int copy_stack_state(struct bpf_func_state *dst, const struct bpf_func_state *src)
1273 {
1274         size_t n = src->allocated_stack / BPF_REG_SIZE;
1275
1276         dst->stack = copy_array(dst->stack, src->stack, n, sizeof(struct bpf_stack_state),
1277                                 GFP_KERNEL);
1278         if (!dst->stack)
1279                 return -ENOMEM;
1280
1281         dst->allocated_stack = src->allocated_stack;
1282         return 0;
1283 }
1284
1285 static int resize_reference_state(struct bpf_func_state *state, size_t n)
1286 {
1287         state->refs = realloc_array(state->refs, state->acquired_refs, n,
1288                                     sizeof(struct bpf_reference_state));
1289         if (!state->refs)
1290                 return -ENOMEM;
1291
1292         state->acquired_refs = n;
1293         return 0;
1294 }
1295
1296 /* Possibly update state->allocated_stack to be at least size bytes. Also
1297  * possibly update the function's high-water mark in its bpf_subprog_info.
1298  */
1299 static int grow_stack_state(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_func_state *state, int size)
1300 {
1301         size_t old_n = state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE, n;
1302
1303         /* The stack size is always a multiple of BPF_REG_SIZE. */
1304         size = round_up(size, BPF_REG_SIZE);
1305         n = size / BPF_REG_SIZE;
1306
1307         if (old_n >= n)
1308                 return 0;
1309
1310         state->stack = realloc_array(state->stack, old_n, n, sizeof(struct bpf_stack_state));
1311         if (!state->stack)
1312                 return -ENOMEM;
1313
1314         state->allocated_stack = size;
1315
1316         /* update known max for given subprogram */
1317         if (env->subprog_info[state->subprogno].stack_depth < size)
1318                 env->subprog_info[state->subprogno].stack_depth = size;
1319
1320         return 0;
1321 }
1322
1323 /* Acquire a pointer id from the env and update the state->refs to include
1324  * this new pointer reference.
1325  * On success, returns a valid pointer id to associate with the register
1326  * On failure, returns a negative errno.
1327  */
1328 static int acquire_reference_state(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
1329 {
1330         struct bpf_func_state *state = cur_func(env);
1331         int new_ofs = state->acquired_refs;
1332         int id, err;
1333
1334         err = resize_reference_state(state, state->acquired_refs + 1);
1335         if (err)
1336                 return err;
1337         id = ++env->id_gen;
1338         state->refs[new_ofs].id = id;
1339         state->refs[new_ofs].insn_idx = insn_idx;
1340         state->refs[new_ofs].callback_ref = state->in_callback_fn ? state->frameno : 0;
1341
1342         return id;
1343 }
1344
1345 /* release function corresponding to acquire_reference_state(). Idempotent. */
1346 static int release_reference_state(struct bpf_func_state *state, int ptr_id)
1347 {
1348         int i, last_idx;
1349
1350         last_idx = state->acquired_refs - 1;
1351         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
1352                 if (state->refs[i].id == ptr_id) {
1353                         /* Cannot release caller references in callbacks */
1354                         if (state->in_callback_fn && state->refs[i].callback_ref != state->frameno)
1355                                 return -EINVAL;
1356                         if (last_idx && i != last_idx)
1357                                 memcpy(&state->refs[i], &state->refs[last_idx],
1358                                        sizeof(*state->refs));
1359                         memset(&state->refs[last_idx], 0, sizeof(*state->refs));
1360                         state->acquired_refs--;
1361                         return 0;
1362                 }
1363         }
1364         return -EINVAL;
1365 }
1366
1367 static void free_func_state(struct bpf_func_state *state)
1368 {
1369         if (!state)
1370                 return;
1371         kfree(state->refs);
1372         kfree(state->stack);
1373         kfree(state);
1374 }
1375
1376 static void clear_jmp_history(struct bpf_verifier_state *state)
1377 {
1378         kfree(state->jmp_history);
1379         state->jmp_history = NULL;
1380         state->jmp_history_cnt = 0;
1381 }
1382
1383 static void free_verifier_state(struct bpf_verifier_state *state,
1384                                 bool free_self)
1385 {
1386         int i;
1387
1388         for (i = 0; i <= state->curframe; i++) {
1389                 free_func_state(state->frame[i]);
1390                 state->frame[i] = NULL;
1391         }
1392         clear_jmp_history(state);
1393         if (free_self)
1394                 kfree(state);
1395 }
1396
1397 /* copy verifier state from src to dst growing dst stack space
1398  * when necessary to accommodate larger src stack
1399  */
1400 static int copy_func_state(struct bpf_func_state *dst,
1401                            const struct bpf_func_state *src)
1402 {
1403         int err;
1404
1405         memcpy(dst, src, offsetof(struct bpf_func_state, acquired_refs));
1406         err = copy_reference_state(dst, src);
1407         if (err)
1408                 return err;
1409         return copy_stack_state(dst, src);
1410 }
1411
1412 static int copy_verifier_state(struct bpf_verifier_state *dst_state,
1413                                const struct bpf_verifier_state *src)
1414 {
1415         struct bpf_func_state *dst;
1416         int i, err;
1417
1418         dst_state->jmp_history = copy_array(dst_state->jmp_history, src->jmp_history,
1419                                           src->jmp_history_cnt, sizeof(*dst_state->jmp_history),
1420                                           GFP_USER);
1421         if (!dst_state->jmp_history)
1422                 return -ENOMEM;
1423         dst_state->jmp_history_cnt = src->jmp_history_cnt;
1424
1425         /* if dst has more stack frames then src frame, free them, this is also
1426          * necessary in case of exceptional exits using bpf_throw.
1427          */
1428         for (i = src->curframe + 1; i <= dst_state->curframe; i++) {
1429                 free_func_state(dst_state->frame[i]);
1430                 dst_state->frame[i] = NULL;
1431         }
1432         dst_state->speculative = src->speculative;
1433         dst_state->active_rcu_lock = src->active_rcu_lock;
1434         dst_state->active_preempt_lock = src->active_preempt_lock;
1435         dst_state->in_sleepable = src->in_sleepable;
1436         dst_state->curframe = src->curframe;
1437         dst_state->active_lock.ptr = src->active_lock.ptr;
1438         dst_state->active_lock.id = src->active_lock.id;
1439         dst_state->branches = src->branches;
1440         dst_state->parent = src->parent;
1441         dst_state->first_insn_idx = src->first_insn_idx;
1442         dst_state->last_insn_idx = src->last_insn_idx;
1443         dst_state->dfs_depth = src->dfs_depth;
1444         dst_state->callback_unroll_depth = src->callback_unroll_depth;
1445         dst_state->used_as_loop_entry = src->used_as_loop_entry;
1446         dst_state->may_goto_depth = src->may_goto_depth;
1447         for (i = 0; i <= src->curframe; i++) {
1448                 dst = dst_state->frame[i];
1449                 if (!dst) {
1450                         dst = kzalloc(sizeof(*dst), GFP_KERNEL);
1451                         if (!dst)
1452                                 return -ENOMEM;
1453                         dst_state->frame[i] = dst;
1454                 }
1455                 err = copy_func_state(dst, src->frame[i]);
1456                 if (err)
1457                         return err;
1458         }
1459         return 0;
1460 }
1461
1462 static u32 state_htab_size(struct bpf_verifier_env *env)
1463 {
1464         return env->prog->len;
1465 }
1466
1467 static struct bpf_verifier_state_list **explored_state(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
1468 {
1469         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
1470         struct bpf_func_state *state = cur->frame[cur->curframe];
1471
1472         return &env->explored_states[(idx ^ state->callsite) % state_htab_size(env)];
1473 }
1474
1475 static bool same_callsites(struct bpf_verifier_state *a, struct bpf_verifier_state *b)
1476 {
1477         int fr;
1478
1479         if (a->curframe != b->curframe)
1480                 return false;
1481
1482         for (fr = a->curframe; fr >= 0; fr--)
1483                 if (a->frame[fr]->callsite != b->frame[fr]->callsite)
1484                         return false;
1485
1486         return true;
1487 }
1488
1489 /* Open coded iterators allow back-edges in the state graph in order to
1490  * check unbounded loops that iterators.
1491  *
1492  * In is_state_visited() it is necessary to know if explored states are
1493  * part of some loops in order to decide whether non-exact states
1494  * comparison could be used:
1495  * - non-exact states comparison establishes sub-state relation and uses
1496  *   read and precision marks to do so, these marks are propagated from
1497  *   children states and thus are not guaranteed to be final in a loop;
1498  * - exact states comparison just checks if current and explored states
1499  *   are identical (and thus form a back-edge).
1500  *
1501  * Paper "A New Algorithm for Identifying Loops in Decompilation"
1502  * by Tao Wei, Jian Mao, Wei Zou and Yu Chen [1] presents a convenient
1503  * algorithm for loop structure detection and gives an overview of
1504  * relevant terminology. It also has helpful illustrations.
1505  *
1506  * [1] https://api.semanticscholar.org/CorpusID:15784067
1507  *
1508  * We use a similar algorithm but because loop nested structure is
1509  * irrelevant for verifier ours is significantly simpler and resembles
1510  * strongly connected components algorithm from Sedgewick's textbook.
1511  *
1512  * Define topmost loop entry as a first node of the loop traversed in a
1513  * depth first search starting from initial state. The goal of the loop
1514  * tracking algorithm is to associate topmost loop entries with states
1515  * derived from these entries.
1516  *
1517  * For each step in the DFS states traversal algorithm needs to identify
1518  * the following situations:
1519  *
1520  *          initial                     initial                   initial
1521  *            |                           |                         |
1522  *            V                           V                         V
1523  *           ...                         ...           .---------> hdr
1524  *            |                           |            |            |
1525  *            V                           V            |            V
1526  *           cur                     .-> succ          |    .------...
1527  *            |                      |    |            |    |       |
1528  *            V                      |    V            |    V       V
1529  *           succ                    '-- cur           |   ...     ...
1530  *                                                     |    |       |
1531  *                                                     |    V       V
1532  *                                                     |   succ <- cur
1533  *                                                     |    |
1534  *                                                     |    V
1535  *                                                     |   ...
1536  *                                                     |    |
1537  *                                                     '----'
1538  *
1539  *  (A) successor state of cur   (B) successor state of cur or it's entry
1540  *      not yet traversed            are in current DFS path, thus cur and succ
1541  *                                   are members of the same outermost loop
1542  *
1543  *                      initial                  initial
1544  *                        |                        |
1545  *                        V                        V
1546  *                       ...                      ...
1547  *                        |                        |
1548  *                        V                        V
1549  *                .------...               .------...
1550  *                |       |                |       |
1551  *                V       V                V       V
1552  *           .-> hdr     ...              ...     ...
1553  *           |    |       |                |       |
1554  *           |    V       V                V       V
1555  *           |   succ <- cur              succ <- cur
1556  *           |    |                        |
1557  *           |    V                        V
1558  *           |   ...                      ...
1559  *           |    |                        |
1560  *           '----'                       exit
1561  *
1562  * (C) successor state of cur is a part of some loop but this loop
1563  *     does not include cur or successor state is not in a loop at all.
1564  *
1565  * Algorithm could be described as the following python code:
1566  *
1567  *     traversed = set()   # Set of traversed nodes
1568  *     entries = {}        # Mapping from node to loop entry
1569  *     depths = {}         # Depth level assigned to graph node
1570  *     path = set()        # Current DFS path
1571  *
1572  *     # Find outermost loop entry known for n
1573  *     def get_loop_entry(n):
1574  *         h = entries.get(n, None)
1575  *         while h in entries and entries[h] != h:
1576  *             h = entries[h]
1577  *         return h
1578  *
1579  *     # Update n's loop entry if h's outermost entry comes
1580  *     # before n's outermost entry in current DFS path.
1581  *     def update_loop_entry(n, h):
1582  *         n1 = get_loop_entry(n) or n
1583  *         h1 = get_loop_entry(h) or h
1584  *         if h1 in path and depths[h1] <= depths[n1]:
1585  *             entries[n] = h1
1586  *
1587  *     def dfs(n, depth):
1588  *         traversed.add(n)
1589  *         path.add(n)
1590  *         depths[n] = depth
1591  *         for succ in G.successors(n):
1592  *             if succ not in traversed:
1593  *                 # Case A: explore succ and update cur's loop entry
1594  *                 #         only if succ's entry is in current DFS path.
1595  *                 dfs(succ, depth + 1)
1596  *                 h = get_loop_entry(succ)
1597  *                 update_loop_entry(n, h)
1598  *             else:
1599  *                 # Case B or C depending on `h1 in path` check in update_loop_entry().
1600  *                 update_loop_entry(n, succ)
1601  *         path.remove(n)
1602  *
1603  * To adapt this algorithm for use with verifier:
1604  * - use st->branch == 0 as a signal that DFS of succ had been finished
1605  *   and cur's loop entry has to be updated (case A), handle this in
1606  *   update_branch_counts();
1607  * - use st->branch > 0 as a signal that st is in the current DFS path;
1608  * - handle cases B and C in is_state_visited();
1609  * - update topmost loop entry for intermediate states in get_loop_entry().
1610  */
1611 static struct bpf_verifier_state *get_loop_entry(struct bpf_verifier_state *st)
1612 {
1613         struct bpf_verifier_state *topmost = st->loop_entry, *old;
1614
1615         while (topmost && topmost->loop_entry && topmost != topmost->loop_entry)
1616                 topmost = topmost->loop_entry;
1617         /* Update loop entries for intermediate states to avoid this
1618          * traversal in future get_loop_entry() calls.
1619          */
1620         while (st && st->loop_entry != topmost) {
1621                 old = st->loop_entry;
1622                 st->loop_entry = topmost;
1623                 st = old;
1624         }
1625         return topmost;
1626 }
1627
1628 static void update_loop_entry(struct bpf_verifier_state *cur, struct bpf_verifier_state *hdr)
1629 {
1630         struct bpf_verifier_state *cur1, *hdr1;
1631
1632         cur1 = get_loop_entry(cur) ?: cur;
1633         hdr1 = get_loop_entry(hdr) ?: hdr;
1634         /* The head1->branches check decides between cases B and C in
1635          * comment for get_loop_entry(). If hdr1->branches == 0 then
1636          * head's topmost loop entry is not in current DFS path,
1637          * hence 'cur' and 'hdr' are not in the same loop and there is
1638          * no need to update cur->loop_entry.
1639          */
1640         if (hdr1->branches && hdr1->dfs_depth <= cur1->dfs_depth) {
1641                 cur->loop_entry = hdr;
1642                 hdr->used_as_loop_entry = true;
1643         }
1644 }
1645
1646 static void update_branch_counts(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_verifier_state *st)
1647 {
1648         while (st) {
1649                 u32 br = --st->branches;
1650
1651                 /* br == 0 signals that DFS exploration for 'st' is finished,
1652                  * thus it is necessary to update parent's loop entry if it
1653                  * turned out that st is a part of some loop.
1654                  * This is a part of 'case A' in get_loop_entry() comment.
1655                  */
1656                 if (br == 0 && st->parent && st->loop_entry)
1657                         update_loop_entry(st->parent, st->loop_entry);
1658
1659                 /* WARN_ON(br > 1) technically makes sense here,
1660                  * but see comment in push_stack(), hence:
1661                  */
1662                 WARN_ONCE((int)br < 0,
1663                           "BUG update_branch_counts:branches_to_explore=%d\n",
1664                           br);
1665                 if (br)
1666                         break;
1667                 st = st->parent;
1668         }
1669 }
1670
1671 static int pop_stack(struct bpf_verifier_env *env, int *prev_insn_idx,
1672                      int *insn_idx, bool pop_log)
1673 {
1674         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
1675         struct bpf_verifier_stack_elem *elem, *head = env->head;
1676         int err;
1677
1678         if (env->head == NULL)
1679                 return -ENOENT;
1680
1681         if (cur) {
1682                 err = copy_verifier_state(cur, &head->st);
1683                 if (err)
1684                         return err;
1685         }
1686         if (pop_log)
1687                 bpf_vlog_reset(&env->log, head->log_pos);
1688         if (insn_idx)
1689                 *insn_idx = head->insn_idx;
1690         if (prev_insn_idx)
1691                 *prev_insn_idx = head->prev_insn_idx;
1692         elem = head->next;
1693         free_verifier_state(&head->st, false);
1694         kfree(head);
1695         env->head = elem;
1696         env->stack_size--;
1697         return 0;
1698 }
1699
1700 static struct bpf_verifier_state *push_stack(struct bpf_verifier_env *env,
1701                                              int insn_idx, int prev_insn_idx,
1702                                              bool speculative)
1703 {
1704         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
1705         struct bpf_verifier_stack_elem *elem;
1706         int err;
1707
1708         elem = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_stack_elem), GFP_KERNEL);
1709         if (!elem)
1710                 goto err;
1711
1712         elem->insn_idx = insn_idx;
1713         elem->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
1714         elem->next = env->head;
1715         elem->log_pos = env->log.end_pos;
1716         env->head = elem;
1717         env->stack_size++;
1718         err = copy_verifier_state(&elem->st, cur);
1719         if (err)
1720                 goto err;
1721         elem->st.speculative |= speculative;
1722         if (env->stack_size > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ) {
1723                 verbose(env, "The sequence of %d jumps is too complex.\n",
1724                         env->stack_size);
1725                 goto err;
1726         }
1727         if (elem->st.parent) {
1728                 ++elem->st.parent->branches;
1729                 /* WARN_ON(branches > 2) technically makes sense here,
1730                  * but
1731                  * 1. speculative states will bump 'branches' for non-branch
1732                  * instructions
1733                  * 2. is_state_visited() heuristics may decide not to create
1734                  * a new state for a sequence of branches and all such current
1735                  * and cloned states will be pointing to a single parent state
1736                  * which might have large 'branches' count.
1737                  */
1738         }
1739         return &elem->st;
1740 err:
1741         free_verifier_state(env->cur_state, true);
1742         env->cur_state = NULL;
1743         /* pop all elements and return */
1744         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
1745         return NULL;
1746 }
1747
1748 #define CALLER_SAVED_REGS 6
1749 static const int caller_saved[CALLER_SAVED_REGS] = {
1750         BPF_REG_0, BPF_REG_1, BPF_REG_2, BPF_REG_3, BPF_REG_4, BPF_REG_5
1751 };
1752
1753 /* This helper doesn't clear reg->id */
1754 static void ___mark_reg_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1755 {
1756         reg->var_off = tnum_const(imm);
1757         reg->smin_value = (s64)imm;
1758         reg->smax_value = (s64)imm;
1759         reg->umin_value = imm;
1760         reg->umax_value = imm;
1761
1762         reg->s32_min_value = (s32)imm;
1763         reg->s32_max_value = (s32)imm;
1764         reg->u32_min_value = (u32)imm;
1765         reg->u32_max_value = (u32)imm;
1766 }
1767
1768 /* Mark the unknown part of a register (variable offset or scalar value) as
1769  * known to have the value @imm.
1770  */
1771 static void __mark_reg_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1772 {
1773         /* Clear off and union(map_ptr, range) */
1774         memset(((u8 *)reg) + sizeof(reg->type), 0,
1775                offsetof(struct bpf_reg_state, var_off) - sizeof(reg->type));
1776         reg->id = 0;
1777         reg->ref_obj_id = 0;
1778         ___mark_reg_known(reg, imm);
1779 }
1780
1781 static void __mark_reg32_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1782 {
1783         reg->var_off = tnum_const_subreg(reg->var_off, imm);
1784         reg->s32_min_value = (s32)imm;
1785         reg->s32_max_value = (s32)imm;
1786         reg->u32_min_value = (u32)imm;
1787         reg->u32_max_value = (u32)imm;
1788 }
1789
1790 /* Mark the 'variable offset' part of a register as zero.  This should be
1791  * used only on registers holding a pointer type.
1792  */
1793 static void __mark_reg_known_zero(struct bpf_reg_state *reg)
1794 {
1795         __mark_reg_known(reg, 0);
1796 }
1797
1798 static void __mark_reg_const_zero(const struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
1799 {
1800         __mark_reg_known(reg, 0);
1801         reg->type = SCALAR_VALUE;
1802         /* all scalars are assumed imprecise initially (unless unprivileged,
1803          * in which case everything is forced to be precise)
1804          */
1805         reg->precise = !env->bpf_capable;
1806 }
1807
1808 static void mark_reg_known_zero(struct bpf_verifier_env *env,
1809                                 struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
1810 {
1811         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
1812                 verbose(env, "mark_reg_known_zero(regs, %u)\n", regno);
1813                 /* Something bad happened, let's kill all regs */
1814                 for (regno = 0; regno < MAX_BPF_REG; regno++)
1815                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1816                 return;
1817         }
1818         __mark_reg_known_zero(regs + regno);
1819 }
1820
1821 static void __mark_dynptr_reg(struct bpf_reg_state *reg, enum bpf_dynptr_type type,
1822                               bool first_slot, int dynptr_id)
1823 {
1824         /* reg->type has no meaning for STACK_DYNPTR, but when we set reg for
1825          * callback arguments, it does need to be CONST_PTR_TO_DYNPTR, so simply
1826          * set it unconditionally as it is ignored for STACK_DYNPTR anyway.
1827          */
1828         __mark_reg_known_zero(reg);
1829         reg->type = CONST_PTR_TO_DYNPTR;
1830         /* Give each dynptr a unique id to uniquely associate slices to it. */
1831         reg->id = dynptr_id;
1832         reg->dynptr.type = type;
1833         reg->dynptr.first_slot = first_slot;
1834 }
1835
1836 static void mark_ptr_not_null_reg(struct bpf_reg_state *reg)
1837 {
1838         if (base_type(reg->type) == PTR_TO_MAP_VALUE) {
1839                 const struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
1840
1841                 if (map->inner_map_meta) {
1842                         reg->type = CONST_PTR_TO_MAP;
1843                         reg->map_ptr = map->inner_map_meta;
1844                         /* transfer reg's id which is unique for every map_lookup_elem
1845                          * as UID of the inner map.
1846                          */
1847                         if (btf_record_has_field(map->inner_map_meta->record, BPF_TIMER))
1848                                 reg->map_uid = reg->id;
1849                         if (btf_record_has_field(map->inner_map_meta->record, BPF_WORKQUEUE))
1850                                 reg->map_uid = reg->id;
1851                 } else if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_XSKMAP) {
1852                         reg->type = PTR_TO_XDP_SOCK;
1853                 } else if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP ||
1854                            map->map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH) {
1855                         reg->type = PTR_TO_SOCKET;
1856                 } else {
1857                         reg->type = PTR_TO_MAP_VALUE;
1858                 }
1859                 return;
1860         }
1861
1862         reg->type &= ~PTR_MAYBE_NULL;
1863 }
1864
1865 static void mark_reg_graph_node(struct bpf_reg_state *regs, u32 regno,
1866                                 struct btf_field_graph_root *ds_head)
1867 {
1868         __mark_reg_known_zero(&regs[regno]);
1869         regs[regno].type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC;
1870         regs[regno].btf = ds_head->btf;
1871         regs[regno].btf_id = ds_head->value_btf_id;
1872         regs[regno].off = ds_head->node_offset;
1873 }
1874
1875 static bool reg_is_pkt_pointer(const struct bpf_reg_state *reg)
1876 {
1877         return type_is_pkt_pointer(reg->type);
1878 }
1879
1880 static bool reg_is_pkt_pointer_any(const struct bpf_reg_state *reg)
1881 {
1882         return reg_is_pkt_pointer(reg) ||
1883                reg->type == PTR_TO_PACKET_END;
1884 }
1885
1886 static bool reg_is_dynptr_slice_pkt(const struct bpf_reg_state *reg)
1887 {
1888         return base_type(reg->type) == PTR_TO_MEM &&
1889                 (reg->type & DYNPTR_TYPE_SKB || reg->type & DYNPTR_TYPE_XDP);
1890 }
1891
1892 /* Unmodified PTR_TO_PACKET[_META,_END] register from ctx access. */
1893 static bool reg_is_init_pkt_pointer(const struct bpf_reg_state *reg,
1894                                     enum bpf_reg_type which)
1895 {
1896         /* The register can already have a range from prior markings.
1897          * This is fine as long as it hasn't been advanced from its
1898          * origin.
1899          */
1900         return reg->type == which &&
1901                reg->id == 0 &&
1902                reg->off == 0 &&
1903                tnum_equals_const(reg->var_off, 0);
1904 }
1905
1906 /* Reset the min/max bounds of a register */
1907 static void __mark_reg_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
1908 {
1909         reg->smin_value = S64_MIN;
1910         reg->smax_value = S64_MAX;
1911         reg->umin_value = 0;
1912         reg->umax_value = U64_MAX;
1913
1914         reg->s32_min_value = S32_MIN;
1915         reg->s32_max_value = S32_MAX;
1916         reg->u32_min_value = 0;
1917         reg->u32_max_value = U32_MAX;
1918 }
1919
1920 static void __mark_reg64_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
1921 {
1922         reg->smin_value = S64_MIN;
1923         reg->smax_value = S64_MAX;
1924         reg->umin_value = 0;
1925         reg->umax_value = U64_MAX;
1926 }
1927
1928 static void __mark_reg32_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
1929 {
1930         reg->s32_min_value = S32_MIN;
1931         reg->s32_max_value = S32_MAX;
1932         reg->u32_min_value = 0;
1933         reg->u32_max_value = U32_MAX;
1934 }
1935
1936 static void __update_reg32_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1937 {
1938         struct tnum var32_off = tnum_subreg(reg->var_off);
1939
1940         /* min signed is max(sign bit) | min(other bits) */
1941         reg->s32_min_value = max_t(s32, reg->s32_min_value,
1942                         var32_off.value | (var32_off.mask & S32_MIN));
1943         /* max signed is min(sign bit) | max(other bits) */
1944         reg->s32_max_value = min_t(s32, reg->s32_max_value,
1945                         var32_off.value | (var32_off.mask & S32_MAX));
1946         reg->u32_min_value = max_t(u32, reg->u32_min_value, (u32)var32_off.value);
1947         reg->u32_max_value = min(reg->u32_max_value,
1948                                  (u32)(var32_off.value | var32_off.mask));
1949 }
1950
1951 static void __update_reg64_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1952 {
1953         /* min signed is max(sign bit) | min(other bits) */
1954         reg->smin_value = max_t(s64, reg->smin_value,
1955                                 reg->var_off.value | (reg->var_off.mask & S64_MIN));
1956         /* max signed is min(sign bit) | max(other bits) */
1957         reg->smax_value = min_t(s64, reg->smax_value,
1958                                 reg->var_off.value | (reg->var_off.mask & S64_MAX));
1959         reg->umin_value = max(reg->umin_value, reg->var_off.value);
1960         reg->umax_value = min(reg->umax_value,
1961                               reg->var_off.value | reg->var_off.mask);
1962 }
1963
1964 static void __update_reg_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1965 {
1966         __update_reg32_bounds(reg);
1967         __update_reg64_bounds(reg);
1968 }
1969
1970 /* Uses signed min/max values to inform unsigned, and vice-versa */
1971 static void __reg32_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1972 {
1973         /* If upper 32 bits of u64/s64 range don't change, we can use lower 32
1974          * bits to improve our u32/s32 boundaries.
1975          *
1976          * E.g., the case where we have upper 32 bits as zero ([10, 20] in
1977          * u64) is pretty trivial, it's obvious that in u32 we'll also have
1978          * [10, 20] range. But this property holds for any 64-bit range as
1979          * long as upper 32 bits in that entire range of values stay the same.
1980          *
1981          * E.g., u64 range [0x10000000A, 0x10000000F] ([4294967306, 4294967311]
1982          * in decimal) has the same upper 32 bits throughout all the values in
1983          * that range. As such, lower 32 bits form a valid [0xA, 0xF] ([10, 15])
1984          * range.
1985          *
1986          * Note also, that [0xA, 0xF] is a valid range both in u32 and in s32,
1987          * following the rules outlined below about u64/s64 correspondence
1988          * (which equally applies to u32 vs s32 correspondence). In general it
1989          * depends on actual hexadecimal values of 32-bit range. They can form
1990          * only valid u32, or only valid s32 ranges in some cases.
1991          *
1992          * So we use all these insights to derive bounds for subregisters here.
1993          */
1994         if ((reg->umin_value >> 32) == (reg->umax_value >> 32)) {
1995                 /* u64 to u32 casting preserves validity of low 32 bits as
1996                  * a range, if upper 32 bits are the same
1997                  */
1998                 reg->u32_min_value = max_t(u32, reg->u32_min_value, (u32)reg->umin_value);
1999                 reg->u32_max_value = min_t(u32, reg->u32_max_value, (u32)reg->umax_value);
2000
2001                 if ((s32)reg->umin_value <= (s32)reg->umax_value) {
2002                         reg->s32_min_value = max_t(s32, reg->s32_min_value, (s32)reg->umin_value);
2003                         reg->s32_max_value = min_t(s32, reg->s32_max_value, (s32)reg->umax_value);
2004                 }
2005         }
2006         if ((reg->smin_value >> 32) == (reg->smax_value >> 32)) {
2007                 /* low 32 bits should form a proper u32 range */
2008                 if ((u32)reg->smin_value <= (u32)reg->smax_value) {
2009                         reg->u32_min_value = max_t(u32, reg->u32_min_value, (u32)reg->smin_value);
2010                         reg->u32_max_value = min_t(u32, reg->u32_max_value, (u32)reg->smax_value);
2011                 }
2012                 /* low 32 bits should form a proper s32 range */
2013                 if ((s32)reg->smin_value <= (s32)reg->smax_value) {
2014                         reg->s32_min_value = max_t(s32, reg->s32_min_value, (s32)reg->smin_value);
2015                         reg->s32_max_value = min_t(s32, reg->s32_max_value, (s32)reg->smax_value);
2016                 }
2017         }
2018         /* Special case where upper bits form a small sequence of two
2019          * sequential numbers (in 32-bit unsigned space, so 0xffffffff to
2020          * 0x00000000 is also valid), while lower bits form a proper s32 range
2021          * going from negative numbers to positive numbers. E.g., let's say we
2022          * have s64 range [-1, 1] ([0xffffffffffffffff, 0x0000000000000001]).
2023          * Possible s64 values are {-1, 0, 1} ({0xffffffffffffffff,
2024          * 0x0000000000000000, 0x00000000000001}). Ignoring upper 32 bits,
2025          * we still get a valid s32 range [-1, 1] ([0xffffffff, 0x00000001]).
2026          * Note that it doesn't have to be 0xffffffff going to 0x00000000 in
2027          * upper 32 bits. As a random example, s64 range
2028          * [0xfffffff0fffffff0; 0xfffffff100000010], forms a valid s32 range
2029          * [-16, 16] ([0xfffffff0; 0x00000010]) in its 32 bit subregister.
2030          */
2031         if ((u32)(reg->umin_value >> 32) + 1 == (u32)(reg->umax_value >> 32) &&
2032             (s32)reg->umin_value < 0 && (s32)reg->umax_value >= 0) {
2033                 reg->s32_min_value = max_t(s32, reg->s32_min_value, (s32)reg->umin_value);
2034                 reg->s32_max_value = min_t(s32, reg->s32_max_value, (s32)reg->umax_value);
2035         }
2036         if ((u32)(reg->smin_value >> 32) + 1 == (u32)(reg->smax_value >> 32) &&
2037             (s32)reg->smin_value < 0 && (s32)reg->smax_value >= 0) {
2038                 reg->s32_min_value = max_t(s32, reg->s32_min_value, (s32)reg->smin_value);
2039                 reg->s32_max_value = min_t(s32, reg->s32_max_value, (s32)reg->smax_value);
2040         }
2041         /* if u32 range forms a valid s32 range (due to matching sign bit),
2042          * try to learn from that
2043          */
2044         if ((s32)reg->u32_min_value <= (s32)reg->u32_max_value) {
2045                 reg->s32_min_value = max_t(s32, reg->s32_min_value, reg->u32_min_value);
2046                 reg->s32_max_value = min_t(s32, reg->s32_max_value, reg->u32_max_value);
2047         }
2048         /* If we cannot cross the sign boundary, then signed and unsigned bounds
2049          * are the same, so combine.  This works even in the negative case, e.g.
2050          * -3 s<= x s<= -1 implies 0xf...fd u<= x u<= 0xf...ff.
2051          */
2052         if ((u32)reg->s32_min_value <= (u32)reg->s32_max_value) {
2053                 reg->u32_min_value = max_t(u32, reg->s32_min_value, reg->u32_min_value);
2054                 reg->u32_max_value = min_t(u32, reg->s32_max_value, reg->u32_max_value);
2055         }
2056 }
2057
2058 static void __reg64_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2059 {
2060         /* If u64 range forms a valid s64 range (due to matching sign bit),
2061          * try to learn from that. Let's do a bit of ASCII art to see when
2062          * this is happening. Let's take u64 range first:
2063          *
2064          * 0             0x7fffffffffffffff 0x8000000000000000        U64_MAX
2065          * |-------------------------------|--------------------------------|
2066          *
2067          * Valid u64 range is formed when umin and umax are anywhere in the
2068          * range [0, U64_MAX], and umin <= umax. u64 case is simple and
2069          * straightforward. Let's see how s64 range maps onto the same range
2070          * of values, annotated below the line for comparison:
2071          *
2072          * 0             0x7fffffffffffffff 0x8000000000000000        U64_MAX
2073          * |-------------------------------|--------------------------------|
2074          * 0                        S64_MAX S64_MIN                        -1
2075          *
2076          * So s64 values basically start in the middle and they are logically
2077          * contiguous to the right of it, wrapping around from -1 to 0, and
2078          * then finishing as S64_MAX (0x7fffffffffffffff) right before
2079          * S64_MIN. We can try drawing the continuity of u64 vs s64 values
2080          * more visually as mapped to sign-agnostic range of hex values.
2081          *
2082          *  u64 start                                               u64 end
2083          *  _______________________________________________________________
2084          * /                                                               \
2085          * 0             0x7fffffffffffffff 0x8000000000000000        U64_MAX
2086          * |-------------------------------|--------------------------------|
2087          * 0                        S64_MAX S64_MIN                        -1
2088          *                                / \
2089          * >------------------------------   ------------------------------->
2090          * s64 continues...        s64 end   s64 start          s64 "midpoint"
2091          *
2092          * What this means is that, in general, we can't always derive
2093          * something new about u64 from any random s64 range, and vice versa.
2094          *
2095          * But we can do that in two particular cases. One is when entire
2096          * u64/s64 range is *entirely* contained within left half of the above
2097          * diagram or when it is *entirely* contained in the right half. I.e.:
2098          *
2099          * |-------------------------------|--------------------------------|
2100          *     ^                   ^            ^                 ^
2101          *     A                   B            C                 D
2102          *
2103          * [A, B] and [C, D] are contained entirely in their respective halves
2104          * and form valid contiguous ranges as both u64 and s64 values. [A, B]
2105          * will be non-negative both as u64 and s64 (and in fact it will be
2106          * identical ranges no matter the signedness). [C, D] treated as s64
2107          * will be a range of negative values, while in u64 it will be
2108          * non-negative range of values larger than 0x8000000000000000.
2109          *
2110          * Now, any other range here can't be represented in both u64 and s64
2111          * simultaneously. E.g., [A, C], [A, D], [B, C], [B, D] are valid
2112          * contiguous u64 ranges, but they are discontinuous in s64. [B, C]
2113          * in s64 would be properly presented as [S64_MIN, C] and [B, S64_MAX],
2114          * for example. Similarly, valid s64 range [D, A] (going from negative
2115          * to positive values), would be two separate [D, U64_MAX] and [0, A]
2116          * ranges as u64. Currently reg_state can't represent two segments per
2117          * numeric domain, so in such situations we can only derive maximal
2118          * possible range ([0, U64_MAX] for u64, and [S64_MIN, S64_MAX] for s64).
2119          *
2120          * So we use these facts to derive umin/umax from smin/smax and vice
2121          * versa only if they stay within the same "half". This is equivalent
2122          * to checking sign bit: lower half will have sign bit as zero, upper
2123          * half have sign bit 1. Below in code we simplify this by just
2124          * casting umin/umax as smin/smax and checking if they form valid
2125          * range, and vice versa. Those are equivalent checks.
2126          */
2127         if ((s64)reg->umin_value <= (s64)reg->umax_value) {
2128                 reg->smin_value = max_t(s64, reg->smin_value, reg->umin_value);
2129                 reg->smax_value = min_t(s64, reg->smax_value, reg->umax_value);
2130         }
2131         /* If we cannot cross the sign boundary, then signed and unsigned bounds
2132          * are the same, so combine.  This works even in the negative case, e.g.
2133          * -3 s<= x s<= -1 implies 0xf...fd u<= x u<= 0xf...ff.
2134          */
2135         if ((u64)reg->smin_value <= (u64)reg->smax_value) {
2136                 reg->umin_value = max_t(u64, reg->smin_value, reg->umin_value);
2137                 reg->umax_value = min_t(u64, reg->smax_value, reg->umax_value);
2138         }
2139 }
2140
2141 static void __reg_deduce_mixed_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2142 {
2143         /* Try to tighten 64-bit bounds from 32-bit knowledge, using 32-bit
2144          * values on both sides of 64-bit range in hope to have tighter range.
2145          * E.g., if r1 is [0x1'00000000, 0x3'80000000], and we learn from
2146          * 32-bit signed > 0 operation that s32 bounds are now [1; 0x7fffffff].
2147          * With this, we can substitute 1 as low 32-bits of _low_ 64-bit bound
2148          * (0x100000000 -> 0x100000001) and 0x7fffffff as low 32-bits of
2149          * _high_ 64-bit bound (0x380000000 -> 0x37fffffff) and arrive at a
2150          * better overall bounds for r1 as [0x1'000000001; 0x3'7fffffff].
2151          * We just need to make sure that derived bounds we are intersecting
2152          * with are well-formed ranges in respective s64 or u64 domain, just
2153          * like we do with similar kinds of 32-to-64 or 64-to-32 adjustments.
2154          */
2155         __u64 new_umin, new_umax;
2156         __s64 new_smin, new_smax;
2157
2158         /* u32 -> u64 tightening, it's always well-formed */
2159         new_umin = (reg->umin_value & ~0xffffffffULL) | reg->u32_min_value;
2160         new_umax = (reg->umax_value & ~0xffffffffULL) | reg->u32_max_value;
2161         reg->umin_value = max_t(u64, reg->umin_value, new_umin);
2162         reg->umax_value = min_t(u64, reg->umax_value, new_umax);
2163         /* u32 -> s64 tightening, u32 range embedded into s64 preserves range validity */
2164         new_smin = (reg->smin_value & ~0xffffffffULL) | reg->u32_min_value;
2165         new_smax = (reg->smax_value & ~0xffffffffULL) | reg->u32_max_value;
2166         reg->smin_value = max_t(s64, reg->smin_value, new_smin);
2167         reg->smax_value = min_t(s64, reg->smax_value, new_smax);
2168
2169         /* if s32 can be treated as valid u32 range, we can use it as well */
2170         if ((u32)reg->s32_min_value <= (u32)reg->s32_max_value) {
2171                 /* s32 -> u64 tightening */
2172                 new_umin = (reg->umin_value & ~0xffffffffULL) | (u32)reg->s32_min_value;
2173                 new_umax = (reg->umax_value & ~0xffffffffULL) | (u32)reg->s32_max_value;
2174                 reg->umin_value = max_t(u64, reg->umin_value, new_umin);
2175                 reg->umax_value = min_t(u64, reg->umax_value, new_umax);
2176                 /* s32 -> s64 tightening */
2177                 new_smin = (reg->smin_value & ~0xffffffffULL) | (u32)reg->s32_min_value;
2178                 new_smax = (reg->smax_value & ~0xffffffffULL) | (u32)reg->s32_max_value;
2179                 reg->smin_value = max_t(s64, reg->smin_value, new_smin);
2180                 reg->smax_value = min_t(s64, reg->smax_value, new_smax);
2181         }
2182
2183         /* Here we would like to handle a special case after sign extending load,
2184          * when upper bits for a 64-bit range are all 1s or all 0s.
2185          *
2186          * Upper bits are all 1s when register is in a range:
2187          *   [0xffff_ffff_0000_0000, 0xffff_ffff_ffff_ffff]
2188          * Upper bits are all 0s when register is in a range:
2189          *   [0x0000_0000_0000_0000, 0x0000_0000_ffff_ffff]
2190          * Together this forms are continuous range:
2191          *   [0xffff_ffff_0000_0000, 0x0000_0000_ffff_ffff]
2192          *
2193          * Now, suppose that register range is in fact tighter:
2194          *   [0xffff_ffff_8000_0000, 0x0000_0000_ffff_ffff] (R)
2195          * Also suppose that it's 32-bit range is positive,
2196          * meaning that lower 32-bits of the full 64-bit register
2197          * are in the range:
2198          *   [0x0000_0000, 0x7fff_ffff] (W)
2199          *
2200          * If this happens, then any value in a range:
2201          *   [0xffff_ffff_0000_0000, 0xffff_ffff_7fff_ffff]
2202          * is smaller than a lowest bound of the range (R):
2203          *   0xffff_ffff_8000_0000
2204          * which means that upper bits of the full 64-bit register
2205          * can't be all 1s, when lower bits are in range (W).
2206          *
2207          * Note that:
2208          *  - 0xffff_ffff_8000_0000 == (s64)S32_MIN
2209          *  - 0x0000_0000_7fff_ffff == (s64)S32_MAX
2210          * These relations are used in the conditions below.
2211          */
2212         if (reg->s32_min_value >= 0 && reg->smin_value >= S32_MIN && reg->smax_value <= S32_MAX) {
2213                 reg->smin_value = reg->s32_min_value;
2214                 reg->smax_value = reg->s32_max_value;
2215                 reg->umin_value = reg->s32_min_value;
2216                 reg->umax_value = reg->s32_max_value;
2217                 reg->var_off = tnum_intersect(reg->var_off,
2218                                               tnum_range(reg->smin_value, reg->smax_value));
2219         }
2220 }
2221
2222 static void __reg_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2223 {
2224         __reg32_deduce_bounds(reg);
2225         __reg64_deduce_bounds(reg);
2226         __reg_deduce_mixed_bounds(reg);
2227 }
2228
2229 /* Attempts to improve var_off based on unsigned min/max information */
2230 static void __reg_bound_offset(struct bpf_reg_state *reg)
2231 {
2232         struct tnum var64_off = tnum_intersect(reg->var_off,
2233                                                tnum_range(reg->umin_value,
2234                                                           reg->umax_value));
2235         struct tnum var32_off = tnum_intersect(tnum_subreg(var64_off),
2236                                                tnum_range(reg->u32_min_value,
2237                                                           reg->u32_max_value));
2238
2239         reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(var64_off), var32_off);
2240 }
2241
2242 static void reg_bounds_sync(struct bpf_reg_state *reg)
2243 {
2244         /* We might have learned new bounds from the var_off. */
2245         __update_reg_bounds(reg);
2246         /* We might have learned something about the sign bit. */
2247         __reg_deduce_bounds(reg);
2248         __reg_deduce_bounds(reg);
2249         /* We might have learned some bits from the bounds. */
2250         __reg_bound_offset(reg);
2251         /* Intersecting with the old var_off might have improved our bounds
2252          * slightly, e.g. if umax was 0x7f...f and var_off was (0; 0xf...fc),
2253          * then new var_off is (0; 0x7f...fc) which improves our umax.
2254          */
2255         __update_reg_bounds(reg);
2256 }
2257
2258 static int reg_bounds_sanity_check(struct bpf_verifier_env *env,
2259                                    struct bpf_reg_state *reg, const char *ctx)
2260 {
2261         const char *msg;
2262
2263         if (reg->umin_value > reg->umax_value ||
2264             reg->smin_value > reg->smax_value ||
2265             reg->u32_min_value > reg->u32_max_value ||
2266             reg->s32_min_value > reg->s32_max_value) {
2267                     msg = "range bounds violation";
2268                     goto out;
2269         }
2270
2271         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
2272                 u64 uval = reg->var_off.value;
2273                 s64 sval = (s64)uval;
2274
2275                 if (reg->umin_value != uval || reg->umax_value != uval ||
2276                     reg->smin_value != sval || reg->smax_value != sval) {
2277                         msg = "const tnum out of sync with range bounds";
2278                         goto out;
2279                 }
2280         }
2281
2282         if (tnum_subreg_is_const(reg->var_off)) {
2283                 u32 uval32 = tnum_subreg(reg->var_off).value;
2284                 s32 sval32 = (s32)uval32;
2285
2286                 if (reg->u32_min_value != uval32 || reg->u32_max_value != uval32 ||
2287                     reg->s32_min_value != sval32 || reg->s32_max_value != sval32) {
2288                         msg = "const subreg tnum out of sync with range bounds";
2289                         goto out;
2290                 }
2291         }
2292
2293         return 0;
2294 out:
2295         verbose(env, "REG INVARIANTS VIOLATION (%s): %s u64=[%#llx, %#llx] "
2296                 "s64=[%#llx, %#llx] u32=[%#x, %#x] s32=[%#x, %#x] var_off=(%#llx, %#llx)\n",
2297                 ctx, msg, reg->umin_value, reg->umax_value,
2298                 reg->smin_value, reg->smax_value,
2299                 reg->u32_min_value, reg->u32_max_value,
2300                 reg->s32_min_value, reg->s32_max_value,
2301                 reg->var_off.value, reg->var_off.mask);
2302         if (env->test_reg_invariants)
2303                 return -EFAULT;
2304         __mark_reg_unbounded(reg);
2305         return 0;
2306 }
2307
2308 static bool __reg32_bound_s64(s32 a)
2309 {
2310         return a >= 0 && a <= S32_MAX;
2311 }
2312
2313 static void __reg_assign_32_into_64(struct bpf_reg_state *reg)
2314 {
2315         reg->umin_value = reg->u32_min_value;
2316         reg->umax_value = reg->u32_max_value;
2317
2318         /* Attempt to pull 32-bit signed bounds into 64-bit bounds but must
2319          * be positive otherwise set to worse case bounds and refine later
2320          * from tnum.
2321          */
2322         if (__reg32_bound_s64(reg->s32_min_value) &&
2323             __reg32_bound_s64(reg->s32_max_value)) {
2324                 reg->smin_value = reg->s32_min_value;
2325                 reg->smax_value = reg->s32_max_value;
2326         } else {
2327                 reg->smin_value = 0;
2328                 reg->smax_value = U32_MAX;
2329         }
2330 }
2331
2332 /* Mark a register as having a completely unknown (scalar) value. */
2333 static void __mark_reg_unknown_imprecise(struct bpf_reg_state *reg)
2334 {
2335         /*
2336          * Clear type, off, and union(map_ptr, range) and
2337          * padding between 'type' and union
2338          */
2339         memset(reg, 0, offsetof(struct bpf_reg_state, var_off));
2340         reg->type = SCALAR_VALUE;
2341         reg->id = 0;
2342         reg->ref_obj_id = 0;
2343         reg->var_off = tnum_unknown;
2344         reg->frameno = 0;
2345         reg->precise = false;
2346         __mark_reg_unbounded(reg);
2347 }
2348
2349 /* Mark a register as having a completely unknown (scalar) value,
2350  * initialize .precise as true when not bpf capable.
2351  */
2352 static void __mark_reg_unknown(const struct bpf_verifier_env *env,
2353                                struct bpf_reg_state *reg)
2354 {
2355         __mark_reg_unknown_imprecise(reg);
2356         reg->precise = !env->bpf_capable;
2357 }
2358
2359 static void mark_reg_unknown(struct bpf_verifier_env *env,
2360                              struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
2361 {
2362         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
2363                 verbose(env, "mark_reg_unknown(regs, %u)\n", regno);
2364                 /* Something bad happened, let's kill all regs except FP */
2365                 for (regno = 0; regno < BPF_REG_FP; regno++)
2366                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
2367                 return;
2368         }
2369         __mark_reg_unknown(env, regs + regno);
2370 }
2371
2372 static int __mark_reg_s32_range(struct bpf_verifier_env *env,
2373                                 struct bpf_reg_state *regs,
2374                                 u32 regno,
2375                                 s32 s32_min,
2376                                 s32 s32_max)
2377 {
2378         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
2379
2380         reg->s32_min_value = max_t(s32, reg->s32_min_value, s32_min);
2381         reg->s32_max_value = min_t(s32, reg->s32_max_value, s32_max);
2382
2383         reg->smin_value = max_t(s64, reg->smin_value, s32_min);
2384         reg->smax_value = min_t(s64, reg->smax_value, s32_max);
2385
2386         reg_bounds_sync(reg);
2387
2388         return reg_bounds_sanity_check(env, reg, "s32_range");
2389 }
2390
2391 static void __mark_reg_not_init(const struct bpf_verifier_env *env,
2392                                 struct bpf_reg_state *reg)
2393 {
2394         __mark_reg_unknown(env, reg);
2395         reg->type = NOT_INIT;
2396 }
2397
2398 static void mark_reg_not_init(struct bpf_verifier_env *env,
2399                               struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
2400 {
2401         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
2402                 verbose(env, "mark_reg_not_init(regs, %u)\n", regno);
2403                 /* Something bad happened, let's kill all regs except FP */
2404                 for (regno = 0; regno < BPF_REG_FP; regno++)
2405                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
2406                 return;
2407         }
2408         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
2409 }
2410
2411 static void mark_btf_ld_reg(struct bpf_verifier_env *env,
2412                             struct bpf_reg_state *regs, u32 regno,
2413                             enum bpf_reg_type reg_type,
2414                             struct btf *btf, u32 btf_id,
2415                             enum bpf_type_flag flag)
2416 {
2417         if (reg_type == SCALAR_VALUE) {
2418                 mark_reg_unknown(env, regs, regno);
2419                 return;
2420         }
2421         mark_reg_known_zero(env, regs, regno);
2422         regs[regno].type = PTR_TO_BTF_ID | flag;
2423         regs[regno].btf = btf;
2424         regs[regno].btf_id = btf_id;
2425         if (type_may_be_null(flag))
2426                 regs[regno].id = ++env->id_gen;
2427 }
2428
2429 #define DEF_NOT_SUBREG  (0)
2430 static void init_reg_state(struct bpf_verifier_env *env,
2431                            struct bpf_func_state *state)
2432 {
2433         struct bpf_reg_state *regs = state->regs;
2434         int i;
2435
2436         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
2437                 mark_reg_not_init(env, regs, i);
2438                 regs[i].live = REG_LIVE_NONE;
2439                 regs[i].parent = NULL;
2440                 regs[i].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
2441         }
2442
2443         /* frame pointer */
2444         regs[BPF_REG_FP].type = PTR_TO_STACK;
2445         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_FP);
2446         regs[BPF_REG_FP].frameno = state->frameno;
2447 }
2448
2449 static struct bpf_retval_range retval_range(s32 minval, s32 maxval)
2450 {
2451         return (struct bpf_retval_range){ minval, maxval };
2452 }
2453
2454 #define BPF_MAIN_FUNC (-1)
2455 static void init_func_state(struct bpf_verifier_env *env,
2456                             struct bpf_func_state *state,
2457                             int callsite, int frameno, int subprogno)
2458 {
2459         state->callsite = callsite;
2460         state->frameno = frameno;
2461         state->subprogno = subprogno;
2462         state->callback_ret_range = retval_range(0, 0);
2463         init_reg_state(env, state);
2464         mark_verifier_state_scratched(env);
2465 }
2466
2467 /* Similar to push_stack(), but for async callbacks */
2468 static struct bpf_verifier_state *push_async_cb(struct bpf_verifier_env *env,
2469                                                 int insn_idx, int prev_insn_idx,
2470                                                 int subprog, bool is_sleepable)
2471 {
2472         struct bpf_verifier_stack_elem *elem;
2473         struct bpf_func_state *frame;
2474
2475         elem = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_stack_elem), GFP_KERNEL);
2476         if (!elem)
2477                 goto err;
2478
2479         elem->insn_idx = insn_idx;
2480         elem->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
2481         elem->next = env->head;
2482         elem->log_pos = env->log.end_pos;
2483         env->head = elem;
2484         env->stack_size++;
2485         if (env->stack_size > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ) {
2486                 verbose(env,
2487                         "The sequence of %d jumps is too complex for async cb.\n",
2488                         env->stack_size);
2489                 goto err;
2490         }
2491         /* Unlike push_stack() do not copy_verifier_state().
2492          * The caller state doesn't matter.
2493          * This is async callback. It starts in a fresh stack.
2494          * Initialize it similar to do_check_common().
2495          */
2496         elem->st.branches = 1;
2497         elem->st.in_sleepable = is_sleepable;
2498         frame = kzalloc(sizeof(*frame), GFP_KERNEL);
2499         if (!frame)
2500                 goto err;
2501         init_func_state(env, frame,
2502                         BPF_MAIN_FUNC /* callsite */,
2503                         0 /* frameno within this callchain */,
2504                         subprog /* subprog number within this prog */);
2505         elem->st.frame[0] = frame;
2506         return &elem->st;
2507 err:
2508         free_verifier_state(env->cur_state, true);
2509         env->cur_state = NULL;
2510         /* pop all elements and return */
2511         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
2512         return NULL;
2513 }
2514
2515
2516 enum reg_arg_type {
2517         SRC_OP,         /* register is used as source operand */
2518         DST_OP,         /* register is used as destination operand */
2519         DST_OP_NO_MARK  /* same as above, check only, don't mark */
2520 };
2521
2522 static int cmp_subprogs(const void *a, const void *b)
2523 {
2524         return ((struct bpf_subprog_info *)a)->start -
2525                ((struct bpf_subprog_info *)b)->start;
2526 }
2527
2528 static int find_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int off)
2529 {
2530         struct bpf_subprog_info *p;
2531
2532         p = bsearch(&off, env->subprog_info, env->subprog_cnt,
2533                     sizeof(env->subprog_info[0]), cmp_subprogs);
2534         if (!p)
2535                 return -ENOENT;
2536         return p - env->subprog_info;
2537
2538 }
2539
2540 static int add_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int off)
2541 {
2542         int insn_cnt = env->prog->len;
2543         int ret;
2544
2545         if (off >= insn_cnt || off < 0) {
2546                 verbose(env, "call to invalid destination\n");
2547                 return -EINVAL;
2548         }
2549         ret = find_subprog(env, off);
2550         if (ret >= 0)
2551                 return ret;
2552         if (env->subprog_cnt >= BPF_MAX_SUBPROGS) {
2553                 verbose(env, "too many subprograms\n");
2554                 return -E2BIG;
2555         }
2556         /* determine subprog starts. The end is one before the next starts */
2557         env->subprog_info[env->subprog_cnt++].start = off;
2558         sort(env->subprog_info, env->subprog_cnt,
2559              sizeof(env->subprog_info[0]), cmp_subprogs, NULL);
2560         return env->subprog_cnt - 1;
2561 }
2562
2563 static int bpf_find_exception_callback_insn_off(struct bpf_verifier_env *env)
2564 {
2565         struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
2566         struct btf *btf = aux->btf;
2567         const struct btf_type *t;
2568         u32 main_btf_id, id;
2569         const char *name;
2570         int ret, i;
2571
2572         /* Non-zero func_info_cnt implies valid btf */
2573         if (!aux->func_info_cnt)
2574                 return 0;
2575         main_btf_id = aux->func_info[0].type_id;
2576
2577         t = btf_type_by_id(btf, main_btf_id);
2578         if (!t) {
2579                 verbose(env, "invalid btf id for main subprog in func_info\n");
2580                 return -EINVAL;
2581         }
2582
2583         name = btf_find_decl_tag_value(btf, t, -1, "exception_callback:");
2584         if (IS_ERR(name)) {
2585                 ret = PTR_ERR(name);
2586                 /* If there is no tag present, there is no exception callback */
2587                 if (ret == -ENOENT)
2588                         ret = 0;
2589                 else if (ret == -EEXIST)
2590                         verbose(env, "multiple exception callback tags for main subprog\n");
2591                 return ret;
2592         }
2593
2594         ret = btf_find_by_name_kind(btf, name, BTF_KIND_FUNC);
2595         if (ret < 0) {
2596                 verbose(env, "exception callback '%s' could not be found in BTF\n", name);
2597                 return ret;
2598         }
2599         id = ret;
2600         t = btf_type_by_id(btf, id);
2601         if (btf_func_linkage(t) != BTF_FUNC_GLOBAL) {
2602                 verbose(env, "exception callback '%s' must have global linkage\n", name);
2603                 return -EINVAL;
2604         }
2605         ret = 0;
2606         for (i = 0; i < aux->func_info_cnt; i++) {
2607                 if (aux->func_info[i].type_id != id)
2608                         continue;
2609                 ret = aux->func_info[i].insn_off;
2610                 /* Further func_info and subprog checks will also happen
2611                  * later, so assume this is the right insn_off for now.
2612                  */
2613                 if (!ret) {
2614                         verbose(env, "invalid exception callback insn_off in func_info: 0\n");
2615                         ret = -EINVAL;
2616                 }
2617         }
2618         if (!ret) {
2619                 verbose(env, "exception callback type id not found in func_info\n");
2620                 ret = -EINVAL;
2621         }
2622         return ret;
2623 }
2624
2625 #define MAX_KFUNC_DESCS 256
2626 #define MAX_KFUNC_BTFS  256
2627
2628 struct bpf_kfunc_desc {
2629         struct btf_func_model func_model;
2630         u32 func_id;
2631         s32 imm;
2632         u16 offset;
2633         unsigned long addr;
2634 };
2635
2636 struct bpf_kfunc_btf {
2637         struct btf *btf;
2638         struct module *module;
2639         u16 offset;
2640 };
2641
2642 struct bpf_kfunc_desc_tab {
2643         /* Sorted by func_id (BTF ID) and offset (fd_array offset) during
2644          * verification. JITs do lookups by bpf_insn, where func_id may not be
2645          * available, therefore at the end of verification do_misc_fixups()
2646          * sorts this by imm and offset.
2647          */
2648         struct bpf_kfunc_desc descs[MAX_KFUNC_DESCS];
2649         u32 nr_descs;
2650 };
2651
2652 struct bpf_kfunc_btf_tab {
2653         struct bpf_kfunc_btf descs[MAX_KFUNC_BTFS];
2654         u32 nr_descs;
2655 };
2656
2657 static int kfunc_desc_cmp_by_id_off(const void *a, const void *b)
2658 {
2659         const struct bpf_kfunc_desc *d0 = a;
2660         const struct bpf_kfunc_desc *d1 = b;
2661
2662         /* func_id is not greater than BTF_MAX_TYPE */
2663         return d0->func_id - d1->func_id ?: d0->offset - d1->offset;
2664 }
2665
2666 static int kfunc_btf_cmp_by_off(const void *a, const void *b)
2667 {
2668         const struct bpf_kfunc_btf *d0 = a;
2669         const struct bpf_kfunc_btf *d1 = b;
2670
2671         return d0->offset - d1->offset;
2672 }
2673
2674 static const struct bpf_kfunc_desc *
2675 find_kfunc_desc(const struct bpf_prog *prog, u32 func_id, u16 offset)
2676 {
2677         struct bpf_kfunc_desc desc = {
2678                 .func_id = func_id,
2679                 .offset = offset,
2680         };
2681         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2682
2683         tab = prog->aux->kfunc_tab;
2684         return bsearch(&desc, tab->descs, tab->nr_descs,
2685                        sizeof(tab->descs[0]), kfunc_desc_cmp_by_id_off);
2686 }
2687
2688 int bpf_get_kfunc_addr(const struct bpf_prog *prog, u32 func_id,
2689                        u16 btf_fd_idx, u8 **func_addr)
2690 {
2691         const struct bpf_kfunc_desc *desc;
2692
2693         desc = find_kfunc_desc(prog, func_id, btf_fd_idx);
2694         if (!desc)
2695                 return -EFAULT;
2696
2697         *func_addr = (u8 *)desc->addr;
2698         return 0;
2699 }
2700
2701 static struct btf *__find_kfunc_desc_btf(struct bpf_verifier_env *env,
2702                                          s16 offset)
2703 {
2704         struct bpf_kfunc_btf kf_btf = { .offset = offset };
2705         struct bpf_kfunc_btf_tab *tab;
2706         struct bpf_kfunc_btf *b;
2707         struct module *mod;
2708         struct btf *btf;
2709         int btf_fd;
2710
2711         tab = env->prog->aux->kfunc_btf_tab;
2712         b = bsearch(&kf_btf, tab->descs, tab->nr_descs,
2713                     sizeof(tab->descs[0]), kfunc_btf_cmp_by_off);
2714         if (!b) {
2715                 if (tab->nr_descs == MAX_KFUNC_BTFS) {
2716                         verbose(env, "too many different module BTFs\n");
2717                         return ERR_PTR(-E2BIG);
2718                 }
2719
2720                 if (bpfptr_is_null(env->fd_array)) {
2721                         verbose(env, "kfunc offset > 0 without fd_array is invalid\n");
2722                         return ERR_PTR(-EPROTO);
2723                 }
2724
2725                 if (copy_from_bpfptr_offset(&btf_fd, env->fd_array,
2726                                             offset * sizeof(btf_fd),
2727                                             sizeof(btf_fd)))
2728                         return ERR_PTR(-EFAULT);
2729
2730                 btf = btf_get_by_fd(btf_fd);
2731                 if (IS_ERR(btf)) {
2732                         verbose(env, "invalid module BTF fd specified\n");
2733                         return btf;
2734                 }
2735
2736                 if (!btf_is_module(btf)) {
2737                         verbose(env, "BTF fd for kfunc is not a module BTF\n");
2738                         btf_put(btf);
2739                         return ERR_PTR(-EINVAL);
2740                 }
2741
2742                 mod = btf_try_get_module(btf);
2743                 if (!mod) {
2744                         btf_put(btf);
2745                         return ERR_PTR(-ENXIO);
2746                 }
2747
2748                 b = &tab->descs[tab->nr_descs++];
2749                 b->btf = btf;
2750                 b->module = mod;
2751                 b->offset = offset;
2752
2753                 sort(tab->descs, tab->nr_descs, sizeof(tab->descs[0]),
2754                      kfunc_btf_cmp_by_off, NULL);
2755         }
2756         return b->btf;
2757 }
2758
2759 void bpf_free_kfunc_btf_tab(struct bpf_kfunc_btf_tab *tab)
2760 {
2761         if (!tab)
2762                 return;
2763
2764         while (tab->nr_descs--) {
2765                 module_put(tab->descs[tab->nr_descs].module);
2766                 btf_put(tab->descs[tab->nr_descs].btf);
2767         }
2768         kfree(tab);
2769 }
2770
2771 static struct btf *find_kfunc_desc_btf(struct bpf_verifier_env *env, s16 offset)
2772 {
2773         if (offset) {
2774                 if (offset < 0) {
2775                         /* In the future, this can be allowed to increase limit
2776                          * of fd index into fd_array, interpreted as u16.
2777                          */
2778                         verbose(env, "negative offset disallowed for kernel module function call\n");
2779                         return ERR_PTR(-EINVAL);
2780                 }
2781
2782                 return __find_kfunc_desc_btf(env, offset);
2783         }
2784         return btf_vmlinux ?: ERR_PTR(-ENOENT);
2785 }
2786
2787 static int add_kfunc_call(struct bpf_verifier_env *env, u32 func_id, s16 offset)
2788 {
2789         const struct btf_type *func, *func_proto;
2790         struct bpf_kfunc_btf_tab *btf_tab;
2791         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2792         struct bpf_prog_aux *prog_aux;
2793         struct bpf_kfunc_desc *desc;
2794         const char *func_name;
2795         struct btf *desc_btf;
2796         unsigned long call_imm;
2797         unsigned long addr;
2798         int err;
2799
2800         prog_aux = env->prog->aux;
2801         tab = prog_aux->kfunc_tab;
2802         btf_tab = prog_aux->kfunc_btf_tab;
2803         if (!tab) {
2804                 if (!btf_vmlinux) {
2805                         verbose(env, "calling kernel function is not supported without CONFIG_DEBUG_INFO_BTF\n");
2806                         return -ENOTSUPP;
2807                 }
2808
2809                 if (!env->prog->jit_requested) {
2810                         verbose(env, "JIT is required for calling kernel function\n");
2811                         return -ENOTSUPP;
2812                 }
2813
2814                 if (!bpf_jit_supports_kfunc_call()) {
2815                         verbose(env, "JIT does not support calling kernel function\n");
2816                         return -ENOTSUPP;
2817                 }
2818
2819                 if (!env->prog->gpl_compatible) {
2820                         verbose(env, "cannot call kernel function from non-GPL compatible program\n");
2821                         return -EINVAL;
2822                 }
2823
2824                 tab = kzalloc(sizeof(*tab), GFP_KERNEL);
2825                 if (!tab)
2826                         return -ENOMEM;
2827                 prog_aux->kfunc_tab = tab;
2828         }
2829
2830         /* func_id == 0 is always invalid, but instead of returning an error, be
2831          * conservative and wait until the code elimination pass before returning
2832          * error, so that invalid calls that get pruned out can be in BPF programs
2833          * loaded from userspace.  It is also required that offset be untouched
2834          * for such calls.
2835          */
2836         if (!func_id && !offset)
2837                 return 0;
2838
2839         if (!btf_tab && offset) {
2840                 btf_tab = kzalloc(sizeof(*btf_tab), GFP_KERNEL);
2841                 if (!btf_tab)
2842                         return -ENOMEM;
2843                 prog_aux->kfunc_btf_tab = btf_tab;
2844         }
2845
2846         desc_btf = find_kfunc_desc_btf(env, offset);
2847         if (IS_ERR(desc_btf)) {
2848                 verbose(env, "failed to find BTF for kernel function\n");
2849                 return PTR_ERR(desc_btf);
2850         }
2851
2852         if (find_kfunc_desc(env->prog, func_id, offset))
2853                 return 0;
2854
2855         if (tab->nr_descs == MAX_KFUNC_DESCS) {
2856                 verbose(env, "too many different kernel function calls\n");
2857                 return -E2BIG;
2858         }
2859
2860         func = btf_type_by_id(desc_btf, func_id);
2861         if (!func || !btf_type_is_func(func)) {
2862                 verbose(env, "kernel btf_id %u is not a function\n",
2863                         func_id);
2864                 return -EINVAL;
2865         }
2866         func_proto = btf_type_by_id(desc_btf, func->type);
2867         if (!func_proto || !btf_type_is_func_proto(func_proto)) {
2868                 verbose(env, "kernel function btf_id %u does not have a valid func_proto\n",
2869                         func_id);
2870                 return -EINVAL;
2871         }
2872
2873         func_name = btf_name_by_offset(desc_btf, func->name_off);
2874         addr = kallsyms_lookup_name(func_name);
2875         if (!addr) {
2876                 verbose(env, "cannot find address for kernel function %s\n",
2877                         func_name);
2878                 return -EINVAL;
2879         }
2880         specialize_kfunc(env, func_id, offset, &addr);
2881
2882         if (bpf_jit_supports_far_kfunc_call()) {
2883                 call_imm = func_id;
2884         } else {
2885                 call_imm = BPF_CALL_IMM(addr);
2886                 /* Check whether the relative offset overflows desc->imm */
2887                 if ((unsigned long)(s32)call_imm != call_imm) {
2888                         verbose(env, "address of kernel function %s is out of range\n",
2889                                 func_name);
2890                         return -EINVAL;
2891                 }
2892         }
2893
2894         if (bpf_dev_bound_kfunc_id(func_id)) {
2895                 err = bpf_dev_bound_kfunc_check(&env->log, prog_aux);
2896                 if (err)
2897                         return err;
2898         }
2899
2900         desc = &tab->descs[tab->nr_descs++];
2901         desc->func_id = func_id;
2902         desc->imm = call_imm;
2903         desc->offset = offset;
2904         desc->addr = addr;
2905         err = btf_distill_func_proto(&env->log, desc_btf,
2906                                      func_proto, func_name,
2907                                      &desc->func_model);
2908         if (!err)
2909                 sort(tab->descs, tab->nr_descs, sizeof(tab->descs[0]),
2910                      kfunc_desc_cmp_by_id_off, NULL);
2911         return err;
2912 }
2913
2914 static int kfunc_desc_cmp_by_imm_off(const void *a, const void *b)
2915 {
2916         const struct bpf_kfunc_desc *d0 = a;
2917         const struct bpf_kfunc_desc *d1 = b;
2918
2919         if (d0->imm != d1->imm)
2920                 return d0->imm < d1->imm ? -1 : 1;
2921         if (d0->offset != d1->offset)
2922                 return d0->offset < d1->offset ? -1 : 1;
2923         return 0;
2924 }
2925
2926 static void sort_kfunc_descs_by_imm_off(struct bpf_prog *prog)
2927 {
2928         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2929
2930         tab = prog->aux->kfunc_tab;
2931         if (!tab)
2932                 return;
2933
2934         sort(tab->descs, tab->nr_descs, sizeof(tab->descs[0]),
2935              kfunc_desc_cmp_by_imm_off, NULL);
2936 }
2937
2938 bool bpf_prog_has_kfunc_call(const struct bpf_prog *prog)
2939 {
2940         return !!prog->aux->kfunc_tab;
2941 }
2942
2943 const struct btf_func_model *
2944 bpf_jit_find_kfunc_model(const struct bpf_prog *prog,
2945                          const struct bpf_insn *insn)
2946 {
2947         const struct bpf_kfunc_desc desc = {
2948                 .imm = insn->imm,
2949                 .offset = insn->off,
2950         };
2951         const struct bpf_kfunc_desc *res;
2952         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2953
2954         tab = prog->aux->kfunc_tab;
2955         res = bsearch(&desc, tab->descs, tab->nr_descs,
2956                       sizeof(tab->descs[0]), kfunc_desc_cmp_by_imm_off);
2957
2958         return res ? &res->func_model : NULL;
2959 }
2960
2961 static int add_subprog_and_kfunc(struct bpf_verifier_env *env)
2962 {
2963         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
2964         int i, ret, insn_cnt = env->prog->len, ex_cb_insn;
2965         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
2966
2967         /* Add entry function. */
2968         ret = add_subprog(env, 0);
2969         if (ret)
2970                 return ret;
2971
2972         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
2973                 if (!bpf_pseudo_func(insn) && !bpf_pseudo_call(insn) &&
2974                     !bpf_pseudo_kfunc_call(insn))
2975                         continue;
2976
2977                 if (!env->bpf_capable) {
2978                         verbose(env, "loading/calling other bpf or kernel functions are allowed for CAP_BPF and CAP_SYS_ADMIN\n");
2979                         return -EPERM;
2980                 }
2981
2982                 if (bpf_pseudo_func(insn) || bpf_pseudo_call(insn))
2983                         ret = add_subprog(env, i + insn->imm + 1);
2984                 else
2985                         ret = add_kfunc_call(env, insn->imm, insn->off);
2986
2987                 if (ret < 0)
2988                         return ret;
2989         }
2990
2991         ret = bpf_find_exception_callback_insn_off(env);
2992         if (ret < 0)
2993                 return ret;
2994         ex_cb_insn = ret;
2995
2996         /* If ex_cb_insn > 0, this means that the main program has a subprog
2997          * marked using BTF decl tag to serve as the exception callback.
2998          */
2999         if (ex_cb_insn) {
3000                 ret = add_subprog(env, ex_cb_insn);
3001                 if (ret < 0)
3002                         return ret;
3003                 for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
3004                         if (env->subprog_info[i].start != ex_cb_insn)
3005                                 continue;
3006                         env->exception_callback_subprog = i;
3007                         mark_subprog_exc_cb(env, i);
3008                         break;
3009                 }
3010         }
3011
3012         /* Add a fake 'exit' subprog which could simplify subprog iteration
3013          * logic. 'subprog_cnt' should not be increased.
3014          */
3015         subprog[env->subprog_cnt].start = insn_cnt;
3016
3017         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
3018                 for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
3019                         verbose(env, "func#%d @%d\n", i, subprog[i].start);
3020
3021         return 0;
3022 }
3023
3024 static int check_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
3025 {
3026         int i, subprog_start, subprog_end, off, cur_subprog = 0;
3027         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
3028         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
3029         int insn_cnt = env->prog->len;
3030
3031         /* now check that all jumps are within the same subprog */
3032         subprog_start = subprog[cur_subprog].start;
3033         subprog_end = subprog[cur_subprog + 1].start;
3034         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
3035                 u8 code = insn[i].code;
3036
3037                 if (code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
3038                     insn[i].src_reg == 0 &&
3039                     insn[i].imm == BPF_FUNC_tail_call) {
3040                         subprog[cur_subprog].has_tail_call = true;
3041                         subprog[cur_subprog].tail_call_reachable = true;
3042                 }
3043                 if (BPF_CLASS(code) == BPF_LD &&
3044                     (BPF_MODE(code) == BPF_ABS || BPF_MODE(code) == BPF_IND))
3045                         subprog[cur_subprog].has_ld_abs = true;
3046                 if (BPF_CLASS(code) != BPF_JMP && BPF_CLASS(code) != BPF_JMP32)
3047                         goto next;
3048                 if (BPF_OP(code) == BPF_EXIT || BPF_OP(code) == BPF_CALL)
3049                         goto next;
3050                 if (code == (BPF_JMP32 | BPF_JA))
3051                         off = i + insn[i].imm + 1;
3052                 else
3053                         off = i + insn[i].off + 1;
3054                 if (off < subprog_start || off >= subprog_end) {
3055                         verbose(env, "jump out of range from insn %d to %d\n", i, off);
3056                         return -EINVAL;
3057                 }
3058 next:
3059                 if (i == subprog_end - 1) {
3060                         /* to avoid fall-through from one subprog into another
3061                          * the last insn of the subprog should be either exit
3062                          * or unconditional jump back or bpf_throw call
3063                          */
3064                         if (code != (BPF_JMP | BPF_EXIT) &&
3065                             code != (BPF_JMP32 | BPF_JA) &&
3066                             code != (BPF_JMP | BPF_JA)) {
3067                                 verbose(env, "last insn is not an exit or jmp\n");
3068                                 return -EINVAL;
3069                         }
3070                         subprog_start = subprog_end;
3071                         cur_subprog++;
3072                         if (cur_subprog < env->subprog_cnt)
3073                                 subprog_end = subprog[cur_subprog + 1].start;
3074                 }
3075         }
3076         return 0;
3077 }
3078
3079 /* Parentage chain of this register (or stack slot) should take care of all
3080  * issues like callee-saved registers, stack slot allocation time, etc.
3081  */
3082 static int mark_reg_read(struct bpf_verifier_env *env,
3083                          const struct bpf_reg_state *state,
3084                          struct bpf_reg_state *parent, u8 flag)
3085 {
3086         bool writes = parent == state->parent; /* Observe write marks */
3087         int cnt = 0;
3088
3089         while (parent) {
3090                 /* if read wasn't screened by an earlier write ... */
3091                 if (writes && state->live & REG_LIVE_WRITTEN)
3092                         break;
3093                 if (parent->live & REG_LIVE_DONE) {
3094                         verbose(env, "verifier BUG type %s var_off %lld off %d\n",
3095                                 reg_type_str(env, parent->type),
3096                                 parent->var_off.value, parent->off);
3097                         return -EFAULT;
3098                 }
3099                 /* The first condition is more likely to be true than the
3100                  * second, checked it first.
3101                  */
3102                 if ((parent->live & REG_LIVE_READ) == flag ||
3103                     parent->live & REG_LIVE_READ64)
3104                         /* The parentage chain never changes and
3105                          * this parent was already marked as LIVE_READ.
3106                          * There is no need to keep walking the chain again and
3107                          * keep re-marking all parents as LIVE_READ.
3108                          * This case happens when the same register is read
3109                          * multiple times without writes into it in-between.
3110                          * Also, if parent has the stronger REG_LIVE_READ64 set,
3111                          * then no need to set the weak REG_LIVE_READ32.
3112                          */
3113                         break;
3114                 /* ... then we depend on parent's value */
3115                 parent->live |= flag;
3116                 /* REG_LIVE_READ64 overrides REG_LIVE_READ32. */
3117                 if (flag == REG_LIVE_READ64)
3118                         parent->live &= ~REG_LIVE_READ32;
3119                 state = parent;
3120                 parent = state->parent;
3121                 writes = true;
3122                 cnt++;
3123         }
3124
3125         if (env->longest_mark_read_walk < cnt)
3126                 env->longest_mark_read_walk = cnt;
3127         return 0;
3128 }
3129
3130 static int mark_dynptr_read(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
3131 {
3132         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
3133         int spi, ret;
3134
3135         /* For CONST_PTR_TO_DYNPTR, it must have already been done by
3136          * check_reg_arg in check_helper_call and mark_btf_func_reg_size in
3137          * check_kfunc_call.
3138          */
3139         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
3140                 return 0;
3141         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
3142         if (spi < 0)
3143                 return spi;
3144         /* Caller ensures dynptr is valid and initialized, which means spi is in
3145          * bounds and spi is the first dynptr slot. Simply mark stack slot as
3146          * read.
3147          */
3148         ret = mark_reg_read(env, &state->stack[spi].spilled_ptr,
3149                             state->stack[spi].spilled_ptr.parent, REG_LIVE_READ64);
3150         if (ret)
3151                 return ret;
3152         return mark_reg_read(env, &state->stack[spi - 1].spilled_ptr,
3153                              state->stack[spi - 1].spilled_ptr.parent, REG_LIVE_READ64);
3154 }
3155
3156 static int mark_iter_read(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
3157                           int spi, int nr_slots)
3158 {
3159         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
3160         int err, i;
3161
3162         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
3163                 struct bpf_reg_state *st = &state->stack[spi - i].spilled_ptr;
3164
3165                 err = mark_reg_read(env, st, st->parent, REG_LIVE_READ64);
3166                 if (err)
3167                         return err;
3168
3169                 mark_stack_slot_scratched(env, spi - i);
3170         }
3171
3172         return 0;
3173 }
3174
3175 /* This function is supposed to be used by the following 32-bit optimization
3176  * code only. It returns TRUE if the source or destination register operates
3177  * on 64-bit, otherwise return FALSE.
3178  */
3179 static bool is_reg64(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
3180                      u32 regno, struct bpf_reg_state *reg, enum reg_arg_type t)
3181 {
3182         u8 code, class, op;
3183
3184         code = insn->code;
3185         class = BPF_CLASS(code);
3186         op = BPF_OP(code);
3187         if (class == BPF_JMP) {
3188                 /* BPF_EXIT for "main" will reach here. Return TRUE
3189                  * conservatively.
3190                  */
3191                 if (op == BPF_EXIT)
3192                         return true;
3193                 if (op == BPF_CALL) {
3194                         /* BPF to BPF call will reach here because of marking
3195                          * caller saved clobber with DST_OP_NO_MARK for which we
3196                          * don't care the register def because they are anyway
3197                          * marked as NOT_INIT already.
3198                          */
3199                         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
3200                                 return false;
3201                         /* Helper call will reach here because of arg type
3202                          * check, conservatively return TRUE.
3203                          */
3204                         if (t == SRC_OP)
3205                                 return true;
3206
3207                         return false;
3208                 }
3209         }
3210
3211         if (class == BPF_ALU64 && op == BPF_END && (insn->imm == 16 || insn->imm == 32))
3212                 return false;
3213
3214         if (class == BPF_ALU64 || class == BPF_JMP ||
3215             (class == BPF_ALU && op == BPF_END && insn->imm == 64))
3216                 return true;
3217
3218         if (class == BPF_ALU || class == BPF_JMP32)
3219                 return false;
3220
3221         if (class == BPF_LDX) {
3222                 if (t != SRC_OP)
3223                         return BPF_SIZE(code) == BPF_DW || BPF_MODE(code) == BPF_MEMSX;
3224                 /* LDX source must be ptr. */
3225                 return true;
3226         }
3227
3228         if (class == BPF_STX) {
3229                 /* BPF_STX (including atomic variants) has multiple source
3230                  * operands, one of which is a ptr. Check whether the caller is
3231                  * asking about it.
3232                  */
3233                 if (t == SRC_OP && reg->type != SCALAR_VALUE)
3234                         return true;
3235                 return BPF_SIZE(code) == BPF_DW;
3236         }
3237
3238         if (class == BPF_LD) {
3239                 u8 mode = BPF_MODE(code);
3240
3241                 /* LD_IMM64 */
3242                 if (mode == BPF_IMM)
3243                         return true;
3244
3245                 /* Both LD_IND and LD_ABS return 32-bit data. */
3246                 if (t != SRC_OP)
3247                         return  false;
3248
3249                 /* Implicit ctx ptr. */
3250                 if (regno == BPF_REG_6)
3251                         return true;
3252
3253                 /* Explicit source could be any width. */
3254                 return true;
3255         }
3256
3257         if (class == BPF_ST)
3258                 /* The only source register for BPF_ST is a ptr. */
3259                 return true;
3260
3261         /* Conservatively return true at default. */
3262         return true;
3263 }
3264
3265 /* Return the regno defined by the insn, or -1. */
3266 static int insn_def_regno(const struct bpf_insn *insn)
3267 {
3268         switch (BPF_CLASS(insn->code)) {
3269         case BPF_JMP:
3270         case BPF_JMP32:
3271         case BPF_ST:
3272                 return -1;
3273         case BPF_STX:
3274                 if ((BPF_MODE(insn->code) == BPF_ATOMIC ||
3275                      BPF_MODE(insn->code) == BPF_PROBE_ATOMIC) &&
3276                     (insn->imm & BPF_FETCH)) {
3277                         if (insn->imm == BPF_CMPXCHG)
3278                                 return BPF_REG_0;
3279                         else
3280                                 return insn->src_reg;
3281                 } else {
3282                         return -1;
3283                 }
3284         default:
3285                 return insn->dst_reg;
3286         }
3287 }
3288
3289 /* Return TRUE if INSN has defined any 32-bit value explicitly. */
3290 static bool insn_has_def32(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
3291 {
3292         int dst_reg = insn_def_regno(insn);
3293
3294         if (dst_reg == -1)
3295                 return false;
3296
3297         return !is_reg64(env, insn, dst_reg, NULL, DST_OP);
3298 }
3299
3300 static void mark_insn_zext(struct bpf_verifier_env *env,
3301                            struct bpf_reg_state *reg)
3302 {
3303         s32 def_idx = reg->subreg_def;
3304
3305         if (def_idx == DEF_NOT_SUBREG)
3306                 return;
3307
3308         env->insn_aux_data[def_idx - 1].zext_dst = true;
3309         /* The dst will be zero extended, so won't be sub-register anymore. */
3310         reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
3311 }
3312
3313 static int __check_reg_arg(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *regs, u32 regno,
3314                            enum reg_arg_type t)
3315 {
3316         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi + env->insn_idx;
3317         struct bpf_reg_state *reg;
3318         bool rw64;
3319
3320         if (regno >= MAX_BPF_REG) {
3321                 verbose(env, "R%d is invalid\n", regno);
3322                 return -EINVAL;
3323         }
3324
3325         mark_reg_scratched(env, regno);
3326
3327         reg = &regs[regno];
3328         rw64 = is_reg64(env, insn, regno, reg, t);
3329         if (t == SRC_OP) {
3330                 /* check whether register used as source operand can be read */
3331                 if (reg->type == NOT_INIT) {
3332                         verbose(env, "R%d !read_ok\n", regno);
3333                         return -EACCES;
3334                 }
3335                 /* We don't need to worry about FP liveness because it's read-only */
3336                 if (regno == BPF_REG_FP)
3337                         return 0;
3338
3339                 if (rw64)
3340                         mark_insn_zext(env, reg);
3341
3342                 return mark_reg_read(env, reg, reg->parent,
3343                                      rw64 ? REG_LIVE_READ64 : REG_LIVE_READ32);
3344         } else {
3345                 /* check whether register used as dest operand can be written to */
3346                 if (regno == BPF_REG_FP) {
3347                         verbose(env, "frame pointer is read only\n");
3348                         return -EACCES;
3349                 }
3350                 reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
3351                 reg->subreg_def = rw64 ? DEF_NOT_SUBREG : env->insn_idx + 1;
3352                 if (t == DST_OP)
3353                         mark_reg_unknown(env, regs, regno);
3354         }
3355         return 0;
3356 }
3357
3358 static int check_reg_arg(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
3359                          enum reg_arg_type t)
3360 {
3361         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
3362         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
3363
3364         return __check_reg_arg(env, state->regs, regno, t);
3365 }
3366
3367 static int insn_stack_access_flags(int frameno, int spi)
3368 {
3369         return INSN_F_STACK_ACCESS | (spi << INSN_F_SPI_SHIFT) | frameno;
3370 }
3371
3372 static int insn_stack_access_spi(int insn_flags)
3373 {
3374         return (insn_flags >> INSN_F_SPI_SHIFT) & INSN_F_SPI_MASK;
3375 }
3376
3377 static int insn_stack_access_frameno(int insn_flags)
3378 {
3379         return insn_flags & INSN_F_FRAMENO_MASK;
3380 }
3381
3382 static void mark_jmp_point(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
3383 {
3384         env->insn_aux_data[idx].jmp_point = true;
3385 }
3386
3387 static bool is_jmp_point(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
3388 {
3389         return env->insn_aux_data[insn_idx].jmp_point;
3390 }
3391
3392 #define LR_FRAMENO_BITS 3
3393 #define LR_SPI_BITS     6
3394 #define LR_ENTRY_BITS   (LR_SPI_BITS + LR_FRAMENO_BITS + 1)
3395 #define LR_SIZE_BITS    4
3396 #define LR_FRAMENO_MASK ((1ull << LR_FRAMENO_BITS) - 1)
3397 #define LR_SPI_MASK     ((1ull << LR_SPI_BITS)     - 1)
3398 #define LR_SIZE_MASK    ((1ull << LR_SIZE_BITS)    - 1)
3399 #define LR_SPI_OFF      LR_FRAMENO_BITS
3400 #define LR_IS_REG_OFF   (LR_SPI_BITS + LR_FRAMENO_BITS)
3401 #define LINKED_REGS_MAX 6
3402
3403 struct linked_reg {
3404         u8 frameno;
3405         union {
3406                 u8 spi;
3407                 u8 regno;
3408         };
3409         bool is_reg;
3410 };
3411
3412 struct linked_regs {
3413         int cnt;
3414         struct linked_reg entries[LINKED_REGS_MAX];
3415 };
3416
3417 static struct linked_reg *linked_regs_push(struct linked_regs *s)
3418 {
3419         if (s->cnt < LINKED_REGS_MAX)
3420                 return &s->entries[s->cnt++];
3421
3422         return NULL;
3423 }
3424
3425 /* Use u64 as a vector of 6 10-bit values, use first 4-bits to track
3426  * number of elements currently in stack.
3427  * Pack one history entry for linked registers as 10 bits in the following format:
3428  * - 3-bits frameno
3429  * - 6-bits spi_or_reg
3430  * - 1-bit  is_reg
3431  */
3432 static u64 linked_regs_pack(struct linked_regs *s)
3433 {
3434         u64 val = 0;
3435         int i;
3436
3437         for (i = 0; i < s->cnt; ++i) {
3438                 struct linked_reg *e = &s->entries[i];
3439                 u64 tmp = 0;
3440
3441                 tmp |= e->frameno;
3442                 tmp |= e->spi << LR_SPI_OFF;
3443                 tmp |= (e->is_reg ? 1 : 0) << LR_IS_REG_OFF;
3444
3445                 val <<= LR_ENTRY_BITS;
3446                 val |= tmp;
3447         }
3448         val <<= LR_SIZE_BITS;
3449         val |= s->cnt;
3450         return val;
3451 }
3452
3453 static void linked_regs_unpack(u64 val, struct linked_regs *s)
3454 {
3455         int i;
3456
3457         s->cnt = val & LR_SIZE_MASK;
3458         val >>= LR_SIZE_BITS;
3459
3460         for (i = 0; i < s->cnt; ++i) {
3461                 struct linked_reg *e = &s->entries[i];
3462
3463                 e->frameno =  val & LR_FRAMENO_MASK;
3464                 e->spi     = (val >> LR_SPI_OFF) & LR_SPI_MASK;
3465                 e->is_reg  = (val >> LR_IS_REG_OFF) & 0x1;
3466                 val >>= LR_ENTRY_BITS;
3467         }
3468 }
3469
3470 /* for any branch, call, exit record the history of jmps in the given state */
3471 static int push_jmp_history(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_verifier_state *cur,
3472                             int insn_flags, u64 linked_regs)
3473 {
3474         u32 cnt = cur->jmp_history_cnt;
3475         struct bpf_jmp_history_entry *p;
3476         size_t alloc_size;
3477
3478         /* combine instruction flags if we already recorded this instruction */
3479         if (env->cur_hist_ent) {
3480                 /* atomic instructions push insn_flags twice, for READ and
3481                  * WRITE sides, but they should agree on stack slot
3482                  */
3483                 WARN_ONCE((env->cur_hist_ent->flags & insn_flags) &&
3484                           (env->cur_hist_ent->flags & insn_flags) != insn_flags,
3485                           "verifier insn history bug: insn_idx %d cur flags %x new flags %x\n",
3486                           env->insn_idx, env->cur_hist_ent->flags, insn_flags);
3487                 env->cur_hist_ent->flags |= insn_flags;
3488                 WARN_ONCE(env->cur_hist_ent->linked_regs != 0,
3489                           "verifier insn history bug: insn_idx %d linked_regs != 0: %#llx\n",
3490                           env->insn_idx, env->cur_hist_ent->linked_regs);
3491                 env->cur_hist_ent->linked_regs = linked_regs;
3492                 return 0;
3493         }
3494
3495         cnt++;
3496         alloc_size = kmalloc_size_roundup(size_mul(cnt, sizeof(*p)));
3497         p = krealloc(cur->jmp_history, alloc_size, GFP_USER);
3498         if (!p)
3499                 return -ENOMEM;
3500         cur->jmp_history = p;
3501
3502         p = &cur->jmp_history[cnt - 1];
3503         p->idx = env->insn_idx;
3504         p->prev_idx = env->prev_insn_idx;
3505         p->flags = insn_flags;
3506         p->linked_regs = linked_regs;
3507         cur->jmp_history_cnt = cnt;
3508         env->cur_hist_ent = p;
3509
3510         return 0;
3511 }
3512
3513 static struct bpf_jmp_history_entry *get_jmp_hist_entry(struct bpf_verifier_state *st,
3514                                                         u32 hist_end, int insn_idx)
3515 {
3516         if (hist_end > 0 && st->jmp_history[hist_end - 1].idx == insn_idx)
3517                 return &st->jmp_history[hist_end - 1];
3518         return NULL;
3519 }
3520
3521 /* Backtrack one insn at a time. If idx is not at the top of recorded
3522  * history then previous instruction came from straight line execution.
3523  * Return -ENOENT if we exhausted all instructions within given state.
3524  *
3525  * It's legal to have a bit of a looping with the same starting and ending
3526  * insn index within the same state, e.g.: 3->4->5->3, so just because current
3527  * instruction index is the same as state's first_idx doesn't mean we are
3528  * done. If there is still some jump history left, we should keep going. We
3529  * need to take into account that we might have a jump history between given
3530  * state's parent and itself, due to checkpointing. In this case, we'll have
3531  * history entry recording a jump from last instruction of parent state and
3532  * first instruction of given state.
3533  */
3534 static int get_prev_insn_idx(struct bpf_verifier_state *st, int i,
3535                              u32 *history)
3536 {
3537         u32 cnt = *history;
3538
3539         if (i == st->first_insn_idx) {
3540                 if (cnt == 0)
3541                         return -ENOENT;
3542                 if (cnt == 1 && st->jmp_history[0].idx == i)
3543                         return -ENOENT;
3544         }
3545
3546         if (cnt && st->jmp_history[cnt - 1].idx == i) {
3547                 i = st->jmp_history[cnt - 1].prev_idx;
3548                 (*history)--;
3549         } else {
3550                 i--;
3551         }
3552         return i;
3553 }
3554
3555 static const char *disasm_kfunc_name(void *data, const struct bpf_insn *insn)
3556 {
3557         const struct btf_type *func;
3558         struct btf *desc_btf;
3559
3560         if (insn->src_reg != BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL)
3561                 return NULL;
3562
3563         desc_btf = find_kfunc_desc_btf(data, insn->off);
3564         if (IS_ERR(desc_btf))
3565                 return "<error>";
3566
3567         func = btf_type_by_id(desc_btf, insn->imm);
3568         return btf_name_by_offset(desc_btf, func->name_off);
3569 }
3570
3571 static inline void bt_init(struct backtrack_state *bt, u32 frame)
3572 {
3573         bt->frame = frame;
3574 }
3575
3576 static inline void bt_reset(struct backtrack_state *bt)
3577 {
3578         struct bpf_verifier_env *env = bt->env;
3579
3580         memset(bt, 0, sizeof(*bt));
3581         bt->env = env;
3582 }
3583
3584 static inline u32 bt_empty(struct backtrack_state *bt)
3585 {
3586         u64 mask = 0;
3587         int i;
3588
3589         for (i = 0; i <= bt->frame; i++)
3590                 mask |= bt->reg_masks[i] | bt->stack_masks[i];
3591
3592         return mask == 0;
3593 }
3594
3595 static inline int bt_subprog_enter(struct backtrack_state *bt)
3596 {
3597         if (bt->frame == MAX_CALL_FRAMES - 1) {
3598                 verbose(bt->env, "BUG subprog enter from frame %d\n", bt->frame);
3599                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3600                 return -EFAULT;
3601         }
3602         bt->frame++;
3603         return 0;
3604 }
3605
3606 static inline int bt_subprog_exit(struct backtrack_state *bt)
3607 {
3608         if (bt->frame == 0) {
3609                 verbose(bt->env, "BUG subprog exit from frame 0\n");
3610                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3611                 return -EFAULT;
3612         }
3613         bt->frame--;
3614         return 0;
3615 }
3616
3617 static inline void bt_set_frame_reg(struct backtrack_state *bt, u32 frame, u32 reg)
3618 {
3619         bt->reg_masks[frame] |= 1 << reg;
3620 }
3621
3622 static inline void bt_clear_frame_reg(struct backtrack_state *bt, u32 frame, u32 reg)
3623 {
3624         bt->reg_masks[frame] &= ~(1 << reg);
3625 }
3626
3627 static inline void bt_set_reg(struct backtrack_state *bt, u32 reg)
3628 {
3629         bt_set_frame_reg(bt, bt->frame, reg);
3630 }
3631
3632 static inline void bt_clear_reg(struct backtrack_state *bt, u32 reg)
3633 {
3634         bt_clear_frame_reg(bt, bt->frame, reg);
3635 }
3636
3637 static inline void bt_set_frame_slot(struct backtrack_state *bt, u32 frame, u32 slot)
3638 {
3639         bt->stack_masks[frame] |= 1ull << slot;
3640 }
3641
3642 static inline void bt_clear_frame_slot(struct backtrack_state *bt, u32 frame, u32 slot)
3643 {
3644         bt->stack_masks[frame] &= ~(1ull << slot);
3645 }
3646
3647 static inline u32 bt_frame_reg_mask(struct backtrack_state *bt, u32 frame)
3648 {
3649         return bt->reg_masks[frame];
3650 }
3651
3652 static inline u32 bt_reg_mask(struct backtrack_state *bt)
3653 {
3654         return bt->reg_masks[bt->frame];
3655 }
3656
3657 static inline u64 bt_frame_stack_mask(struct backtrack_state *bt, u32 frame)
3658 {
3659         return bt->stack_masks[frame];
3660 }
3661
3662 static inline u64 bt_stack_mask(struct backtrack_state *bt)
3663 {
3664         return bt->stack_masks[bt->frame];
3665 }
3666
3667 static inline bool bt_is_reg_set(struct backtrack_state *bt, u32 reg)
3668 {
3669         return bt->reg_masks[bt->frame] & (1 << reg);
3670 }
3671
3672 static inline bool bt_is_frame_reg_set(struct backtrack_state *bt, u32 frame, u32 reg)
3673 {
3674         return bt->reg_masks[frame] & (1 << reg);
3675 }
3676
3677 static inline bool bt_is_frame_slot_set(struct backtrack_state *bt, u32 frame, u32 slot)
3678 {
3679         return bt->stack_masks[frame] & (1ull << slot);
3680 }
3681
3682 /* format registers bitmask, e.g., "r0,r2,r4" for 0x15 mask */
3683 static void fmt_reg_mask(char *buf, ssize_t buf_sz, u32 reg_mask)
3684 {
3685         DECLARE_BITMAP(mask, 64);
3686         bool first = true;
3687         int i, n;
3688
3689         buf[0] = '\0';
3690
3691         bitmap_from_u64(mask, reg_mask);
3692         for_each_set_bit(i, mask, 32) {
3693                 n = snprintf(buf, buf_sz, "%sr%d", first ? "" : ",", i);
3694                 first = false;
3695                 buf += n;
3696                 buf_sz -= n;
3697                 if (buf_sz < 0)
3698                         break;
3699         }
3700 }
3701 /* format stack slots bitmask, e.g., "-8,-24,-40" for 0x15 mask */
3702 static void fmt_stack_mask(char *buf, ssize_t buf_sz, u64 stack_mask)
3703 {
3704         DECLARE_BITMAP(mask, 64);
3705         bool first = true;
3706         int i, n;
3707
3708         buf[0] = '\0';
3709
3710         bitmap_from_u64(mask, stack_mask);
3711         for_each_set_bit(i, mask, 64) {
3712                 n = snprintf(buf, buf_sz, "%s%d", first ? "" : ",", -(i + 1) * 8);
3713                 first = false;
3714                 buf += n;
3715                 buf_sz -= n;
3716                 if (buf_sz < 0)
3717                         break;
3718         }
3719 }
3720
3721 /* If any register R in hist->linked_regs is marked as precise in bt,
3722  * do bt_set_frame_{reg,slot}(bt, R) for all registers in hist->linked_regs.
3723  */
3724 static void bt_sync_linked_regs(struct backtrack_state *bt, struct bpf_jmp_history_entry *hist)
3725 {
3726         struct linked_regs linked_regs;
3727         bool some_precise = false;
3728         int i;
3729
3730         if (!hist || hist->linked_regs == 0)
3731                 return;
3732
3733         linked_regs_unpack(hist->linked_regs, &linked_regs);
3734         for (i = 0; i < linked_regs.cnt; ++i) {
3735                 struct linked_reg *e = &linked_regs.entries[i];
3736
3737                 if ((e->is_reg && bt_is_frame_reg_set(bt, e->frameno, e->regno)) ||
3738                     (!e->is_reg && bt_is_frame_slot_set(bt, e->frameno, e->spi))) {
3739                         some_precise = true;
3740                         break;
3741                 }
3742         }
3743
3744         if (!some_precise)
3745                 return;
3746
3747         for (i = 0; i < linked_regs.cnt; ++i) {
3748                 struct linked_reg *e = &linked_regs.entries[i];
3749
3750                 if (e->is_reg)
3751                         bt_set_frame_reg(bt, e->frameno, e->regno);
3752                 else
3753                         bt_set_frame_slot(bt, e->frameno, e->spi);
3754         }
3755 }
3756
3757 static bool calls_callback(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx);
3758
3759 /* For given verifier state backtrack_insn() is called from the last insn to
3760  * the first insn. Its purpose is to compute a bitmask of registers and
3761  * stack slots that needs precision in the parent verifier state.
3762  *
3763  * @idx is an index of the instruction we are currently processing;
3764  * @subseq_idx is an index of the subsequent instruction that:
3765  *   - *would be* executed next, if jump history is viewed in forward order;
3766  *   - *was* processed previously during backtracking.
3767  */
3768 static int backtrack_insn(struct bpf_verifier_env *env, int idx, int subseq_idx,
3769                           struct bpf_jmp_history_entry *hist, struct backtrack_state *bt)
3770 {
3771         const struct bpf_insn_cbs cbs = {
3772                 .cb_call        = disasm_kfunc_name,
3773                 .cb_print       = verbose,
3774                 .private_data   = env,
3775         };
3776         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi + idx;
3777         u8 class = BPF_CLASS(insn->code);
3778         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
3779         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
3780         u32 dreg = insn->dst_reg;
3781         u32 sreg = insn->src_reg;
3782         u32 spi, i, fr;
3783
3784         if (insn->code == 0)
3785                 return 0;
3786         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
3787                 fmt_reg_mask(env->tmp_str_buf, TMP_STR_BUF_LEN, bt_reg_mask(bt));
3788                 verbose(env, "mark_precise: frame%d: regs=%s ",
3789                         bt->frame, env->tmp_str_buf);
3790                 fmt_stack_mask(env->tmp_str_buf, TMP_STR_BUF_LEN, bt_stack_mask(bt));
3791                 verbose(env, "stack=%s before ", env->tmp_str_buf);
3792                 verbose(env, "%d: ", idx);
3793                 print_bpf_insn(&cbs, insn, env->allow_ptr_leaks);
3794         }
3795
3796         /* If there is a history record that some registers gained range at this insn,
3797          * propagate precision marks to those registers, so that bt_is_reg_set()
3798          * accounts for these registers.
3799          */
3800         bt_sync_linked_regs(bt, hist);
3801
3802         if (class == BPF_ALU || class == BPF_ALU64) {
3803                 if (!bt_is_reg_set(bt, dreg))
3804                         return 0;
3805                 if (opcode == BPF_END || opcode == BPF_NEG) {
3806                         /* sreg is reserved and unused
3807                          * dreg still need precision before this insn
3808                          */
3809                         return 0;
3810                 } else if (opcode == BPF_MOV) {
3811                         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
3812                                 /* dreg = sreg or dreg = (s8, s16, s32)sreg
3813                                  * dreg needs precision after this insn
3814                                  * sreg needs precision before this insn
3815                                  */
3816                                 bt_clear_reg(bt, dreg);
3817                                 if (sreg != BPF_REG_FP)
3818                                         bt_set_reg(bt, sreg);
3819                         } else {
3820                                 /* dreg = K
3821                                  * dreg needs precision after this insn.
3822                                  * Corresponding register is already marked
3823                                  * as precise=true in this verifier state.
3824                                  * No further markings in parent are necessary
3825                                  */
3826                                 bt_clear_reg(bt, dreg);
3827                         }
3828                 } else {
3829                         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
3830                                 /* dreg += sreg
3831                                  * both dreg and sreg need precision
3832                                  * before this insn
3833                                  */
3834                                 if (sreg != BPF_REG_FP)
3835                                         bt_set_reg(bt, sreg);
3836                         } /* else dreg += K
3837                            * dreg still needs precision before this insn
3838                            */
3839                 }
3840         } else if (class == BPF_LDX) {
3841                 if (!bt_is_reg_set(bt, dreg))
3842                         return 0;
3843                 bt_clear_reg(bt, dreg);
3844
3845                 /* scalars can only be spilled into stack w/o losing precision.
3846                  * Load from any other memory can be zero extended.
3847                  * The desire to keep that precision is already indicated
3848                  * by 'precise' mark in corresponding register of this state.
3849                  * No further tracking necessary.
3850                  */
3851                 if (!hist || !(hist->flags & INSN_F_STACK_ACCESS))
3852                         return 0;
3853                 /* dreg = *(u64 *)[fp - off] was a fill from the stack.
3854                  * that [fp - off] slot contains scalar that needs to be
3855                  * tracked with precision
3856                  */
3857                 spi = insn_stack_access_spi(hist->flags);
3858                 fr = insn_stack_access_frameno(hist->flags);
3859                 bt_set_frame_slot(bt, fr, spi);
3860         } else if (class == BPF_STX || class == BPF_ST) {
3861                 if (bt_is_reg_set(bt, dreg))
3862                         /* stx & st shouldn't be using _scalar_ dst_reg
3863                          * to access memory. It means backtracking
3864                          * encountered a case of pointer subtraction.
3865                          */
3866                         return -ENOTSUPP;
3867                 /* scalars can only be spilled into stack */
3868                 if (!hist || !(hist->flags & INSN_F_STACK_ACCESS))
3869                         return 0;
3870                 spi = insn_stack_access_spi(hist->flags);
3871                 fr = insn_stack_access_frameno(hist->flags);
3872                 if (!bt_is_frame_slot_set(bt, fr, spi))
3873                         return 0;
3874                 bt_clear_frame_slot(bt, fr, spi);
3875                 if (class == BPF_STX)
3876                         bt_set_reg(bt, sreg);
3877         } else if (class == BPF_JMP || class == BPF_JMP32) {
3878                 if (bpf_pseudo_call(insn)) {
3879                         int subprog_insn_idx, subprog;
3880
3881                         subprog_insn_idx = idx + insn->imm + 1;
3882                         subprog = find_subprog(env, subprog_insn_idx);
3883                         if (subprog < 0)
3884                                 return -EFAULT;
3885
3886                         if (subprog_is_global(env, subprog)) {
3887                                 /* check that jump history doesn't have any
3888                                  * extra instructions from subprog; the next
3889                                  * instruction after call to global subprog
3890                                  * should be literally next instruction in
3891                                  * caller program
3892                                  */
3893                                 WARN_ONCE(idx + 1 != subseq_idx, "verifier backtracking bug");
3894                                 /* r1-r5 are invalidated after subprog call,
3895                                  * so for global func call it shouldn't be set
3896                                  * anymore
3897                                  */
3898                                 if (bt_reg_mask(bt) & BPF_REGMASK_ARGS) {
3899                                         verbose(env, "BUG regs %x\n", bt_reg_mask(bt));
3900                                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3901                                         return -EFAULT;
3902                                 }
3903                                 /* global subprog always sets R0 */
3904                                 bt_clear_reg(bt, BPF_REG_0);
3905                                 return 0;
3906                         } else {
3907                                 /* static subprog call instruction, which
3908                                  * means that we are exiting current subprog,
3909                                  * so only r1-r5 could be still requested as
3910                                  * precise, r0 and r6-r10 or any stack slot in
3911                                  * the current frame should be zero by now
3912                                  */
3913                                 if (bt_reg_mask(bt) & ~BPF_REGMASK_ARGS) {
3914                                         verbose(env, "BUG regs %x\n", bt_reg_mask(bt));
3915                                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3916                                         return -EFAULT;
3917                                 }
3918                                 /* we are now tracking register spills correctly,
3919                                  * so any instance of leftover slots is a bug
3920                                  */
3921                                 if (bt_stack_mask(bt) != 0) {
3922                                         verbose(env, "BUG stack slots %llx\n", bt_stack_mask(bt));
3923                                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug (subprog leftover stack slots)");
3924                                         return -EFAULT;
3925                                 }
3926                                 /* propagate r1-r5 to the caller */
3927                                 for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++) {
3928                                         if (bt_is_reg_set(bt, i)) {
3929                                                 bt_clear_reg(bt, i);
3930                                                 bt_set_frame_reg(bt, bt->frame - 1, i);
3931                                         }
3932                                 }
3933                                 if (bt_subprog_exit(bt))
3934                                         return -EFAULT;
3935                                 return 0;
3936                         }
3937                 } else if (is_sync_callback_calling_insn(insn) && idx != subseq_idx - 1) {
3938                         /* exit from callback subprog to callback-calling helper or
3939                          * kfunc call. Use idx/subseq_idx check to discern it from
3940                          * straight line code backtracking.
3941                          * Unlike the subprog call handling above, we shouldn't
3942                          * propagate precision of r1-r5 (if any requested), as they are
3943                          * not actually arguments passed directly to callback subprogs
3944                          */
3945                         if (bt_reg_mask(bt) & ~BPF_REGMASK_ARGS) {
3946                                 verbose(env, "BUG regs %x\n", bt_reg_mask(bt));
3947                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3948                                 return -EFAULT;
3949                         }
3950                         if (bt_stack_mask(bt) != 0) {
3951                                 verbose(env, "BUG stack slots %llx\n", bt_stack_mask(bt));
3952                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug (callback leftover stack slots)");
3953                                 return -EFAULT;
3954                         }
3955                         /* clear r1-r5 in callback subprog's mask */
3956                         for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++)
3957                                 bt_clear_reg(bt, i);
3958                         if (bt_subprog_exit(bt))
3959                                 return -EFAULT;
3960                         return 0;
3961                 } else if (opcode == BPF_CALL) {
3962                         /* kfunc with imm==0 is invalid and fixup_kfunc_call will
3963                          * catch this error later. Make backtracking conservative
3964                          * with ENOTSUPP.
3965                          */
3966                         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL && insn->imm == 0)
3967                                 return -ENOTSUPP;
3968                         /* regular helper call sets R0 */
3969                         bt_clear_reg(bt, BPF_REG_0);
3970                         if (bt_reg_mask(bt) & BPF_REGMASK_ARGS) {
3971                                 /* if backtracing was looking for registers R1-R5
3972                                  * they should have been found already.
3973                                  */
3974                                 verbose(env, "BUG regs %x\n", bt_reg_mask(bt));
3975                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3976                                 return -EFAULT;
3977                         }
3978                 } else if (opcode == BPF_EXIT) {
3979                         bool r0_precise;
3980
3981                         /* Backtracking to a nested function call, 'idx' is a part of
3982                          * the inner frame 'subseq_idx' is a part of the outer frame.
3983                          * In case of a regular function call, instructions giving
3984                          * precision to registers R1-R5 should have been found already.
3985                          * In case of a callback, it is ok to have R1-R5 marked for
3986                          * backtracking, as these registers are set by the function
3987                          * invoking callback.
3988                          */
3989                         if (subseq_idx >= 0 && calls_callback(env, subseq_idx))
3990                                 for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++)
3991                                         bt_clear_reg(bt, i);
3992                         if (bt_reg_mask(bt) & BPF_REGMASK_ARGS) {
3993                                 verbose(env, "BUG regs %x\n", bt_reg_mask(bt));
3994                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3995                                 return -EFAULT;
3996                         }
3997
3998                         /* BPF_EXIT in subprog or callback always returns
3999                          * right after the call instruction, so by checking
4000                          * whether the instruction at subseq_idx-1 is subprog
4001                          * call or not we can distinguish actual exit from
4002                          * *subprog* from exit from *callback*. In the former
4003                          * case, we need to propagate r0 precision, if
4004                          * necessary. In the former we never do that.
4005                          */
4006                         r0_precise = subseq_idx - 1 >= 0 &&
4007                                      bpf_pseudo_call(&env->prog->insnsi[subseq_idx - 1]) &&
4008                                      bt_is_reg_set(bt, BPF_REG_0);
4009
4010                         bt_clear_reg(bt, BPF_REG_0);
4011                         if (bt_subprog_enter(bt))
4012                                 return -EFAULT;
4013
4014                         if (r0_precise)
4015                                 bt_set_reg(bt, BPF_REG_0);
4016                         /* r6-r9 and stack slots will stay set in caller frame
4017                          * bitmasks until we return back from callee(s)
4018                          */
4019                         return 0;
4020                 } else if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
4021                         if (!bt_is_reg_set(bt, dreg) && !bt_is_reg_set(bt, sreg))
4022                                 return 0;
4023                         /* dreg <cond> sreg
4024                          * Both dreg and sreg need precision before
4025                          * this insn. If only sreg was marked precise
4026                          * before it would be equally necessary to
4027                          * propagate it to dreg.
4028                          */
4029                         bt_set_reg(bt, dreg);
4030                         bt_set_reg(bt, sreg);
4031                 } else if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
4032                          /* dreg <cond> K
4033                           * Only dreg still needs precision before
4034                           * this insn, so for the K-based conditional
4035                           * there is nothing new to be marked.
4036                           */
4037                 }
4038         } else if (class == BPF_LD) {
4039                 if (!bt_is_reg_set(bt, dreg))
4040                         return 0;
4041                 bt_clear_reg(bt, dreg);
4042                 /* It's ld_imm64 or ld_abs or ld_ind.
4043                  * For ld_imm64 no further tracking of precision
4044                  * into parent is necessary
4045                  */
4046                 if (mode == BPF_IND || mode == BPF_ABS)
4047                         /* to be analyzed */
4048                         return -ENOTSUPP;
4049         }
4050         /* Propagate precision marks to linked registers, to account for
4051          * registers marked as precise in this function.
4052          */
4053         bt_sync_linked_regs(bt, hist);
4054         return 0;
4055 }
4056
4057 /* the scalar precision tracking algorithm:
4058  * . at the start all registers have precise=false.
4059  * . scalar ranges are tracked as normal through alu and jmp insns.
4060  * . once precise value of the scalar register is used in:
4061  *   .  ptr + scalar alu
4062  *   . if (scalar cond K|scalar)
4063  *   .  helper_call(.., scalar, ...) where ARG_CONST is expected
4064  *   backtrack through the verifier states and mark all registers and
4065  *   stack slots with spilled constants that these scalar regisers
4066  *   should be precise.
4067  * . during state pruning two registers (or spilled stack slots)
4068  *   are equivalent if both are not precise.
4069  *
4070  * Note the verifier cannot simply walk register parentage chain,
4071  * since many different registers and stack slots could have been
4072  * used to compute single precise scalar.
4073  *
4074  * The approach of starting with precise=true for all registers and then
4075  * backtrack to mark a register as not precise when the verifier detects
4076  * that program doesn't care about specific value (e.g., when helper
4077  * takes register as ARG_ANYTHING parameter) is not safe.
4078  *
4079  * It's ok to walk single parentage chain of the verifier states.
4080  * It's possible that this backtracking will go all the way till 1st insn.
4081  * All other branches will be explored for needing precision later.
4082  *
4083  * The backtracking needs to deal with cases like:
4084  *   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)
4085  * r9 -= r8
4086  * r5 = r9
4087  * if r5 > 0x79f goto pc+7
4088  *    R5_w=inv(id=0,umax_value=1951,var_off=(0x0; 0x7ff))
4089  * r5 += 1
4090  * ...
4091  * call bpf_perf_event_output#25
4092  *   where .arg5_type = ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO
4093  *
4094  * and this case:
4095  * r6 = 1
4096  * call foo // uses callee's r6 inside to compute r0
4097  * r0 += r6
4098  * if r0 == 0 goto
4099  *
4100  * to track above reg_mask/stack_mask needs to be independent for each frame.
4101  *
4102  * Also if parent's curframe > frame where backtracking started,
4103  * the verifier need to mark registers in both frames, otherwise callees
4104  * may incorrectly prune callers. This is similar to
4105  * commit 7640ead93924 ("bpf: verifier: make sure callees don't prune with caller differences")
4106  *
4107  * For now backtracking falls back into conservative marking.
4108  */
4109 static void mark_all_scalars_precise(struct bpf_verifier_env *env,
4110                                      struct bpf_verifier_state *st)
4111 {
4112         struct bpf_func_state *func;
4113         struct bpf_reg_state *reg;
4114         int i, j;
4115
4116         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
4117                 verbose(env, "mark_precise: frame%d: falling back to forcing all scalars precise\n",
4118                         st->curframe);
4119         }
4120
4121         /* big hammer: mark all scalars precise in this path.
4122          * pop_stack may still get !precise scalars.
4123          * We also skip current state and go straight to first parent state,
4124          * because precision markings in current non-checkpointed state are
4125          * not needed. See why in the comment in __mark_chain_precision below.
4126          */
4127         for (st = st->parent; st; st = st->parent) {
4128                 for (i = 0; i <= st->curframe; i++) {
4129                         func = st->frame[i];
4130                         for (j = 0; j < BPF_REG_FP; j++) {
4131                                 reg = &func->regs[j];
4132                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE || reg->precise)
4133                                         continue;
4134                                 reg->precise = true;
4135                                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
4136                                         verbose(env, "force_precise: frame%d: forcing r%d to be precise\n",
4137                                                 i, j);
4138                                 }
4139                         }
4140                         for (j = 0; j < func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; j++) {
4141                                 if (!is_spilled_reg(&func->stack[j]))
4142                                         continue;
4143                                 reg = &func->stack[j].spilled_ptr;
4144                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE || reg->precise)
4145                                         continue;
4146                                 reg->precise = true;
4147                                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
4148                                         verbose(env, "force_precise: frame%d: forcing fp%d to be precise\n",
4149                                                 i, -(j + 1) * 8);
4150                                 }
4151                         }
4152                 }
4153         }
4154 }
4155
4156 static void mark_all_scalars_imprecise(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_verifier_state *st)
4157 {
4158         struct bpf_func_state *func;
4159         struct bpf_reg_state *reg;
4160         int i, j;
4161
4162         for (i = 0; i <= st->curframe; i++) {
4163                 func = st->frame[i];
4164                 for (j = 0; j < BPF_REG_FP; j++) {
4165                         reg = &func->regs[j];
4166                         if (reg->type != SCALAR_VALUE)
4167                                 continue;
4168                         reg->precise = false;
4169                 }
4170                 for (j = 0; j < func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; j++) {
4171                         if (!is_spilled_reg(&func->stack[j]))
4172                                 continue;
4173                         reg = &func->stack[j].spilled_ptr;
4174                         if (reg->type != SCALAR_VALUE)
4175                                 continue;
4176                         reg->precise = false;
4177                 }
4178         }
4179 }
4180
4181 /*
4182  * __mark_chain_precision() backtracks BPF program instruction sequence and
4183  * chain of verifier states making sure that register *regno* (if regno >= 0)
4184  * and/or stack slot *spi* (if spi >= 0) are marked as precisely tracked
4185  * SCALARS, as well as any other registers and slots that contribute to
4186  * a tracked state of given registers/stack slots, depending on specific BPF
4187  * assembly instructions (see backtrack_insns() for exact instruction handling
4188  * logic). This backtracking relies on recorded jmp_history and is able to
4189  * traverse entire chain of parent states. This process ends only when all the
4190  * necessary registers/slots and their transitive dependencies are marked as
4191  * precise.
4192  *
4193  * One important and subtle aspect is that precise marks *do not matter* in
4194  * the currently verified state (current state). It is important to understand
4195  * why this is the case.
4196  *
4197  * First, note that current state is the state that is not yet "checkpointed",
4198  * i.e., it is not yet put into env->explored_states, and it has no children
4199  * states as well. It's ephemeral, and can end up either a) being discarded if
4200  * compatible explored state is found at some point or BPF_EXIT instruction is
4201  * reached or b) checkpointed and put into env->explored_states, branching out
4202  * into one or more children states.
4203  *
4204  * In the former case, precise markings in current state are completely
4205  * ignored by state comparison code (see regsafe() for details). Only
4206  * checkpointed ("old") state precise markings are important, and if old
4207  * state's register/slot is precise, regsafe() assumes current state's
4208  * register/slot as precise and checks value ranges exactly and precisely. If
4209  * states turn out to be compatible, current state's necessary precise
4210  * markings and any required parent states' precise markings are enforced
4211  * after the fact with propagate_precision() logic, after the fact. But it's
4212  * important to realize that in this case, even after marking current state
4213  * registers/slots as precise, we immediately discard current state. So what
4214  * actually matters is any of the precise markings propagated into current
4215  * state's parent states, which are always checkpointed (due to b) case above).
4216  * As such, for scenario a) it doesn't matter if current state has precise
4217  * markings set or not.
4218  *
4219  * Now, for the scenario b), checkpointing and forking into child(ren)
4220  * state(s). Note that before current state gets to checkpointing step, any
4221  * processed instruction always assumes precise SCALAR register/slot
4222  * knowledge: if precise value or range is useful to prune jump branch, BPF
4223  * verifier takes this opportunity enthusiastically. Similarly, when
4224  * register's value is used to calculate offset or memory address, exact
4225  * knowledge of SCALAR range is assumed, checked, and enforced. So, similar to
4226  * what we mentioned above about state comparison ignoring precise markings
4227  * during state comparison, BPF verifier ignores and also assumes precise
4228  * markings *at will* during instruction verification process. But as verifier
4229  * assumes precision, it also propagates any precision dependencies across
4230  * parent states, which are not yet finalized, so can be further restricted
4231  * based on new knowledge gained from restrictions enforced by their children
4232  * states. This is so that once those parent states are finalized, i.e., when
4233  * they have no more active children state, state comparison logic in
4234  * is_state_visited() would enforce strict and precise SCALAR ranges, if
4235  * required for correctness.
4236  *
4237  * To build a bit more intuition, note also that once a state is checkpointed,
4238  * the path we took to get to that state is not important. This is crucial
4239  * property for state pruning. When state is checkpointed and finalized at
4240  * some instruction index, it can be correctly and safely used to "short
4241  * circuit" any *compatible* state that reaches exactly the same instruction
4242  * index. I.e., if we jumped to that instruction from a completely different
4243  * code path than original finalized state was derived from, it doesn't
4244  * matter, current state can be discarded because from that instruction
4245  * forward having a compatible state will ensure we will safely reach the
4246  * exit. States describe preconditions for further exploration, but completely
4247  * forget the history of how we got here.
4248  *
4249  * This also means that even if we needed precise SCALAR range to get to
4250  * finalized state, but from that point forward *that same* SCALAR register is
4251  * never used in a precise context (i.e., it's precise value is not needed for
4252  * correctness), it's correct and safe to mark such register as "imprecise"
4253  * (i.e., precise marking set to false). This is what we rely on when we do
4254  * not set precise marking in current state. If no child state requires
4255  * precision for any given SCALAR register, it's safe to dictate that it can
4256  * be imprecise. If any child state does require this register to be precise,
4257  * we'll mark it precise later retroactively during precise markings
4258  * propagation from child state to parent states.
4259  *
4260  * Skipping precise marking setting in current state is a mild version of
4261  * relying on the above observation. But we can utilize this property even
4262  * more aggressively by proactively forgetting any precise marking in the
4263  * current state (which we inherited from the parent state), right before we
4264  * checkpoint it and branch off into new child state. This is done by
4265  * mark_all_scalars_imprecise() to hopefully get more permissive and generic
4266  * finalized states which help in short circuiting more future states.
4267  */
4268 static int __mark_chain_precision(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
4269 {
4270         struct backtrack_state *bt = &env->bt;
4271         struct bpf_verifier_state *st = env->cur_state;
4272         int first_idx = st->first_insn_idx;
4273         int last_idx = env->insn_idx;
4274         int subseq_idx = -1;
4275         struct bpf_func_state *func;
4276         struct bpf_reg_state *reg;
4277         bool skip_first = true;
4278         int i, fr, err;
4279
4280         if (!env->bpf_capable)
4281                 return 0;
4282
4283         /* set frame number from which we are starting to backtrack */
4284         bt_init(bt, env->cur_state->curframe);
4285
4286         /* Do sanity checks against current state of register and/or stack
4287          * slot, but don't set precise flag in current state, as precision
4288          * tracking in the current state is unnecessary.
4289          */
4290         func = st->frame[bt->frame];
4291         if (regno >= 0) {
4292                 reg = &func->regs[regno];
4293                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
4294                         WARN_ONCE(1, "backtracing misuse");
4295                         return -EFAULT;
4296                 }
4297                 bt_set_reg(bt, regno);
4298         }
4299
4300         if (bt_empty(bt))
4301                 return 0;
4302
4303         for (;;) {
4304                 DECLARE_BITMAP(mask, 64);
4305                 u32 history = st->jmp_history_cnt;
4306                 struct bpf_jmp_history_entry *hist;
4307
4308                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
4309                         verbose(env, "mark_precise: frame%d: last_idx %d first_idx %d subseq_idx %d \n",
4310                                 bt->frame, last_idx, first_idx, subseq_idx);
4311                 }
4312
4313                 if (last_idx < 0) {
4314                         /* we are at the entry into subprog, which
4315                          * is expected for global funcs, but only if
4316                          * requested precise registers are R1-R5
4317                          * (which are global func's input arguments)
4318                          */
4319                         if (st->curframe == 0 &&
4320                             st->frame[0]->subprogno > 0 &&
4321                             st->frame[0]->callsite == BPF_MAIN_FUNC &&
4322                             bt_stack_mask(bt) == 0 &&
4323                             (bt_reg_mask(bt) & ~BPF_REGMASK_ARGS) == 0) {
4324                                 bitmap_from_u64(mask, bt_reg_mask(bt));
4325                                 for_each_set_bit(i, mask, 32) {
4326                                         reg = &st->frame[0]->regs[i];
4327                                         bt_clear_reg(bt, i);
4328                                         if (reg->type == SCALAR_VALUE)
4329                                                 reg->precise = true;
4330                                 }
4331                                 return 0;
4332                         }
4333
4334                         verbose(env, "BUG backtracking func entry subprog %d reg_mask %x stack_mask %llx\n",
4335                                 st->frame[0]->subprogno, bt_reg_mask(bt), bt_stack_mask(bt));
4336                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
4337                         return -EFAULT;
4338                 }
4339
4340                 for (i = last_idx;;) {
4341                         if (skip_first) {
4342                                 err = 0;
4343                                 skip_first = false;
4344                         } else {
4345                                 hist = get_jmp_hist_entry(st, history, i);
4346                                 err = backtrack_insn(env, i, subseq_idx, hist, bt);
4347                         }
4348                         if (err == -ENOTSUPP) {
4349                                 mark_all_scalars_precise(env, env->cur_state);
4350                                 bt_reset(bt);
4351                                 return 0;
4352                         } else if (err) {
4353                                 return err;
4354                         }
4355                         if (bt_empty(bt))
4356                                 /* Found assignment(s) into tracked register in this state.
4357                                  * Since this state is already marked, just return.
4358                                  * Nothing to be tracked further in the parent state.
4359                                  */
4360                                 return 0;
4361                         subseq_idx = i;
4362                         i = get_prev_insn_idx(st, i, &history);
4363                         if (i == -ENOENT)
4364                                 break;
4365                         if (i >= env->prog->len) {
4366                                 /* This can happen if backtracking reached insn 0
4367                                  * and there are still reg_mask or stack_mask
4368                                  * to backtrack.
4369                                  * It means the backtracking missed the spot where
4370                                  * particular register was initialized with a constant.
4371                                  */
4372                                 verbose(env, "BUG backtracking idx %d\n", i);
4373                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
4374                                 return -EFAULT;
4375                         }
4376                 }
4377                 st = st->parent;
4378                 if (!st)
4379                         break;
4380
4381                 for (fr = bt->frame; fr >= 0; fr--) {
4382                         func = st->frame[fr];
4383                         bitmap_from_u64(mask, bt_frame_reg_mask(bt, fr));
4384                         for_each_set_bit(i, mask, 32) {
4385                                 reg = &func->regs[i];
4386                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
4387                                         bt_clear_frame_reg(bt, fr, i);
4388                                         continue;
4389                                 }
4390                                 if (reg->precise)
4391                                         bt_clear_frame_reg(bt, fr, i);
4392                                 else
4393                                         reg->precise = true;
4394                         }
4395
4396                         bitmap_from_u64(mask, bt_frame_stack_mask(bt, fr));
4397                         for_each_set_bit(i, mask, 64) {
4398                                 if (i >= func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE) {
4399                                         verbose(env, "BUG backtracking (stack slot %d, total slots %d)\n",
4400                                                 i, func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE);
4401                                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug (stack slot out of bounds)");
4402                                         return -EFAULT;
4403                                 }
4404
4405                                 if (!is_spilled_scalar_reg(&func->stack[i])) {
4406                                         bt_clear_frame_slot(bt, fr, i);
4407                                         continue;
4408                                 }
4409                                 reg = &func->stack[i].spilled_ptr;
4410                                 if (reg->precise)
4411                                         bt_clear_frame_slot(bt, fr, i);
4412                                 else
4413                                         reg->precise = true;
4414                         }
4415                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
4416                                 fmt_reg_mask(env->tmp_str_buf, TMP_STR_BUF_LEN,
4417                                              bt_frame_reg_mask(bt, fr));
4418                                 verbose(env, "mark_precise: frame%d: parent state regs=%s ",
4419                                         fr, env->tmp_str_buf);
4420                                 fmt_stack_mask(env->tmp_str_buf, TMP_STR_BUF_LEN,
4421                                                bt_frame_stack_mask(bt, fr));
4422                                 verbose(env, "stack=%s: ", env->tmp_str_buf);
4423                                 print_verifier_state(env, func, true);
4424                         }
4425                 }
4426
4427                 if (bt_empty(bt))
4428                         return 0;
4429
4430                 subseq_idx = first_idx;
4431                 last_idx = st->last_insn_idx;
4432                 first_idx = st->first_insn_idx;
4433         }
4434
4435         /* if we still have requested precise regs or slots, we missed
4436          * something (e.g., stack access through non-r10 register), so
4437          * fallback to marking all precise
4438          */
4439         if (!bt_empty(bt)) {
4440                 mark_all_scalars_precise(env, env->cur_state);
4441                 bt_reset(bt);
4442         }
4443
4444         return 0;
4445 }
4446
4447 int mark_chain_precision(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
4448 {
4449         return __mark_chain_precision(env, regno);
4450 }
4451
4452 /* mark_chain_precision_batch() assumes that env->bt is set in the caller to
4453  * desired reg and stack masks across all relevant frames
4454  */
4455 static int mark_chain_precision_batch(struct bpf_verifier_env *env)
4456 {
4457         return __mark_chain_precision(env, -1);
4458 }
4459
4460 static bool is_spillable_regtype(enum bpf_reg_type type)
4461 {
4462         switch (base_type(type)) {
4463         case PTR_TO_MAP_VALUE:
4464         case PTR_TO_STACK:
4465         case PTR_TO_CTX:
4466         case PTR_TO_PACKET:
4467         case PTR_TO_PACKET_META:
4468         case PTR_TO_PACKET_END:
4469         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
4470         case CONST_PTR_TO_MAP:
4471         case PTR_TO_SOCKET:
4472         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
4473         case PTR_TO_TCP_SOCK:
4474         case PTR_TO_XDP_SOCK:
4475         case PTR_TO_BTF_ID:
4476         case PTR_TO_BUF:
4477         case PTR_TO_MEM:
4478         case PTR_TO_FUNC:
4479         case PTR_TO_MAP_KEY:
4480         case PTR_TO_ARENA:
4481                 return true;
4482         default:
4483                 return false;
4484         }
4485 }
4486
4487 /* Does this register contain a constant zero? */
4488 static bool register_is_null(struct bpf_reg_state *reg)
4489 {
4490         return reg->type == SCALAR_VALUE && tnum_equals_const(reg->var_off, 0);
4491 }
4492
4493 /* check if register is a constant scalar value */
4494 static bool is_reg_const(struct bpf_reg_state *reg, bool subreg32)
4495 {
4496         return reg->type == SCALAR_VALUE &&
4497                tnum_is_const(subreg32 ? tnum_subreg(reg->var_off) : reg->var_off);
4498 }
4499
4500 /* assuming is_reg_const() is true, return constant value of a register */
4501 static u64 reg_const_value(struct bpf_reg_state *reg, bool subreg32)
4502 {
4503         return subreg32 ? tnum_subreg(reg->var_off).value : reg->var_off.value;
4504 }
4505
4506 static bool __is_pointer_value(bool allow_ptr_leaks,
4507                                const struct bpf_reg_state *reg)
4508 {
4509         if (allow_ptr_leaks)
4510                 return false;
4511
4512         return reg->type != SCALAR_VALUE;
4513 }
4514
4515 static void assign_scalar_id_before_mov(struct bpf_verifier_env *env,
4516                                         struct bpf_reg_state *src_reg)
4517 {
4518         if (src_reg->type != SCALAR_VALUE)
4519                 return;
4520
4521         if (src_reg->id & BPF_ADD_CONST) {
4522                 /*
4523                  * The verifier is processing rX = rY insn and
4524                  * rY->id has special linked register already.
4525                  * Cleared it, since multiple rX += const are not supported.
4526                  */
4527                 src_reg->id = 0;
4528                 src_reg->off = 0;
4529         }
4530
4531         if (!src_reg->id && !tnum_is_const(src_reg->var_off))
4532                 /* Ensure that src_reg has a valid ID that will be copied to
4533                  * dst_reg and then will be used by sync_linked_regs() to
4534                  * propagate min/max range.
4535                  */
4536                 src_reg->id = ++env->id_gen;
4537 }
4538
4539 /* Copy src state preserving dst->parent and dst->live fields */
4540 static void copy_register_state(struct bpf_reg_state *dst, const struct bpf_reg_state *src)
4541 {
4542         struct bpf_reg_state *parent = dst->parent;
4543         enum bpf_reg_liveness live = dst->live;
4544
4545         *dst = *src;
4546         dst->parent = parent;
4547         dst->live = live;
4548 }
4549
4550 static void save_register_state(struct bpf_verifier_env *env,
4551                                 struct bpf_func_state *state,
4552                                 int spi, struct bpf_reg_state *reg,
4553                                 int size)
4554 {
4555         int i;
4556
4557         copy_register_state(&state->stack[spi].spilled_ptr, reg);
4558         if (size == BPF_REG_SIZE)
4559                 state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4560
4561         for (i = BPF_REG_SIZE; i > BPF_REG_SIZE - size; i--)
4562                 state->stack[spi].slot_type[i - 1] = STACK_SPILL;
4563
4564         /* size < 8 bytes spill */
4565         for (; i; i--)
4566                 mark_stack_slot_misc(env, &state->stack[spi].slot_type[i - 1]);
4567 }
4568
4569 static bool is_bpf_st_mem(struct bpf_insn *insn)
4570 {
4571         return BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ST && BPF_MODE(insn->code) == BPF_MEM;
4572 }
4573
4574 static int get_reg_width(struct bpf_reg_state *reg)
4575 {
4576         return fls64(reg->umax_value);
4577 }
4578
4579 /* See comment for mark_fastcall_pattern_for_call() */
4580 static void check_fastcall_stack_contract(struct bpf_verifier_env *env,
4581                                           struct bpf_func_state *state, int insn_idx, int off)
4582 {
4583         struct bpf_subprog_info *subprog = &env->subprog_info[state->subprogno];
4584         struct bpf_insn_aux_data *aux = env->insn_aux_data;
4585         int i;
4586
4587         if (subprog->fastcall_stack_off <= off || aux[insn_idx].fastcall_pattern)
4588                 return;
4589         /* access to the region [max_stack_depth .. fastcall_stack_off)
4590          * from something that is not a part of the fastcall pattern,
4591          * disable fastcall rewrites for current subprogram by setting
4592          * fastcall_stack_off to a value smaller than any possible offset.
4593          */
4594         subprog->fastcall_stack_off = S16_MIN;
4595         /* reset fastcall aux flags within subprogram,
4596          * happens at most once per subprogram
4597          */
4598         for (i = subprog->start; i < (subprog + 1)->start; ++i) {
4599                 aux[i].fastcall_spills_num = 0;
4600                 aux[i].fastcall_pattern = 0;
4601         }
4602 }
4603
4604 /* check_stack_{read,write}_fixed_off functions track spill/fill of registers,
4605  * stack boundary and alignment are checked in check_mem_access()
4606  */
4607 static int check_stack_write_fixed_off(struct bpf_verifier_env *env,
4608                                        /* stack frame we're writing to */
4609                                        struct bpf_func_state *state,
4610                                        int off, int size, int value_regno,
4611                                        int insn_idx)
4612 {
4613         struct bpf_func_state *cur; /* state of the current function */
4614         int i, slot = -off - 1, spi = slot / BPF_REG_SIZE, err;
4615         struct bpf_insn *insn = &env->prog->insnsi[insn_idx];
4616         struct bpf_reg_state *reg = NULL;
4617         int insn_flags = insn_stack_access_flags(state->frameno, spi);
4618
4619         /* caller checked that off % size == 0 and -MAX_BPF_STACK <= off < 0,
4620          * so it's aligned access and [off, off + size) are within stack limits
4621          */
4622         if (!env->allow_ptr_leaks &&
4623             is_spilled_reg(&state->stack[spi]) &&
4624             size != BPF_REG_SIZE) {
4625                 verbose(env, "attempt to corrupt spilled pointer on stack\n");
4626                 return -EACCES;
4627         }
4628
4629         cur = env->cur_state->frame[env->cur_state->curframe];
4630         if (value_regno >= 0)
4631                 reg = &cur->regs[value_regno];
4632         if (!env->bypass_spec_v4) {
4633                 bool sanitize = reg && is_spillable_regtype(reg->type);
4634
4635                 for (i = 0; i < size; i++) {
4636                         u8 type = state->stack[spi].slot_type[i];
4637
4638                         if (type != STACK_MISC && type != STACK_ZERO) {
4639                                 sanitize = true;
4640                                 break;
4641                         }
4642                 }
4643
4644                 if (sanitize)
4645                         env->insn_aux_data[insn_idx].sanitize_stack_spill = true;
4646         }
4647
4648         err = destroy_if_dynptr_stack_slot(env, state, spi);
4649         if (err)
4650                 return err;
4651
4652         check_fastcall_stack_contract(env, state, insn_idx, off);
4653         mark_stack_slot_scratched(env, spi);
4654         if (reg && !(off % BPF_REG_SIZE) && reg->type == SCALAR_VALUE && env->bpf_capable) {
4655                 bool reg_value_fits;
4656
4657                 reg_value_fits = get_reg_width(reg) <= BITS_PER_BYTE * size;
4658                 /* Make sure that reg had an ID to build a relation on spill. */
4659                 if (reg_value_fits)
4660                         assign_scalar_id_before_mov(env, reg);
4661                 save_register_state(env, state, spi, reg, size);
4662                 /* Break the relation on a narrowing spill. */
4663                 if (!reg_value_fits)
4664                         state->stack[spi].spilled_ptr.id = 0;
4665         } else if (!reg && !(off % BPF_REG_SIZE) && is_bpf_st_mem(insn) &&
4666                    env->bpf_capable) {
4667                 struct bpf_reg_state *tmp_reg = &env->fake_reg[0];
4668
4669                 memset(tmp_reg, 0, sizeof(*tmp_reg));
4670                 __mark_reg_known(tmp_reg, insn->imm);
4671                 tmp_reg->type = SCALAR_VALUE;
4672                 save_register_state(env, state, spi, tmp_reg, size);
4673         } else if (reg && is_spillable_regtype(reg->type)) {
4674                 /* register containing pointer is being spilled into stack */
4675                 if (size != BPF_REG_SIZE) {
4676                         verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
4677                         verbose(env, "invalid size of register spill\n");
4678                         return -EACCES;
4679                 }
4680                 if (state != cur && reg->type == PTR_TO_STACK) {
4681                         verbose(env, "cannot spill pointers to stack into stack frame of the caller\n");
4682                         return -EINVAL;
4683                 }
4684                 save_register_state(env, state, spi, reg, size);
4685         } else {
4686                 u8 type = STACK_MISC;
4687
4688                 /* regular write of data into stack destroys any spilled ptr */
4689                 state->stack[spi].spilled_ptr.type = NOT_INIT;
4690                 /* Mark slots as STACK_MISC if they belonged to spilled ptr/dynptr/iter. */
4691                 if (is_stack_slot_special(&state->stack[spi]))
4692                         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++)
4693                                 scrub_spilled_slot(&state->stack[spi].slot_type[i]);
4694
4695                 /* only mark the slot as written if all 8 bytes were written
4696                  * otherwise read propagation may incorrectly stop too soon
4697                  * when stack slots are partially written.
4698                  * This heuristic means that read propagation will be
4699                  * conservative, since it will add reg_live_read marks
4700                  * to stack slots all the way to first state when programs
4701                  * writes+reads less than 8 bytes
4702                  */
4703                 if (size == BPF_REG_SIZE)
4704                         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4705
4706                 /* when we zero initialize stack slots mark them as such */
4707                 if ((reg && register_is_null(reg)) ||
4708                     (!reg && is_bpf_st_mem(insn) && insn->imm == 0)) {
4709                         /* STACK_ZERO case happened because register spill
4710                          * wasn't properly aligned at the stack slot boundary,
4711                          * so it's not a register spill anymore; force
4712                          * originating register to be precise to make
4713                          * STACK_ZERO correct for subsequent states
4714                          */
4715                         err = mark_chain_precision(env, value_regno);
4716                         if (err)
4717                                 return err;
4718                         type = STACK_ZERO;
4719                 }
4720
4721                 /* Mark slots affected by this stack write. */
4722                 for (i = 0; i < size; i++)
4723                         state->stack[spi].slot_type[(slot - i) % BPF_REG_SIZE] = type;
4724                 insn_flags = 0; /* not a register spill */
4725         }
4726
4727         if (insn_flags)
4728                 return push_jmp_history(env, env->cur_state, insn_flags, 0);
4729         return 0;
4730 }
4731
4732 /* Write the stack: 'stack[ptr_regno + off] = value_regno'. 'ptr_regno' is
4733  * known to contain a variable offset.
4734  * This function checks whether the write is permitted and conservatively
4735  * tracks the effects of the write, considering that each stack slot in the
4736  * dynamic range is potentially written to.
4737  *
4738  * 'off' includes 'regno->off'.
4739  * 'value_regno' can be -1, meaning that an unknown value is being written to
4740  * the stack.
4741  *
4742  * Spilled pointers in range are not marked as written because we don't know
4743  * what's going to be actually written. This means that read propagation for
4744  * future reads cannot be terminated by this write.
4745  *
4746  * For privileged programs, uninitialized stack slots are considered
4747  * initialized by this write (even though we don't know exactly what offsets
4748  * are going to be written to). The idea is that we don't want the verifier to
4749  * reject future reads that access slots written to through variable offsets.
4750  */
4751 static int check_stack_write_var_off(struct bpf_verifier_env *env,
4752                                      /* func where register points to */
4753                                      struct bpf_func_state *state,
4754                                      int ptr_regno, int off, int size,
4755                                      int value_regno, int insn_idx)
4756 {
4757         struct bpf_func_state *cur; /* state of the current function */
4758         int min_off, max_off;
4759         int i, err;
4760         struct bpf_reg_state *ptr_reg = NULL, *value_reg = NULL;
4761         struct bpf_insn *insn = &env->prog->insnsi[insn_idx];
4762         bool writing_zero = false;
4763         /* set if the fact that we're writing a zero is used to let any
4764          * stack slots remain STACK_ZERO
4765          */
4766         bool zero_used = false;
4767
4768         cur = env->cur_state->frame[env->cur_state->curframe];
4769         ptr_reg = &cur->regs[ptr_regno];
4770         min_off = ptr_reg->smin_value + off;
4771         max_off = ptr_reg->smax_value + off + size;
4772         if (value_regno >= 0)
4773                 value_reg = &cur->regs[value_regno];
4774         if ((value_reg && register_is_null(value_reg)) ||
4775             (!value_reg && is_bpf_st_mem(insn) && insn->imm == 0))
4776                 writing_zero = true;
4777
4778         for (i = min_off; i < max_off; i++) {
4779                 int spi;
4780
4781                 spi = __get_spi(i);
4782                 err = destroy_if_dynptr_stack_slot(env, state, spi);
4783                 if (err)
4784                         return err;
4785         }
4786
4787         check_fastcall_stack_contract(env, state, insn_idx, min_off);
4788         /* Variable offset writes destroy any spilled pointers in range. */
4789         for (i = min_off; i < max_off; i++) {
4790                 u8 new_type, *stype;
4791                 int slot, spi;
4792
4793                 slot = -i - 1;
4794                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
4795                 stype = &state->stack[spi].slot_type[slot % BPF_REG_SIZE];
4796                 mark_stack_slot_scratched(env, spi);
4797
4798                 if (!env->allow_ptr_leaks && *stype != STACK_MISC && *stype != STACK_ZERO) {
4799                         /* Reject the write if range we may write to has not
4800                          * been initialized beforehand. If we didn't reject
4801                          * here, the ptr status would be erased below (even
4802                          * though not all slots are actually overwritten),
4803                          * possibly opening the door to leaks.
4804                          *
4805                          * We do however catch STACK_INVALID case below, and
4806                          * only allow reading possibly uninitialized memory
4807                          * later for CAP_PERFMON, as the write may not happen to
4808                          * that slot.
4809                          */
4810                         verbose(env, "spilled ptr in range of var-offset stack write; insn %d, ptr off: %d",
4811                                 insn_idx, i);
4812                         return -EINVAL;
4813                 }
4814
4815                 /* If writing_zero and the spi slot contains a spill of value 0,
4816                  * maintain the spill type.
4817                  */
4818                 if (writing_zero && *stype == STACK_SPILL &&
4819                     is_spilled_scalar_reg(&state->stack[spi])) {
4820                         struct bpf_reg_state *spill_reg = &state->stack[spi].spilled_ptr;
4821
4822                         if (tnum_is_const(spill_reg->var_off) && spill_reg->var_off.value == 0) {
4823                                 zero_used = true;
4824                                 continue;
4825                         }
4826                 }
4827
4828                 /* Erase all other spilled pointers. */
4829                 state->stack[spi].spilled_ptr.type = NOT_INIT;
4830
4831                 /* Update the slot type. */
4832                 new_type = STACK_MISC;
4833                 if (writing_zero && *stype == STACK_ZERO) {
4834                         new_type = STACK_ZERO;
4835                         zero_used = true;
4836                 }
4837                 /* If the slot is STACK_INVALID, we check whether it's OK to
4838                  * pretend that it will be initialized by this write. The slot
4839                  * might not actually be written to, and so if we mark it as
4840                  * initialized future reads might leak uninitialized memory.
4841                  * For privileged programs, we will accept such reads to slots
4842                  * that may or may not be written because, if we're reject
4843                  * them, the error would be too confusing.
4844                  */
4845                 if (*stype == STACK_INVALID && !env->allow_uninit_stack) {
4846                         verbose(env, "uninit stack in range of var-offset write prohibited for !root; insn %d, off: %d",
4847                                         insn_idx, i);
4848                         return -EINVAL;
4849                 }
4850                 *stype = new_type;
4851         }
4852         if (zero_used) {
4853                 /* backtracking doesn't work for STACK_ZERO yet. */
4854                 err = mark_chain_precision(env, value_regno);
4855                 if (err)
4856                         return err;
4857         }
4858         return 0;
4859 }
4860
4861 /* When register 'dst_regno' is assigned some values from stack[min_off,
4862  * max_off), we set the register's type according to the types of the
4863  * respective stack slots. If all the stack values are known to be zeros, then
4864  * so is the destination reg. Otherwise, the register is considered to be
4865  * SCALAR. This function does not deal with register filling; the caller must
4866  * ensure that all spilled registers in the stack range have been marked as
4867  * read.
4868  */
4869 static void mark_reg_stack_read(struct bpf_verifier_env *env,
4870                                 /* func where src register points to */
4871                                 struct bpf_func_state *ptr_state,
4872                                 int min_off, int max_off, int dst_regno)
4873 {
4874         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
4875         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
4876         int i, slot, spi;
4877         u8 *stype;
4878         int zeros = 0;
4879
4880         for (i = min_off; i < max_off; i++) {
4881                 slot = -i - 1;
4882                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
4883                 mark_stack_slot_scratched(env, spi);
4884                 stype = ptr_state->stack[spi].slot_type;
4885                 if (stype[slot % BPF_REG_SIZE] != STACK_ZERO)
4886                         break;
4887                 zeros++;
4888         }
4889         if (zeros == max_off - min_off) {
4890                 /* Any access_size read into register is zero extended,
4891                  * so the whole register == const_zero.
4892                  */
4893                 __mark_reg_const_zero(env, &state->regs[dst_regno]);
4894         } else {
4895                 /* have read misc data from the stack */
4896                 mark_reg_unknown(env, state->regs, dst_regno);
4897         }
4898         state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4899 }
4900
4901 /* Read the stack at 'off' and put the results into the register indicated by
4902  * 'dst_regno'. It handles reg filling if the addressed stack slot is a
4903  * spilled reg.
4904  *
4905  * 'dst_regno' can be -1, meaning that the read value is not going to a
4906  * register.
4907  *
4908  * The access is assumed to be within the current stack bounds.
4909  */
4910 static int check_stack_read_fixed_off(struct bpf_verifier_env *env,
4911                                       /* func where src register points to */
4912                                       struct bpf_func_state *reg_state,
4913                                       int off, int size, int dst_regno)
4914 {
4915         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
4916         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
4917         int i, slot = -off - 1, spi = slot / BPF_REG_SIZE;
4918         struct bpf_reg_state *reg;
4919         u8 *stype, type;
4920         int insn_flags = insn_stack_access_flags(reg_state->frameno, spi);
4921
4922         stype = reg_state->stack[spi].slot_type;
4923         reg = &reg_state->stack[spi].spilled_ptr;
4924
4925         mark_stack_slot_scratched(env, spi);
4926         check_fastcall_stack_contract(env, state, env->insn_idx, off);
4927
4928         if (is_spilled_reg(&reg_state->stack[spi])) {
4929                 u8 spill_size = 1;
4930
4931                 for (i = BPF_REG_SIZE - 1; i > 0 && stype[i - 1] == STACK_SPILL; i--)
4932                         spill_size++;
4933
4934                 if (size != BPF_REG_SIZE || spill_size != BPF_REG_SIZE) {
4935                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
4936                                 verbose_linfo(env, env->insn_idx, "; ");
4937                                 verbose(env, "invalid size of register fill\n");
4938                                 return -EACCES;
4939                         }
4940
4941                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
4942                         if (dst_regno < 0)
4943                                 return 0;
4944
4945                         if (size <= spill_size &&
4946                             bpf_stack_narrow_access_ok(off, size, spill_size)) {
4947                                 /* The earlier check_reg_arg() has decided the
4948                                  * subreg_def for this insn.  Save it first.
4949                                  */
4950                                 s32 subreg_def = state->regs[dst_regno].subreg_def;
4951
4952                                 copy_register_state(&state->regs[dst_regno], reg);
4953                                 state->regs[dst_regno].subreg_def = subreg_def;
4954
4955                                 /* Break the relation on a narrowing fill.
4956                                  * coerce_reg_to_size will adjust the boundaries.
4957                                  */
4958                                 if (get_reg_width(reg) > size * BITS_PER_BYTE)
4959                                         state->regs[dst_regno].id = 0;
4960                         } else {
4961                                 int spill_cnt = 0, zero_cnt = 0;
4962
4963                                 for (i = 0; i < size; i++) {
4964                                         type = stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE];
4965                                         if (type == STACK_SPILL) {
4966                                                 spill_cnt++;
4967                                                 continue;
4968                                         }
4969                                         if (type == STACK_MISC)
4970                                                 continue;
4971                                         if (type == STACK_ZERO) {
4972                                                 zero_cnt++;
4973                                                 continue;
4974                                         }
4975                                         if (type == STACK_INVALID && env->allow_uninit_stack)
4976                                                 continue;
4977                                         verbose(env, "invalid read from stack off %d+%d size %d\n",
4978                                                 off, i, size);
4979                                         return -EACCES;
4980                                 }
4981
4982                                 if (spill_cnt == size &&
4983                                     tnum_is_const(reg->var_off) && reg->var_off.value == 0) {
4984                                         __mark_reg_const_zero(env, &state->regs[dst_regno]);
4985                                         /* this IS register fill, so keep insn_flags */
4986                                 } else if (zero_cnt == size) {
4987                                         /* similarly to mark_reg_stack_read(), preserve zeroes */
4988                                         __mark_reg_const_zero(env, &state->regs[dst_regno]);
4989                                         insn_flags = 0; /* not restoring original register state */
4990                                 } else {
4991                                         mark_reg_unknown(env, state->regs, dst_regno);
4992                                         insn_flags = 0; /* not restoring original register state */
4993                                 }
4994                         }
4995                         state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4996                 } else if (dst_regno >= 0) {
4997                         /* restore register state from stack */
4998                         copy_register_state(&state->regs[dst_regno], reg);
4999                         /* mark reg as written since spilled pointer state likely
5000                          * has its liveness marks cleared by is_state_visited()
5001                          * which resets stack/reg liveness for state transitions
5002                          */
5003                         state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
5004                 } else if (__is_pointer_value(env->allow_ptr_leaks, reg)) {
5005                         /* If dst_regno==-1, the caller is asking us whether
5006                          * it is acceptable to use this value as a SCALAR_VALUE
5007                          * (e.g. for XADD).
5008                          * We must not allow unprivileged callers to do that
5009                          * with spilled pointers.
5010                          */
5011                         verbose(env, "leaking pointer from stack off %d\n",
5012                                 off);
5013                         return -EACCES;
5014                 }
5015                 mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
5016         } else {
5017                 for (i = 0; i < size; i++) {
5018                         type = stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE];
5019                         if (type == STACK_MISC)
5020                                 continue;
5021                         if (type == STACK_ZERO)
5022                                 continue;
5023                         if (type == STACK_INVALID && env->allow_uninit_stack)
5024                                 continue;
5025                         verbose(env, "invalid read from stack off %d+%d size %d\n",
5026                                 off, i, size);
5027                         return -EACCES;
5028                 }
5029                 mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
5030                 if (dst_regno >= 0)
5031                         mark_reg_stack_read(env, reg_state, off, off + size, dst_regno);
5032                 insn_flags = 0; /* we are not restoring spilled register */
5033         }
5034         if (insn_flags)
5035                 return push_jmp_history(env, env->cur_state, insn_flags, 0);
5036         return 0;
5037 }
5038
5039 enum bpf_access_src {
5040         ACCESS_DIRECT = 1,  /* the access is performed by an instruction */
5041         ACCESS_HELPER = 2,  /* the access is performed by a helper */
5042 };
5043
5044 static int check_stack_range_initialized(struct bpf_verifier_env *env,
5045                                          int regno, int off, int access_size,
5046                                          bool zero_size_allowed,
5047                                          enum bpf_access_src type,
5048                                          struct bpf_call_arg_meta *meta);
5049
5050 static struct bpf_reg_state *reg_state(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5051 {
5052         return cur_regs(env) + regno;
5053 }
5054
5055 /* Read the stack at 'ptr_regno + off' and put the result into the register
5056  * 'dst_regno'.
5057  * 'off' includes the pointer register's fixed offset(i.e. 'ptr_regno.off'),
5058  * but not its variable offset.
5059  * 'size' is assumed to be <= reg size and the access is assumed to be aligned.
5060  *
5061  * As opposed to check_stack_read_fixed_off, this function doesn't deal with
5062  * filling registers (i.e. reads of spilled register cannot be detected when
5063  * the offset is not fixed). We conservatively mark 'dst_regno' as containing
5064  * SCALAR_VALUE. That's why we assert that the 'ptr_regno' has a variable
5065  * offset; for a fixed offset check_stack_read_fixed_off should be used
5066  * instead.
5067  */
5068 static int check_stack_read_var_off(struct bpf_verifier_env *env,
5069                                     int ptr_regno, int off, int size, int dst_regno)
5070 {
5071         /* The state of the source register. */
5072         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
5073         struct bpf_func_state *ptr_state = func(env, reg);
5074         int err;
5075         int min_off, max_off;
5076
5077         /* Note that we pass a NULL meta, so raw access will not be permitted.
5078          */
5079         err = check_stack_range_initialized(env, ptr_regno, off, size,
5080                                             false, ACCESS_DIRECT, NULL);
5081         if (err)
5082                 return err;
5083
5084         min_off = reg->smin_value + off;
5085         max_off = reg->smax_value + off;
5086         mark_reg_stack_read(env, ptr_state, min_off, max_off + size, dst_regno);
5087         check_fastcall_stack_contract(env, ptr_state, env->insn_idx, min_off);
5088         return 0;
5089 }
5090
5091 /* check_stack_read dispatches to check_stack_read_fixed_off or
5092  * check_stack_read_var_off.
5093  *
5094  * The caller must ensure that the offset falls within the allocated stack
5095  * bounds.
5096  *
5097  * 'dst_regno' is a register which will receive the value from the stack. It
5098  * can be -1, meaning that the read value is not going to a register.
5099  */
5100 static int check_stack_read(struct bpf_verifier_env *env,
5101                             int ptr_regno, int off, int size,
5102                             int dst_regno)
5103 {
5104         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
5105         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
5106         int err;
5107         /* Some accesses are only permitted with a static offset. */
5108         bool var_off = !tnum_is_const(reg->var_off);
5109
5110         /* The offset is required to be static when reads don't go to a
5111          * register, in order to not leak pointers (see
5112          * check_stack_read_fixed_off).
5113          */
5114         if (dst_regno < 0 && var_off) {
5115                 char tn_buf[48];
5116
5117                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
5118                 verbose(env, "variable offset stack pointer cannot be passed into helper function; var_off=%s off=%d size=%d\n",
5119                         tn_buf, off, size);
5120                 return -EACCES;
5121         }
5122         /* Variable offset is prohibited for unprivileged mode for simplicity
5123          * since it requires corresponding support in Spectre masking for stack
5124          * ALU. See also retrieve_ptr_limit(). The check in
5125          * check_stack_access_for_ptr_arithmetic() called by
5126          * adjust_ptr_min_max_vals() prevents users from creating stack pointers
5127          * with variable offsets, therefore no check is required here. Further,
5128          * just checking it here would be insufficient as speculative stack
5129          * writes could still lead to unsafe speculative behaviour.
5130          */
5131         if (!var_off) {
5132                 off += reg->var_off.value;
5133                 err = check_stack_read_fixed_off(env, state, off, size,
5134                                                  dst_regno);
5135         } else {
5136                 /* Variable offset stack reads need more conservative handling
5137                  * than fixed offset ones. Note that dst_regno >= 0 on this
5138                  * branch.
5139                  */
5140                 err = check_stack_read_var_off(env, ptr_regno, off, size,
5141                                                dst_regno);
5142         }
5143         return err;
5144 }
5145
5146
5147 /* check_stack_write dispatches to check_stack_write_fixed_off or
5148  * check_stack_write_var_off.
5149  *
5150  * 'ptr_regno' is the register used as a pointer into the stack.
5151  * 'off' includes 'ptr_regno->off', but not its variable offset (if any).
5152  * 'value_regno' is the register whose value we're writing to the stack. It can
5153  * be -1, meaning that we're not writing from a register.
5154  *
5155  * The caller must ensure that the offset falls within the maximum stack size.
5156  */
5157 static int check_stack_write(struct bpf_verifier_env *env,
5158                              int ptr_regno, int off, int size,
5159                              int value_regno, int insn_idx)
5160 {
5161         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
5162         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
5163         int err;
5164
5165         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
5166                 off += reg->var_off.value;
5167                 err = check_stack_write_fixed_off(env, state, off, size,
5168                                                   value_regno, insn_idx);
5169         } else {
5170                 /* Variable offset stack reads need more conservative handling
5171                  * than fixed offset ones.
5172                  */
5173                 err = check_stack_write_var_off(env, state,
5174                                                 ptr_regno, off, size,
5175                                                 value_regno, insn_idx);
5176         }
5177         return err;
5178 }
5179
5180 static int check_map_access_type(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
5181                                  int off, int size, enum bpf_access_type type)
5182 {
5183         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
5184         struct bpf_map *map = regs[regno].map_ptr;
5185         u32 cap = bpf_map_flags_to_cap(map);
5186
5187         if (type == BPF_WRITE && !(cap & BPF_MAP_CAN_WRITE)) {
5188                 verbose(env, "write into map forbidden, value_size=%d off=%d size=%d\n",
5189                         map->value_size, off, size);
5190                 return -EACCES;
5191         }
5192
5193         if (type == BPF_READ && !(cap & BPF_MAP_CAN_READ)) {
5194                 verbose(env, "read from map forbidden, value_size=%d off=%d size=%d\n",
5195                         map->value_size, off, size);
5196                 return -EACCES;
5197         }
5198
5199         return 0;
5200 }
5201
5202 /* check read/write into memory region (e.g., map value, ringbuf sample, etc) */
5203 static int __check_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
5204                               int off, int size, u32 mem_size,
5205                               bool zero_size_allowed)
5206 {
5207         bool size_ok = size > 0 || (size == 0 && zero_size_allowed);
5208         struct bpf_reg_state *reg;
5209
5210         if (off >= 0 && size_ok && (u64)off + size <= mem_size)
5211                 return 0;
5212
5213         reg = &cur_regs(env)[regno];
5214         switch (reg->type) {
5215         case PTR_TO_MAP_KEY:
5216                 verbose(env, "invalid access to map key, key_size=%d off=%d size=%d\n",
5217                         mem_size, off, size);
5218                 break;
5219         case PTR_TO_MAP_VALUE:
5220                 verbose(env, "invalid access to map value, value_size=%d off=%d size=%d\n",
5221                         mem_size, off, size);
5222                 break;
5223         case PTR_TO_PACKET:
5224         case PTR_TO_PACKET_META:
5225         case PTR_TO_PACKET_END:
5226                 verbose(env, "invalid access to packet, off=%d size=%d, R%d(id=%d,off=%d,r=%d)\n",
5227                         off, size, regno, reg->id, off, mem_size);
5228                 break;
5229         case PTR_TO_MEM:
5230         default:
5231                 verbose(env, "invalid access to memory, mem_size=%u off=%d size=%d\n",
5232                         mem_size, off, size);
5233         }
5234
5235         return -EACCES;
5236 }
5237
5238 /* check read/write into a memory region with possible variable offset */
5239 static int check_mem_region_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
5240                                    int off, int size, u32 mem_size,
5241                                    bool zero_size_allowed)
5242 {
5243         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
5244         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
5245         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regno];
5246         int err;
5247
5248         /* We may have adjusted the register pointing to memory region, so we
5249          * need to try adding each of min_value and max_value to off
5250          * to make sure our theoretical access will be safe.
5251          *
5252          * The minimum value is only important with signed
5253          * comparisons where we can't assume the floor of a
5254          * value is 0.  If we are using signed variables for our
5255          * index'es we need to make sure that whatever we use
5256          * will have a set floor within our range.
5257          */
5258         if (reg->smin_value < 0 &&
5259             (reg->smin_value == S64_MIN ||
5260              (off + reg->smin_value != (s64)(s32)(off + reg->smin_value)) ||
5261               reg->smin_value + off < 0)) {
5262                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
5263                         regno);
5264                 return -EACCES;
5265         }
5266         err = __check_mem_access(env, regno, reg->smin_value + off, size,
5267                                  mem_size, zero_size_allowed);
5268         if (err) {
5269                 verbose(env, "R%d min value is outside of the allowed memory range\n",
5270                         regno);
5271                 return err;
5272         }
5273
5274         /* If we haven't set a max value then we need to bail since we can't be
5275          * sure we won't do bad things.
5276          * If reg->umax_value + off could overflow, treat that as unbounded too.
5277          */
5278         if (reg->umax_value >= BPF_MAX_VAR_OFF) {
5279                 verbose(env, "R%d unbounded memory access, make sure to bounds check any such access\n",
5280                         regno);
5281                 return -EACCES;
5282         }
5283         err = __check_mem_access(env, regno, reg->umax_value + off, size,
5284                                  mem_size, zero_size_allowed);
5285         if (err) {
5286                 verbose(env, "R%d max value is outside of the allowed memory range\n",
5287                         regno);
5288                 return err;
5289         }
5290
5291         return 0;
5292 }
5293
5294 static int __check_ptr_off_reg(struct bpf_verifier_env *env,
5295                                const struct bpf_reg_state *reg, int regno,
5296                                bool fixed_off_ok)
5297 {
5298         /* Access to this pointer-typed register or passing it to a helper
5299          * is only allowed in its original, unmodified form.
5300          */
5301
5302         if (reg->off < 0) {
5303                 verbose(env, "negative offset %s ptr R%d off=%d disallowed\n",
5304                         reg_type_str(env, reg->type), regno, reg->off);
5305                 return -EACCES;
5306         }
5307
5308         if (!fixed_off_ok && reg->off) {
5309                 verbose(env, "dereference of modified %s ptr R%d off=%d disallowed\n",
5310                         reg_type_str(env, reg->type), regno, reg->off);
5311                 return -EACCES;
5312         }
5313
5314         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
5315                 char tn_buf[48];
5316
5317                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
5318                 verbose(env, "variable %s access var_off=%s disallowed\n",
5319                         reg_type_str(env, reg->type), tn_buf);
5320                 return -EACCES;
5321         }
5322
5323         return 0;
5324 }
5325
5326 static int check_ptr_off_reg(struct bpf_verifier_env *env,
5327                              const struct bpf_reg_state *reg, int regno)
5328 {
5329         return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, false);
5330 }
5331
5332 static int map_kptr_match_type(struct bpf_verifier_env *env,
5333                                struct btf_field *kptr_field,
5334                                struct bpf_reg_state *reg, u32 regno)
5335 {
5336         const char *targ_name = btf_type_name(kptr_field->kptr.btf, kptr_field->kptr.btf_id);
5337         int perm_flags;
5338         const char *reg_name = "";
5339
5340         if (btf_is_kernel(reg->btf)) {
5341                 perm_flags = PTR_MAYBE_NULL | PTR_TRUSTED | MEM_RCU;
5342
5343                 /* Only unreferenced case accepts untrusted pointers */
5344                 if (kptr_field->type == BPF_KPTR_UNREF)
5345                         perm_flags |= PTR_UNTRUSTED;
5346         } else {
5347                 perm_flags = PTR_MAYBE_NULL | MEM_ALLOC;
5348                 if (kptr_field->type == BPF_KPTR_PERCPU)
5349                         perm_flags |= MEM_PERCPU;
5350         }
5351
5352         if (base_type(reg->type) != PTR_TO_BTF_ID || (type_flag(reg->type) & ~perm_flags))
5353                 goto bad_type;
5354
5355         /* We need to verify reg->type and reg->btf, before accessing reg->btf */
5356         reg_name = btf_type_name(reg->btf, reg->btf_id);
5357
5358         /* For ref_ptr case, release function check should ensure we get one
5359          * referenced PTR_TO_BTF_ID, and that its fixed offset is 0. For the
5360          * normal store of unreferenced kptr, we must ensure var_off is zero.
5361          * Since ref_ptr cannot be accessed directly by BPF insns, checks for
5362          * reg->off and reg->ref_obj_id are not needed here.
5363          */
5364         if (__check_ptr_off_reg(env, reg, regno, true))
5365                 return -EACCES;
5366
5367         /* A full type match is needed, as BTF can be vmlinux, module or prog BTF, and
5368          * we also need to take into account the reg->off.
5369          *
5370          * We want to support cases like:
5371          *
5372          * struct foo {
5373          *         struct bar br;
5374          *         struct baz bz;
5375          * };
5376          *
5377          * struct foo *v;
5378          * v = func();        // PTR_TO_BTF_ID
5379          * val->foo = v;      // reg->off is zero, btf and btf_id match type
5380          * val->bar = &v->br; // reg->off is still zero, but we need to retry with
5381          *                    // first member type of struct after comparison fails
5382          * val->baz = &v->bz; // reg->off is non-zero, so struct needs to be walked
5383          *                    // to match type
5384          *
5385          * In the kptr_ref case, check_func_arg_reg_off already ensures reg->off
5386          * is zero. We must also ensure that btf_struct_ids_match does not walk
5387          * the struct to match type against first member of struct, i.e. reject
5388          * second case from above. Hence, when type is BPF_KPTR_REF, we set
5389          * strict mode to true for type match.
5390          */
5391         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg->btf, reg->btf_id, reg->off,
5392                                   kptr_field->kptr.btf, kptr_field->kptr.btf_id,
5393                                   kptr_field->type != BPF_KPTR_UNREF))
5394                 goto bad_type;
5395         return 0;
5396 bad_type:
5397         verbose(env, "invalid kptr access, R%d type=%s%s ", regno,
5398                 reg_type_str(env, reg->type), reg_name);
5399         verbose(env, "expected=%s%s", reg_type_str(env, PTR_TO_BTF_ID), targ_name);
5400         if (kptr_field->type == BPF_KPTR_UNREF)
5401                 verbose(env, " or %s%s\n", reg_type_str(env, PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED),
5402                         targ_name);
5403         else
5404                 verbose(env, "\n");
5405         return -EINVAL;
5406 }
5407
5408 static bool in_sleepable(struct bpf_verifier_env *env)
5409 {
5410         return env->prog->sleepable ||
5411                (env->cur_state && env->cur_state->in_sleepable);
5412 }
5413
5414 /* The non-sleepable programs and sleepable programs with explicit bpf_rcu_read_lock()
5415  * can dereference RCU protected pointers and result is PTR_TRUSTED.
5416  */
5417 static bool in_rcu_cs(struct bpf_verifier_env *env)
5418 {
5419         return env->cur_state->active_rcu_lock ||
5420                env->cur_state->active_lock.ptr ||
5421                !in_sleepable(env);
5422 }
5423
5424 /* Once GCC supports btf_type_tag the following mechanism will be replaced with tag check */
5425 BTF_SET_START(rcu_protected_types)
5426 BTF_ID(struct, prog_test_ref_kfunc)
5427 #ifdef CONFIG_CGROUPS
5428 BTF_ID(struct, cgroup)
5429 #endif
5430 #ifdef CONFIG_BPF_JIT
5431 BTF_ID(struct, bpf_cpumask)
5432 #endif
5433 BTF_ID(struct, task_struct)
5434 BTF_ID(struct, bpf_crypto_ctx)
5435 BTF_SET_END(rcu_protected_types)
5436
5437 static bool rcu_protected_object(const struct btf *btf, u32 btf_id)
5438 {
5439         if (!btf_is_kernel(btf))
5440                 return true;
5441         return btf_id_set_contains(&rcu_protected_types, btf_id);
5442 }
5443
5444 static struct btf_record *kptr_pointee_btf_record(struct btf_field *kptr_field)
5445 {
5446         struct btf_struct_meta *meta;
5447
5448         if (btf_is_kernel(kptr_field->kptr.btf))
5449                 return NULL;
5450
5451         meta = btf_find_struct_meta(kptr_field->kptr.btf,
5452                                     kptr_field->kptr.btf_id);
5453
5454         return meta ? meta->record : NULL;
5455 }
5456
5457 static bool rcu_safe_kptr(const struct btf_field *field)
5458 {
5459         const struct btf_field_kptr *kptr = &field->kptr;
5460
5461         return field->type == BPF_KPTR_PERCPU ||
5462                (field->type == BPF_KPTR_REF && rcu_protected_object(kptr->btf, kptr->btf_id));
5463 }
5464
5465 static u32 btf_ld_kptr_type(struct bpf_verifier_env *env, struct btf_field *kptr_field)
5466 {
5467         struct btf_record *rec;
5468         u32 ret;
5469
5470         ret = PTR_MAYBE_NULL;
5471         if (rcu_safe_kptr(kptr_field) && in_rcu_cs(env)) {
5472                 ret |= MEM_RCU;
5473                 if (kptr_field->type == BPF_KPTR_PERCPU)
5474                         ret |= MEM_PERCPU;
5475                 else if (!btf_is_kernel(kptr_field->kptr.btf))
5476                         ret |= MEM_ALLOC;
5477
5478                 rec = kptr_pointee_btf_record(kptr_field);
5479                 if (rec && btf_record_has_field(rec, BPF_GRAPH_NODE))
5480                         ret |= NON_OWN_REF;
5481         } else {
5482                 ret |= PTR_UNTRUSTED;
5483         }
5484
5485         return ret;
5486 }
5487
5488 static int check_map_kptr_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
5489                                  int value_regno, int insn_idx,
5490                                  struct btf_field *kptr_field)
5491 {
5492         struct bpf_insn *insn = &env->prog->insnsi[insn_idx];
5493         int class = BPF_CLASS(insn->code);
5494         struct bpf_reg_state *val_reg;
5495
5496         /* Things we already checked for in check_map_access and caller:
5497          *  - Reject cases where variable offset may touch kptr
5498          *  - size of access (must be BPF_DW)
5499          *  - tnum_is_const(reg->var_off)
5500          *  - kptr_field->offset == off + reg->var_off.value
5501          */
5502         /* Only BPF_[LDX,STX,ST] | BPF_MEM | BPF_DW is supported */
5503         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM) {
5504                 verbose(env, "kptr in map can only be accessed using BPF_MEM instruction mode\n");
5505                 return -EACCES;
5506         }
5507
5508         /* We only allow loading referenced kptr, since it will be marked as
5509          * untrusted, similar to unreferenced kptr.
5510          */
5511         if (class != BPF_LDX &&
5512             (kptr_field->type == BPF_KPTR_REF || kptr_field->type == BPF_KPTR_PERCPU)) {
5513                 verbose(env, "store to referenced kptr disallowed\n");
5514                 return -EACCES;
5515         }
5516
5517         if (class == BPF_LDX) {
5518                 val_reg = reg_state(env, value_regno);
5519                 /* We can simply mark the value_regno receiving the pointer
5520                  * value from map as PTR_TO_BTF_ID, with the correct type.
5521                  */
5522                 mark_btf_ld_reg(env, cur_regs(env), value_regno, PTR_TO_BTF_ID, kptr_field->kptr.btf,
5523                                 kptr_field->kptr.btf_id, btf_ld_kptr_type(env, kptr_field));
5524         } else if (class == BPF_STX) {
5525                 val_reg = reg_state(env, value_regno);
5526                 if (!register_is_null(val_reg) &&
5527                     map_kptr_match_type(env, kptr_field, val_reg, value_regno))
5528                         return -EACCES;
5529         } else if (class == BPF_ST) {
5530                 if (insn->imm) {
5531                         verbose(env, "BPF_ST imm must be 0 when storing to kptr at off=%u\n",
5532                                 kptr_field->offset);
5533                         return -EACCES;
5534                 }
5535         } else {
5536                 verbose(env, "kptr in map can only be accessed using BPF_LDX/BPF_STX/BPF_ST\n");
5537                 return -EACCES;
5538         }
5539         return 0;
5540 }
5541
5542 /* check read/write into a map element with possible variable offset */
5543 static int check_map_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
5544                             int off, int size, bool zero_size_allowed,
5545                             enum bpf_access_src src)
5546 {
5547         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
5548         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
5549         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regno];
5550         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
5551         struct btf_record *rec;
5552         int err, i;
5553
5554         err = check_mem_region_access(env, regno, off, size, map->value_size,
5555                                       zero_size_allowed);
5556         if (err)
5557                 return err;
5558
5559         if (IS_ERR_OR_NULL(map->record))
5560                 return 0;
5561         rec = map->record;
5562         for (i = 0; i < rec->cnt; i++) {
5563                 struct btf_field *field = &rec->fields[i];
5564                 u32 p = field->offset;
5565
5566                 /* If any part of a field  can be touched by load/store, reject
5567                  * this program. To check that [x1, x2) overlaps with [y1, y2),
5568                  * it is sufficient to check x1 < y2 && y1 < x2.
5569                  */
5570                 if (reg->smin_value + off < p + field->size &&
5571                     p < reg->umax_value + off + size) {
5572                         switch (field->type) {
5573                         case BPF_KPTR_UNREF:
5574                         case BPF_KPTR_REF:
5575                         case BPF_KPTR_PERCPU:
5576                                 if (src != ACCESS_DIRECT) {
5577                                         verbose(env, "kptr cannot be accessed indirectly by helper\n");
5578                                         return -EACCES;
5579                                 }
5580                                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
5581                                         verbose(env, "kptr access cannot have variable offset\n");
5582                                         return -EACCES;
5583                                 }
5584                                 if (p != off + reg->var_off.value) {
5585                                         verbose(env, "kptr access misaligned expected=%u off=%llu\n",
5586                                                 p, off + reg->var_off.value);
5587                                         return -EACCES;
5588                                 }
5589                                 if (size != bpf_size_to_bytes(BPF_DW)) {
5590                                         verbose(env, "kptr access size must be BPF_DW\n");
5591                                         return -EACCES;
5592                                 }
5593                                 break;
5594                         default:
5595                                 verbose(env, "%s cannot be accessed directly by load/store\n",
5596                                         btf_field_type_name(field->type));
5597                                 return -EACCES;
5598                         }
5599                 }
5600         }
5601         return 0;
5602 }
5603
5604 #define MAX_PACKET_OFF 0xffff
5605
5606 static bool may_access_direct_pkt_data(struct bpf_verifier_env *env,
5607                                        const struct bpf_call_arg_meta *meta,
5608                                        enum bpf_access_type t)
5609 {
5610         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
5611
5612         switch (prog_type) {
5613         /* Program types only with direct read access go here! */
5614         case BPF_PROG_TYPE_LWT_IN:
5615         case BPF_PROG_TYPE_LWT_OUT:
5616         case BPF_PROG_TYPE_LWT_SEG6LOCAL:
5617         case BPF_PROG_TYPE_SK_REUSEPORT:
5618         case BPF_PROG_TYPE_FLOW_DISSECTOR:
5619         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SKB:
5620                 if (t == BPF_WRITE)
5621                         return false;
5622                 fallthrough;
5623
5624         /* Program types with direct read + write access go here! */
5625         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
5626         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
5627         case BPF_PROG_TYPE_XDP:
5628         case BPF_PROG_TYPE_LWT_XMIT:
5629         case BPF_PROG_TYPE_SK_SKB:
5630         case BPF_PROG_TYPE_SK_MSG:
5631                 if (meta)
5632                         return meta->pkt_access;
5633
5634                 env->seen_direct_write = true;
5635                 return true;
5636
5637         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCKOPT:
5638                 if (t == BPF_WRITE)
5639                         env->seen_direct_write = true;
5640
5641                 return true;
5642
5643         default:
5644                 return false;
5645         }
5646 }
5647
5648 static int check_packet_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno, int off,
5649                                int size, bool zero_size_allowed)
5650 {
5651         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
5652         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
5653         int err;
5654
5655         /* We may have added a variable offset to the packet pointer; but any
5656          * reg->range we have comes after that.  We are only checking the fixed
5657          * offset.
5658          */
5659
5660         /* We don't allow negative numbers, because we aren't tracking enough
5661          * detail to prove they're safe.
5662          */
5663         if (reg->smin_value < 0) {
5664                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
5665                         regno);
5666                 return -EACCES;
5667         }
5668
5669         err = reg->range < 0 ? -EINVAL :
5670               __check_mem_access(env, regno, off, size, reg->range,
5671                                  zero_size_allowed);
5672         if (err) {
5673                 verbose(env, "R%d offset is outside of the packet\n", regno);
5674                 return err;
5675         }
5676
5677         /* __check_mem_access has made sure "off + size - 1" is within u16.
5678          * reg->umax_value can't be bigger than MAX_PACKET_OFF which is 0xffff,
5679          * otherwise find_good_pkt_pointers would have refused to set range info
5680          * that __check_mem_access would have rejected this pkt access.
5681          * Therefore, "off + reg->umax_value + size - 1" won't overflow u32.
5682          */
5683         env->prog->aux->max_pkt_offset =
5684                 max_t(u32, env->prog->aux->max_pkt_offset,
5685                       off + reg->umax_value + size - 1);
5686
5687         return err;
5688 }
5689
5690 /* check access to 'struct bpf_context' fields.  Supports fixed offsets only */
5691 static int check_ctx_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, int off, int size,
5692                             enum bpf_access_type t, enum bpf_reg_type *reg_type,
5693                             struct btf **btf, u32 *btf_id, bool *is_retval, bool is_ldsx)
5694 {
5695         struct bpf_insn_access_aux info = {
5696                 .reg_type = *reg_type,
5697                 .log = &env->log,
5698                 .is_retval = false,
5699                 .is_ldsx = is_ldsx,
5700         };
5701
5702         if (env->ops->is_valid_access &&
5703             env->ops->is_valid_access(off, size, t, env->prog, &info)) {
5704                 /* A non zero info.ctx_field_size indicates that this field is a
5705                  * candidate for later verifier transformation to load the whole
5706                  * field and then apply a mask when accessed with a narrower
5707                  * access than actual ctx access size. A zero info.ctx_field_size
5708                  * will only allow for whole field access and rejects any other
5709                  * type of narrower access.
5710                  */
5711                 *reg_type = info.reg_type;
5712                 *is_retval = info.is_retval;
5713
5714                 if (base_type(*reg_type) == PTR_TO_BTF_ID) {
5715                         *btf = info.btf;
5716                         *btf_id = info.btf_id;
5717                 } else {
5718                         env->insn_aux_data[insn_idx].ctx_field_size = info.ctx_field_size;
5719                 }
5720                 /* remember the offset of last byte accessed in ctx */
5721                 if (env->prog->aux->max_ctx_offset < off + size)
5722                         env->prog->aux->max_ctx_offset = off + size;
5723                 return 0;
5724         }
5725
5726         verbose(env, "invalid bpf_context access off=%d size=%d\n", off, size);
5727         return -EACCES;
5728 }
5729
5730 static int check_flow_keys_access(struct bpf_verifier_env *env, int off,
5731                                   int size)
5732 {
5733         if (size < 0 || off < 0 ||
5734             (u64)off + size > sizeof(struct bpf_flow_keys)) {
5735                 verbose(env, "invalid access to flow keys off=%d size=%d\n",
5736                         off, size);
5737                 return -EACCES;
5738         }
5739         return 0;
5740 }
5741
5742 static int check_sock_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx,
5743                              u32 regno, int off, int size,
5744                              enum bpf_access_type t)
5745 {
5746         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
5747         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
5748         struct bpf_insn_access_aux info = {};
5749         bool valid;
5750
5751         if (reg->smin_value < 0) {
5752                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
5753                         regno);
5754                 return -EACCES;
5755         }
5756
5757         switch (reg->type) {
5758         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
5759                 valid = bpf_sock_common_is_valid_access(off, size, t, &info);
5760                 break;
5761         case PTR_TO_SOCKET:
5762                 valid = bpf_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
5763                 break;
5764         case PTR_TO_TCP_SOCK:
5765                 valid = bpf_tcp_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
5766                 break;
5767         case PTR_TO_XDP_SOCK:
5768                 valid = bpf_xdp_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
5769                 break;
5770         default:
5771                 valid = false;
5772         }
5773
5774
5775         if (valid) {
5776                 env->insn_aux_data[insn_idx].ctx_field_size =
5777                         info.ctx_field_size;
5778                 return 0;
5779         }
5780
5781         verbose(env, "R%d invalid %s access off=%d size=%d\n",
5782                 regno, reg_type_str(env, reg->type), off, size);
5783
5784         return -EACCES;
5785 }
5786
5787 static bool is_pointer_value(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5788 {
5789         return __is_pointer_value(env->allow_ptr_leaks, reg_state(env, regno));
5790 }
5791
5792 static bool is_ctx_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5793 {
5794         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
5795
5796         return reg->type == PTR_TO_CTX;
5797 }
5798
5799 static bool is_sk_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5800 {
5801         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
5802
5803         return type_is_sk_pointer(reg->type);
5804 }
5805
5806 static bool is_pkt_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5807 {
5808         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
5809
5810         return type_is_pkt_pointer(reg->type);
5811 }
5812
5813 static bool is_flow_key_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5814 {
5815         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
5816
5817         /* Separate to is_ctx_reg() since we still want to allow BPF_ST here. */
5818         return reg->type == PTR_TO_FLOW_KEYS;
5819 }
5820
5821 static bool is_arena_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5822 {
5823         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
5824
5825         return reg->type == PTR_TO_ARENA;
5826 }
5827
5828 static u32 *reg2btf_ids[__BPF_REG_TYPE_MAX] = {
5829 #ifdef CONFIG_NET
5830         [PTR_TO_SOCKET] = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_SOCK],
5831         [PTR_TO_SOCK_COMMON] = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_SOCK_COMMON],
5832         [PTR_TO_TCP_SOCK] = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_TCP],
5833 #endif
5834         [CONST_PTR_TO_MAP] = btf_bpf_map_id,
5835 };
5836
5837 static bool is_trusted_reg(const struct bpf_reg_state *reg)
5838 {
5839         /* A referenced register is always trusted. */
5840         if (reg->ref_obj_id)
5841                 return true;
5842
5843         /* Types listed in the reg2btf_ids are always trusted */
5844         if (reg2btf_ids[base_type(reg->type)] &&
5845             !bpf_type_has_unsafe_modifiers(reg->type))
5846                 return true;
5847
5848         /* If a register is not referenced, it is trusted if it has the
5849          * MEM_ALLOC or PTR_TRUSTED type modifiers, and no others. Some of the
5850          * other type modifiers may be safe, but we elect to take an opt-in
5851          * approach here as some (e.g. PTR_UNTRUSTED and PTR_MAYBE_NULL) are
5852          * not.
5853          *
5854          * Eventually, we should make PTR_TRUSTED the single source of truth
5855          * for whether a register is trusted.
5856          */
5857         return type_flag(reg->type) & BPF_REG_TRUSTED_MODIFIERS &&
5858                !bpf_type_has_unsafe_modifiers(reg->type);
5859 }
5860
5861 static bool is_rcu_reg(const struct bpf_reg_state *reg)
5862 {
5863         return reg->type & MEM_RCU;
5864 }
5865
5866 static void clear_trusted_flags(enum bpf_type_flag *flag)
5867 {
5868         *flag &= ~(BPF_REG_TRUSTED_MODIFIERS | MEM_RCU);
5869 }
5870
5871 static int check_pkt_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
5872                                    const struct bpf_reg_state *reg,
5873                                    int off, int size, bool strict)
5874 {
5875         struct tnum reg_off;
5876         int ip_align;
5877
5878         /* Byte size accesses are always allowed. */
5879         if (!strict || size == 1)
5880                 return 0;
5881
5882         /* For platforms that do not have a Kconfig enabling
5883          * CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS the value of
5884          * NET_IP_ALIGN is universally set to '2'.  And on platforms
5885          * that do set CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS, we get
5886          * to this code only in strict mode where we want to emulate
5887          * the NET_IP_ALIGN==2 checking.  Therefore use an
5888          * unconditional IP align value of '2'.
5889          */
5890         ip_align = 2;
5891
5892         reg_off = tnum_add(reg->var_off, tnum_const(ip_align + reg->off + off));
5893         if (!tnum_is_aligned(reg_off, size)) {
5894                 char tn_buf[48];
5895
5896                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
5897                 verbose(env,
5898                         "misaligned packet access off %d+%s+%d+%d size %d\n",
5899                         ip_align, tn_buf, reg->off, off, size);
5900                 return -EACCES;
5901         }
5902
5903         return 0;
5904 }
5905
5906 static int check_generic_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
5907                                        const struct bpf_reg_state *reg,
5908                                        const char *pointer_desc,
5909                                        int off, int size, bool strict)
5910 {
5911         struct tnum reg_off;
5912
5913         /* Byte size accesses are always allowed. */
5914         if (!strict || size == 1)
5915                 return 0;
5916
5917         reg_off = tnum_add(reg->var_off, tnum_const(reg->off + off));
5918         if (!tnum_is_aligned(reg_off, size)) {
5919                 char tn_buf[48];
5920
5921                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
5922                 verbose(env, "misaligned %saccess off %s+%d+%d size %d\n",
5923                         pointer_desc, tn_buf, reg->off, off, size);
5924                 return -EACCES;
5925         }
5926
5927         return 0;
5928 }
5929
5930 static int check_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
5931                                const struct bpf_reg_state *reg, int off,
5932                                int size, bool strict_alignment_once)
5933 {
5934         bool strict = env->strict_alignment || strict_alignment_once;
5935         const char *pointer_desc = "";
5936
5937         switch (reg->type) {
5938         case PTR_TO_PACKET:
5939         case PTR_TO_PACKET_META:
5940                 /* Special case, because of NET_IP_ALIGN. Given metadata sits
5941                  * right in front, treat it the very same way.
5942                  */
5943                 return check_pkt_ptr_alignment(env, reg, off, size, strict);
5944         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
5945                 pointer_desc = "flow keys ";
5946                 break;
5947         case PTR_TO_MAP_KEY:
5948                 pointer_desc = "key ";
5949                 break;
5950         case PTR_TO_MAP_VALUE:
5951                 pointer_desc = "value ";
5952                 break;
5953         case PTR_TO_CTX:
5954                 pointer_desc = "context ";
5955                 break;
5956         case PTR_TO_STACK:
5957                 pointer_desc = "stack ";
5958                 /* The stack spill tracking logic in check_stack_write_fixed_off()
5959                  * and check_stack_read_fixed_off() relies on stack accesses being
5960                  * aligned.
5961                  */
5962                 strict = true;
5963                 break;
5964         case PTR_TO_SOCKET:
5965                 pointer_desc = "sock ";
5966                 break;
5967         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
5968                 pointer_desc = "sock_common ";
5969                 break;
5970         case PTR_TO_TCP_SOCK:
5971                 pointer_desc = "tcp_sock ";
5972                 break;
5973         case PTR_TO_XDP_SOCK:
5974                 pointer_desc = "xdp_sock ";
5975                 break;
5976         case PTR_TO_ARENA:
5977                 return 0;
5978         default:
5979                 break;
5980         }
5981         return check_generic_ptr_alignment(env, reg, pointer_desc, off, size,
5982                                            strict);
5983 }
5984
5985 static int round_up_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env, int stack_depth)
5986 {
5987         if (env->prog->jit_requested)
5988                 return round_up(stack_depth, 16);
5989
5990         /* round up to 32-bytes, since this is granularity
5991          * of interpreter stack size
5992          */
5993         return round_up(max_t(u32, stack_depth, 1), 32);
5994 }
5995
5996 /* starting from main bpf function walk all instructions of the function
5997  * and recursively walk all callees that given function can call.
5998  * Ignore jump and exit insns.
5999  * Since recursion is prevented by check_cfg() this algorithm
6000  * only needs a local stack of MAX_CALL_FRAMES to remember callsites
6001  */
6002 static int check_max_stack_depth_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
6003 {
6004         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
6005         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
6006         int depth = 0, frame = 0, i, subprog_end;
6007         bool tail_call_reachable = false;
6008         int ret_insn[MAX_CALL_FRAMES];
6009         int ret_prog[MAX_CALL_FRAMES];
6010         int j;
6011
6012         i = subprog[idx].start;
6013 process_func:
6014         /* protect against potential stack overflow that might happen when
6015          * bpf2bpf calls get combined with tailcalls. Limit the caller's stack
6016          * depth for such case down to 256 so that the worst case scenario
6017          * would result in 8k stack size (32 which is tailcall limit * 256 =
6018          * 8k).
6019          *
6020          * To get the idea what might happen, see an example:
6021          * func1 -> sub rsp, 128
6022          *  subfunc1 -> sub rsp, 256
6023          *  tailcall1 -> add rsp, 256
6024          *   func2 -> sub rsp, 192 (total stack size = 128 + 192 = 320)
6025          *   subfunc2 -> sub rsp, 64
6026          *   subfunc22 -> sub rsp, 128
6027          *   tailcall2 -> add rsp, 128
6028          *    func3 -> sub rsp, 32 (total stack size 128 + 192 + 64 + 32 = 416)
6029          *
6030          * tailcall will unwind the current stack frame but it will not get rid
6031          * of caller's stack as shown on the example above.
6032          */
6033         if (idx && subprog[idx].has_tail_call && depth >= 256) {
6034                 verbose(env,
6035                         "tail_calls are not allowed when call stack of previous frames is %d bytes. Too large\n",
6036                         depth);
6037                 return -EACCES;
6038         }
6039         depth += round_up_stack_depth(env, subprog[idx].stack_depth);
6040         if (depth > MAX_BPF_STACK) {
6041                 verbose(env, "combined stack size of %d calls is %d. Too large\n",
6042                         frame + 1, depth);
6043                 return -EACCES;
6044         }
6045 continue_func:
6046         subprog_end = subprog[idx + 1].start;
6047         for (; i < subprog_end; i++) {
6048                 int next_insn, sidx;
6049
6050                 if (bpf_pseudo_kfunc_call(insn + i) && !insn[i].off) {
6051                         bool err = false;
6052
6053                         if (!is_bpf_throw_kfunc(insn + i))
6054                                 continue;
6055                         if (subprog[idx].is_cb)
6056                                 err = true;
6057                         for (int c = 0; c < frame && !err; c++) {
6058                                 if (subprog[ret_prog[c]].is_cb) {
6059                                         err = true;
6060                                         break;
6061                                 }
6062                         }
6063                         if (!err)
6064                                 continue;
6065                         verbose(env,
6066                                 "bpf_throw kfunc (insn %d) cannot be called from callback subprog %d\n",
6067                                 i, idx);
6068                         return -EINVAL;
6069                 }
6070
6071                 if (!bpf_pseudo_call(insn + i) && !bpf_pseudo_func(insn + i))
6072                         continue;
6073                 /* remember insn and function to return to */
6074                 ret_insn[frame] = i + 1;
6075                 ret_prog[frame] = idx;
6076
6077                 /* find the callee */
6078                 next_insn = i + insn[i].imm + 1;
6079                 sidx = find_subprog(env, next_insn);
6080                 if (sidx < 0) {
6081                         WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
6082                                   next_insn);
6083                         return -EFAULT;
6084                 }
6085                 if (subprog[sidx].is_async_cb) {
6086                         if (subprog[sidx].has_tail_call) {
6087                                 verbose(env, "verifier bug. subprog has tail_call and async cb\n");
6088                                 return -EFAULT;
6089                         }
6090                         /* async callbacks don't increase bpf prog stack size unless called directly */
6091                         if (!bpf_pseudo_call(insn + i))
6092                                 continue;
6093                         if (subprog[sidx].is_exception_cb) {
6094                                 verbose(env, "insn %d cannot call exception cb directly\n", i);
6095                                 return -EINVAL;
6096                         }
6097                 }
6098                 i = next_insn;
6099                 idx = sidx;
6100
6101                 if (subprog[idx].has_tail_call)
6102                         tail_call_reachable = true;
6103
6104                 frame++;
6105                 if (frame >= MAX_CALL_FRAMES) {
6106                         verbose(env, "the call stack of %d frames is too deep !\n",
6107                                 frame);
6108                         return -E2BIG;
6109                 }
6110                 goto process_func;
6111         }
6112         /* if tail call got detected across bpf2bpf calls then mark each of the
6113          * currently present subprog frames as tail call reachable subprogs;
6114          * this info will be utilized by JIT so that we will be preserving the
6115          * tail call counter throughout bpf2bpf calls combined with tailcalls
6116          */
6117         if (tail_call_reachable)
6118                 for (j = 0; j < frame; j++) {
6119                         if (subprog[ret_prog[j]].is_exception_cb) {
6120                                 verbose(env, "cannot tail call within exception cb\n");
6121                                 return -EINVAL;
6122                         }
6123                         subprog[ret_prog[j]].tail_call_reachable = true;
6124                 }
6125         if (subprog[0].tail_call_reachable)
6126                 env->prog->aux->tail_call_reachable = true;
6127
6128         /* end of for() loop means the last insn of the 'subprog'
6129          * was reached. Doesn't matter whether it was JA or EXIT
6130          */
6131         if (frame == 0)
6132                 return 0;
6133         depth -= round_up_stack_depth(env, subprog[idx].stack_depth);
6134         frame--;
6135         i = ret_insn[frame];
6136         idx = ret_prog[frame];
6137         goto continue_func;
6138 }
6139
6140 static int check_max_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env)
6141 {
6142         struct bpf_subprog_info *si = env->subprog_info;
6143         int ret;
6144
6145         for (int i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
6146                 if (!i || si[i].is_async_cb) {
6147                         ret = check_max_stack_depth_subprog(env, i);
6148                         if (ret < 0)
6149                                 return ret;
6150                 }
6151                 continue;
6152         }
6153         return 0;
6154 }
6155
6156 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
6157 static int get_callee_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env,
6158                                   const struct bpf_insn *insn, int idx)
6159 {
6160         int start = idx + insn->imm + 1, subprog;
6161
6162         subprog = find_subprog(env, start);
6163         if (subprog < 0) {
6164                 WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
6165                           start);
6166                 return -EFAULT;
6167         }
6168         return env->subprog_info[subprog].stack_depth;
6169 }
6170 #endif
6171
6172 static int __check_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
6173                                  const char *buf_info,
6174                                  const struct bpf_reg_state *reg,
6175                                  int regno, int off, int size)
6176 {
6177         if (off < 0) {
6178                 verbose(env,
6179                         "R%d invalid %s buffer access: off=%d, size=%d\n",
6180                         regno, buf_info, off, size);
6181                 return -EACCES;
6182         }
6183         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
6184                 char tn_buf[48];
6185
6186                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
6187                 verbose(env,
6188                         "R%d invalid variable buffer offset: off=%d, var_off=%s\n",
6189                         regno, off, tn_buf);
6190                 return -EACCES;
6191         }
6192
6193         return 0;
6194 }
6195
6196 static int check_tp_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
6197                                   const struct bpf_reg_state *reg,
6198                                   int regno, int off, int size)
6199 {
6200         int err;
6201
6202         err = __check_buffer_access(env, "tracepoint", reg, regno, off, size);
6203         if (err)
6204                 return err;
6205
6206         if (off + size > env->prog->aux->max_tp_access)
6207                 env->prog->aux->max_tp_access = off + size;
6208
6209         return 0;
6210 }
6211
6212 static int check_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
6213                                const struct bpf_reg_state *reg,
6214                                int regno, int off, int size,
6215                                bool zero_size_allowed,
6216                                u32 *max_access)
6217 {
6218         const char *buf_info = type_is_rdonly_mem(reg->type) ? "rdonly" : "rdwr";
6219         int err;
6220
6221         err = __check_buffer_access(env, buf_info, reg, regno, off, size);
6222         if (err)
6223                 return err;
6224
6225         if (off + size > *max_access)
6226                 *max_access = off + size;
6227
6228         return 0;
6229 }
6230
6231 /* BPF architecture zero extends alu32 ops into 64-bit registesr */
6232 static void zext_32_to_64(struct bpf_reg_state *reg)
6233 {
6234         reg->var_off = tnum_subreg(reg->var_off);
6235         __reg_assign_32_into_64(reg);
6236 }
6237
6238 /* truncate register to smaller size (in bytes)
6239  * must be called with size < BPF_REG_SIZE
6240  */
6241 static void coerce_reg_to_size(struct bpf_reg_state *reg, int size)
6242 {
6243         u64 mask;
6244
6245         /* clear high bits in bit representation */
6246         reg->var_off = tnum_cast(reg->var_off, size);
6247
6248         /* fix arithmetic bounds */
6249         mask = ((u64)1 << (size * 8)) - 1;
6250         if ((reg->umin_value & ~mask) == (reg->umax_value & ~mask)) {
6251                 reg->umin_value &= mask;
6252                 reg->umax_value &= mask;
6253         } else {
6254                 reg->umin_value = 0;
6255                 reg->umax_value = mask;
6256         }
6257         reg->smin_value = reg->umin_value;
6258         reg->smax_value = reg->umax_value;
6259
6260         /* If size is smaller than 32bit register the 32bit register
6261          * values are also truncated so we push 64-bit bounds into
6262          * 32-bit bounds. Above were truncated < 32-bits already.
6263          */
6264         if (size < 4)
6265                 __mark_reg32_unbounded(reg);
6266
6267         reg_bounds_sync(reg);
6268 }
6269
6270 static void set_sext64_default_val(struct bpf_reg_state *reg, int size)
6271 {
6272         if (size == 1) {
6273                 reg->smin_value = reg->s32_min_value = S8_MIN;
6274                 reg->smax_value = reg->s32_max_value = S8_MAX;
6275         } else if (size == 2) {
6276                 reg->smin_value = reg->s32_min_value = S16_MIN;
6277                 reg->smax_value = reg->s32_max_value = S16_MAX;
6278         } else {
6279                 /* size == 4 */
6280                 reg->smin_value = reg->s32_min_value = S32_MIN;
6281                 reg->smax_value = reg->s32_max_value = S32_MAX;
6282         }
6283         reg->umin_value = reg->u32_min_value = 0;
6284         reg->umax_value = U64_MAX;
6285         reg->u32_max_value = U32_MAX;
6286         reg->var_off = tnum_unknown;
6287 }
6288
6289 static void coerce_reg_to_size_sx(struct bpf_reg_state *reg, int size)
6290 {
6291         s64 init_s64_max, init_s64_min, s64_max, s64_min, u64_cval;
6292         u64 top_smax_value, top_smin_value;
6293         u64 num_bits = size * 8;
6294
6295         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
6296                 u64_cval = reg->var_off.value;
6297                 if (size == 1)
6298                         reg->var_off = tnum_const((s8)u64_cval);
6299                 else if (size == 2)
6300                         reg->var_off = tnum_const((s16)u64_cval);
6301                 else
6302                         /* size == 4 */
6303                         reg->var_off = tnum_const((s32)u64_cval);
6304
6305                 u64_cval = reg->var_off.value;
6306                 reg->smax_value = reg->smin_value = u64_cval;
6307                 reg->umax_value = reg->umin_value = u64_cval;
6308                 reg->s32_max_value = reg->s32_min_value = u64_cval;
6309                 reg->u32_max_value = reg->u32_min_value = u64_cval;
6310                 return;
6311         }
6312
6313         top_smax_value = ((u64)reg->smax_value >> num_bits) << num_bits;
6314         top_smin_value = ((u64)reg->smin_value >> num_bits) << num_bits;
6315
6316         if (top_smax_value != top_smin_value)
6317                 goto out;
6318
6319         /* find the s64_min and s64_min after sign extension */
6320         if (size == 1) {
6321                 init_s64_max = (s8)reg->smax_value;
6322                 init_s64_min = (s8)reg->smin_value;
6323         } else if (size == 2) {
6324                 init_s64_max = (s16)reg->smax_value;
6325                 init_s64_min = (s16)reg->smin_value;
6326         } else {
6327                 init_s64_max = (s32)reg->smax_value;
6328                 init_s64_min = (s32)reg->smin_value;
6329         }
6330
6331         s64_max = max(init_s64_max, init_s64_min);
6332         s64_min = min(init_s64_max, init_s64_min);
6333
6334         /* both of s64_max/s64_min positive or negative */
6335         if ((s64_max >= 0) == (s64_min >= 0)) {
6336                 reg->smin_value = reg->s32_min_value = s64_min;
6337                 reg->smax_value = reg->s32_max_value = s64_max;
6338                 reg->umin_value = reg->u32_min_value = s64_min;
6339                 reg->umax_value = reg->u32_max_value = s64_max;
6340                 reg->var_off = tnum_range(s64_min, s64_max);
6341                 return;
6342         }
6343
6344 out:
6345         set_sext64_default_val(reg, size);
6346 }
6347
6348 static void set_sext32_default_val(struct bpf_reg_state *reg, int size)
6349 {
6350         if (size == 1) {
6351                 reg->s32_min_value = S8_MIN;
6352                 reg->s32_max_value = S8_MAX;
6353         } else {
6354                 /* size == 2 */
6355                 reg->s32_min_value = S16_MIN;
6356                 reg->s32_max_value = S16_MAX;
6357         }
6358         reg->u32_min_value = 0;
6359         reg->u32_max_value = U32_MAX;
6360         reg->var_off = tnum_subreg(tnum_unknown);
6361 }
6362
6363 static void coerce_subreg_to_size_sx(struct bpf_reg_state *reg, int size)
6364 {
6365         s32 init_s32_max, init_s32_min, s32_max, s32_min, u32_val;
6366         u32 top_smax_value, top_smin_value;
6367         u32 num_bits = size * 8;
6368
6369         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
6370                 u32_val = reg->var_off.value;
6371                 if (size == 1)
6372                         reg->var_off = tnum_const((s8)u32_val);
6373                 else
6374                         reg->var_off = tnum_const((s16)u32_val);
6375
6376                 u32_val = reg->var_off.value;
6377                 reg->s32_min_value = reg->s32_max_value = u32_val;
6378                 reg->u32_min_value = reg->u32_max_value = u32_val;
6379                 return;
6380         }
6381
6382         top_smax_value = ((u32)reg->s32_max_value >> num_bits) << num_bits;
6383         top_smin_value = ((u32)reg->s32_min_value >> num_bits) << num_bits;
6384
6385         if (top_smax_value != top_smin_value)
6386                 goto out;
6387
6388         /* find the s32_min and s32_min after sign extension */
6389         if (size == 1) {
6390                 init_s32_max = (s8)reg->s32_max_value;
6391                 init_s32_min = (s8)reg->s32_min_value;
6392         } else {
6393                 /* size == 2 */
6394                 init_s32_max = (s16)reg->s32_max_value;
6395                 init_s32_min = (s16)reg->s32_min_value;
6396         }
6397         s32_max = max(init_s32_max, init_s32_min);
6398         s32_min = min(init_s32_max, init_s32_min);
6399
6400         if ((s32_min >= 0) == (s32_max >= 0)) {
6401                 reg->s32_min_value = s32_min;
6402                 reg->s32_max_value = s32_max;
6403                 reg->u32_min_value = (u32)s32_min;
6404                 reg->u32_max_value = (u32)s32_max;
6405                 reg->var_off = tnum_subreg(tnum_range(s32_min, s32_max));
6406                 return;
6407         }
6408
6409 out:
6410         set_sext32_default_val(reg, size);
6411 }
6412
6413 static bool bpf_map_is_rdonly(const struct bpf_map *map)
6414 {
6415         /* A map is considered read-only if the following condition are true:
6416          *
6417          * 1) BPF program side cannot change any of the map content. The
6418          *    BPF_F_RDONLY_PROG flag is throughout the lifetime of a map
6419          *    and was set at map creation time.
6420          * 2) The map value(s) have been initialized from user space by a
6421          *    loader and then "frozen", such that no new map update/delete
6422          *    operations from syscall side are possible for the rest of
6423          *    the map's lifetime from that point onwards.
6424          * 3) Any parallel/pending map update/delete operations from syscall
6425          *    side have been completed. Only after that point, it's safe to
6426          *    assume that map value(s) are immutable.
6427          */
6428         return (map->map_flags & BPF_F_RDONLY_PROG) &&
6429                READ_ONCE(map->frozen) &&
6430                !bpf_map_write_active(map);
6431 }
6432
6433 static int bpf_map_direct_read(struct bpf_map *map, int off, int size, u64 *val,
6434                                bool is_ldsx)
6435 {
6436         void *ptr;
6437         u64 addr;
6438         int err;
6439
6440         err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &addr, off);
6441         if (err)
6442                 return err;
6443         ptr = (void *)(long)addr + off;
6444
6445         switch (size) {
6446         case sizeof(u8):
6447                 *val = is_ldsx ? (s64)*(s8 *)ptr : (u64)*(u8 *)ptr;
6448                 break;
6449         case sizeof(u16):
6450                 *val = is_ldsx ? (s64)*(s16 *)ptr : (u64)*(u16 *)ptr;
6451                 break;
6452         case sizeof(u32):
6453                 *val = is_ldsx ? (s64)*(s32 *)ptr : (u64)*(u32 *)ptr;
6454                 break;
6455         case sizeof(u64):
6456                 *val = *(u64 *)ptr;
6457                 break;
6458         default:
6459                 return -EINVAL;
6460         }
6461         return 0;
6462 }
6463
6464 #define BTF_TYPE_SAFE_RCU(__type)  __PASTE(__type, __safe_rcu)
6465 #define BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(__type)  __PASTE(__type, __safe_rcu_or_null)
6466 #define BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(__type)  __PASTE(__type, __safe_trusted)
6467 #define BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED_OR_NULL(__type)  __PASTE(__type, __safe_trusted_or_null)
6468
6469 /*
6470  * Allow list few fields as RCU trusted or full trusted.
6471  * This logic doesn't allow mix tagging and will be removed once GCC supports
6472  * btf_type_tag.
6473  */
6474
6475 /* RCU trusted: these fields are trusted in RCU CS and never NULL */
6476 BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct task_struct) {
6477         const cpumask_t *cpus_ptr;
6478         struct css_set __rcu *cgroups;
6479         struct task_struct __rcu *real_parent;
6480         struct task_struct *group_leader;
6481 };
6482
6483 BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct cgroup) {
6484         /* cgrp->kn is always accessible as documented in kernel/cgroup/cgroup.c */
6485         struct kernfs_node *kn;
6486 };
6487
6488 BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct css_set) {
6489         struct cgroup *dfl_cgrp;
6490 };
6491
6492 /* RCU trusted: these fields are trusted in RCU CS and can be NULL */
6493 BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct mm_struct) {
6494         struct file __rcu *exe_file;
6495 };
6496
6497 /* skb->sk, req->sk are not RCU protected, but we mark them as such
6498  * because bpf prog accessible sockets are SOCK_RCU_FREE.
6499  */
6500 BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct sk_buff) {
6501         struct sock *sk;
6502 };
6503
6504 BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct request_sock) {
6505         struct sock *sk;
6506 };
6507
6508 /* full trusted: these fields are trusted even outside of RCU CS and never NULL */
6509 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct bpf_iter_meta) {
6510         struct seq_file *seq;
6511 };
6512
6513 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct bpf_iter__task) {
6514         struct bpf_iter_meta *meta;
6515         struct task_struct *task;
6516 };
6517
6518 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct linux_binprm) {
6519         struct file *file;
6520 };
6521
6522 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct file) {
6523         struct inode *f_inode;
6524 };
6525
6526 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct dentry) {
6527         /* no negative dentry-s in places where bpf can see it */
6528         struct inode *d_inode;
6529 };
6530
6531 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED_OR_NULL(struct socket) {
6532         struct sock *sk;
6533 };
6534
6535 static bool type_is_rcu(struct bpf_verifier_env *env,
6536                         struct bpf_reg_state *reg,
6537                         const char *field_name, u32 btf_id)
6538 {
6539         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct task_struct));
6540         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct cgroup));
6541         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct css_set));
6542
6543         return btf_nested_type_is_trusted(&env->log, reg, field_name, btf_id, "__safe_rcu");
6544 }
6545
6546 static bool type_is_rcu_or_null(struct bpf_verifier_env *env,
6547                                 struct bpf_reg_state *reg,
6548                                 const char *field_name, u32 btf_id)
6549 {
6550         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct mm_struct));
6551         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct sk_buff));
6552         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct request_sock));
6553
6554         return btf_nested_type_is_trusted(&env->log, reg, field_name, btf_id, "__safe_rcu_or_null");
6555 }
6556
6557 static bool type_is_trusted(struct bpf_verifier_env *env,
6558                             struct bpf_reg_state *reg,
6559                             const char *field_name, u32 btf_id)
6560 {
6561         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct bpf_iter_meta));
6562         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct bpf_iter__task));
6563         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct linux_binprm));
6564         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct file));
6565         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct dentry));
6566
6567         return btf_nested_type_is_trusted(&env->log, reg, field_name, btf_id, "__safe_trusted");
6568 }
6569
6570 static bool type_is_trusted_or_null(struct bpf_verifier_env *env,
6571                                     struct bpf_reg_state *reg,
6572                                     const char *field_name, u32 btf_id)
6573 {
6574         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED_OR_NULL(struct socket));
6575
6576         return btf_nested_type_is_trusted(&env->log, reg, field_name, btf_id,
6577                                           "__safe_trusted_or_null");
6578 }
6579
6580 static int check_ptr_to_btf_access(struct bpf_verifier_env *env,
6581                                    struct bpf_reg_state *regs,
6582                                    int regno, int off, int size,
6583                                    enum bpf_access_type atype,
6584                                    int value_regno)
6585 {
6586         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
6587         const struct btf_type *t = btf_type_by_id(reg->btf, reg->btf_id);
6588         const char *tname = btf_name_by_offset(reg->btf, t->name_off);
6589         const char *field_name = NULL;
6590         enum bpf_type_flag flag = 0;
6591         u32 btf_id = 0;
6592         int ret;
6593
6594         if (!env->allow_ptr_leaks) {
6595                 verbose(env,
6596                         "'struct %s' access is allowed only to CAP_PERFMON and CAP_SYS_ADMIN\n",
6597                         tname);
6598                 return -EPERM;
6599         }
6600         if (!env->prog->gpl_compatible && btf_is_kernel(reg->btf)) {
6601                 verbose(env,
6602                         "Cannot access kernel 'struct %s' from non-GPL compatible program\n",
6603                         tname);
6604                 return -EINVAL;
6605         }
6606         if (off < 0) {
6607                 verbose(env,
6608                         "R%d is ptr_%s invalid negative access: off=%d\n",
6609                         regno, tname, off);
6610                 return -EACCES;
6611         }
6612         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
6613                 char tn_buf[48];
6614
6615                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
6616                 verbose(env,
6617                         "R%d is ptr_%s invalid variable offset: off=%d, var_off=%s\n",
6618                         regno, tname, off, tn_buf);
6619                 return -EACCES;
6620         }
6621
6622         if (reg->type & MEM_USER) {
6623                 verbose(env,
6624                         "R%d is ptr_%s access user memory: off=%d\n",
6625                         regno, tname, off);
6626                 return -EACCES;
6627         }
6628
6629         if (reg->type & MEM_PERCPU) {
6630                 verbose(env,
6631                         "R%d is ptr_%s access percpu memory: off=%d\n",
6632                         regno, tname, off);
6633                 return -EACCES;
6634         }
6635
6636         if (env->ops->btf_struct_access && !type_is_alloc(reg->type) && atype == BPF_WRITE) {
6637                 if (!btf_is_kernel(reg->btf)) {
6638                         verbose(env, "verifier internal error: reg->btf must be kernel btf\n");
6639                         return -EFAULT;
6640                 }
6641                 ret = env->ops->btf_struct_access(&env->log, reg, off, size);
6642         } else {
6643                 /* Writes are permitted with default btf_struct_access for
6644                  * program allocated objects (which always have ref_obj_id > 0),
6645                  * but not for untrusted PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC.
6646                  */
6647                 if (atype != BPF_READ && !type_is_ptr_alloc_obj(reg->type)) {
6648                         verbose(env, "only read is supported\n");
6649                         return -EACCES;
6650                 }
6651
6652                 if (type_is_alloc(reg->type) && !type_is_non_owning_ref(reg->type) &&
6653                     !(reg->type & MEM_RCU) && !reg->ref_obj_id) {
6654                         verbose(env, "verifier internal error: ref_obj_id for allocated object must be non-zero\n");
6655                         return -EFAULT;
6656                 }
6657
6658                 ret = btf_struct_access(&env->log, reg, off, size, atype, &btf_id, &flag, &field_name);
6659         }
6660
6661         if (ret < 0)
6662                 return ret;
6663
6664         if (ret != PTR_TO_BTF_ID) {
6665                 /* just mark; */
6666
6667         } else if (type_flag(reg->type) & PTR_UNTRUSTED) {
6668                 /* If this is an untrusted pointer, all pointers formed by walking it
6669                  * also inherit the untrusted flag.
6670                  */
6671                 flag = PTR_UNTRUSTED;
6672
6673         } else if (is_trusted_reg(reg) || is_rcu_reg(reg)) {
6674                 /* By default any pointer obtained from walking a trusted pointer is no
6675                  * longer trusted, unless the field being accessed has explicitly been
6676                  * marked as inheriting its parent's state of trust (either full or RCU).
6677                  * For example:
6678                  * 'cgroups' pointer is untrusted if task->cgroups dereference
6679                  * happened in a sleepable program outside of bpf_rcu_read_lock()
6680                  * section. In a non-sleepable program it's trusted while in RCU CS (aka MEM_RCU).
6681                  * Note bpf_rcu_read_unlock() converts MEM_RCU pointers to PTR_UNTRUSTED.
6682                  *
6683                  * A regular RCU-protected pointer with __rcu tag can also be deemed
6684                  * trusted if we are in an RCU CS. Such pointer can be NULL.
6685                  */
6686                 if (type_is_trusted(env, reg, field_name, btf_id)) {
6687                         flag |= PTR_TRUSTED;
6688                 } else if (type_is_trusted_or_null(env, reg, field_name, btf_id)) {
6689                         flag |= PTR_TRUSTED | PTR_MAYBE_NULL;
6690                 } else if (in_rcu_cs(env) && !type_may_be_null(reg->type)) {
6691                         if (type_is_rcu(env, reg, field_name, btf_id)) {
6692                                 /* ignore __rcu tag and mark it MEM_RCU */
6693                                 flag |= MEM_RCU;
6694                         } else if (flag & MEM_RCU ||
6695                                    type_is_rcu_or_null(env, reg, field_name, btf_id)) {
6696                                 /* __rcu tagged pointers can be NULL */
6697                                 flag |= MEM_RCU | PTR_MAYBE_NULL;
6698
6699                                 /* We always trust them */
6700                                 if (type_is_rcu_or_null(env, reg, field_name, btf_id) &&
6701                                     flag & PTR_UNTRUSTED)
6702                                         flag &= ~PTR_UNTRUSTED;
6703                         } else if (flag & (MEM_PERCPU | MEM_USER)) {
6704                                 /* keep as-is */
6705                         } else {
6706                                 /* walking unknown pointers yields old deprecated PTR_TO_BTF_ID */
6707                                 clear_trusted_flags(&flag);
6708                         }
6709                 } else {
6710                         /*
6711                          * If not in RCU CS or MEM_RCU pointer can be NULL then
6712                          * aggressively mark as untrusted otherwise such
6713                          * pointers will be plain PTR_TO_BTF_ID without flags
6714                          * and will be allowed to be passed into helpers for
6715                          * compat reasons.
6716                          */
6717                         flag = PTR_UNTRUSTED;
6718                 }
6719         } else {
6720                 /* Old compat. Deprecated */
6721                 clear_trusted_flags(&flag);
6722         }
6723
6724         if (atype == BPF_READ && value_regno >= 0)
6725                 mark_btf_ld_reg(env, regs, value_regno, ret, reg->btf, btf_id, flag);
6726
6727         return 0;
6728 }
6729
6730 static int check_ptr_to_map_access(struct bpf_verifier_env *env,
6731                                    struct bpf_reg_state *regs,
6732                                    int regno, int off, int size,
6733                                    enum bpf_access_type atype,
6734                                    int value_regno)
6735 {
6736         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
6737         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
6738         struct bpf_reg_state map_reg;
6739         enum bpf_type_flag flag = 0;
6740         const struct btf_type *t;
6741         const char *tname;
6742         u32 btf_id;
6743         int ret;
6744
6745         if (!btf_vmlinux) {
6746                 verbose(env, "map_ptr access not supported without CONFIG_DEBUG_INFO_BTF\n");
6747                 return -ENOTSUPP;
6748         }
6749
6750         if (!map->ops->map_btf_id || !*map->ops->map_btf_id) {
6751                 verbose(env, "map_ptr access not supported for map type %d\n",
6752                         map->map_type);
6753                 return -ENOTSUPP;
6754         }
6755
6756         t = btf_type_by_id(btf_vmlinux, *map->ops->map_btf_id);
6757         tname = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, t->name_off);
6758
6759         if (!env->allow_ptr_leaks) {
6760                 verbose(env,
6761                         "'struct %s' access is allowed only to CAP_PERFMON and CAP_SYS_ADMIN\n",
6762                         tname);
6763                 return -EPERM;
6764         }
6765
6766         if (off < 0) {
6767                 verbose(env, "R%d is %s invalid negative access: off=%d\n",
6768                         regno, tname, off);
6769                 return -EACCES;
6770         }
6771
6772         if (atype != BPF_READ) {
6773                 verbose(env, "only read from %s is supported\n", tname);
6774                 return -EACCES;
6775         }
6776
6777         /* Simulate access to a PTR_TO_BTF_ID */
6778         memset(&map_reg, 0, sizeof(map_reg));
6779         mark_btf_ld_reg(env, &map_reg, 0, PTR_TO_BTF_ID, btf_vmlinux, *map->ops->map_btf_id, 0);
6780         ret = btf_struct_access(&env->log, &map_reg, off, size, atype, &btf_id, &flag, NULL);
6781         if (ret < 0)
6782                 return ret;
6783
6784         if (value_regno >= 0)
6785                 mark_btf_ld_reg(env, regs, value_regno, ret, btf_vmlinux, btf_id, flag);
6786
6787         return 0;
6788 }
6789
6790 /* Check that the stack access at the given offset is within bounds. The
6791  * maximum valid offset is -1.
6792  *
6793  * The minimum valid offset is -MAX_BPF_STACK for writes, and
6794  * -state->allocated_stack for reads.
6795  */
6796 static int check_stack_slot_within_bounds(struct bpf_verifier_env *env,
6797                                           s64 off,
6798                                           struct bpf_func_state *state,
6799                                           enum bpf_access_type t)
6800 {
6801         struct bpf_insn_aux_data *aux = &env->insn_aux_data[env->insn_idx];
6802         int min_valid_off, max_bpf_stack;
6803
6804         /* If accessing instruction is a spill/fill from bpf_fastcall pattern,
6805          * add room for all caller saved registers below MAX_BPF_STACK.
6806          * In case if bpf_fastcall rewrite won't happen maximal stack depth
6807          * would be checked by check_max_stack_depth_subprog().
6808          */
6809         max_bpf_stack = MAX_BPF_STACK;
6810         if (aux->fastcall_pattern)
6811                 max_bpf_stack += CALLER_SAVED_REGS * BPF_REG_SIZE;
6812
6813         if (t == BPF_WRITE || env->allow_uninit_stack)
6814                 min_valid_off = -max_bpf_stack;
6815         else
6816                 min_valid_off = -state->allocated_stack;
6817
6818         if (off < min_valid_off || off > -1)
6819                 return -EACCES;
6820         return 0;
6821 }
6822
6823 /* Check that the stack access at 'regno + off' falls within the maximum stack
6824  * bounds.
6825  *
6826  * 'off' includes `regno->offset`, but not its dynamic part (if any).
6827  */
6828 static int check_stack_access_within_bounds(
6829                 struct bpf_verifier_env *env,
6830                 int regno, int off, int access_size,
6831                 enum bpf_access_src src, enum bpf_access_type type)
6832 {
6833         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
6834         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
6835         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
6836         s64 min_off, max_off;
6837         int err;
6838         char *err_extra;
6839
6840         if (src == ACCESS_HELPER)
6841                 /* We don't know if helpers are reading or writing (or both). */
6842                 err_extra = " indirect access to";
6843         else if (type == BPF_READ)
6844                 err_extra = " read from";
6845         else
6846                 err_extra = " write to";
6847
6848         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
6849                 min_off = (s64)reg->var_off.value + off;
6850                 max_off = min_off + access_size;
6851         } else {
6852                 if (reg->smax_value >= BPF_MAX_VAR_OFF ||
6853                     reg->smin_value <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
6854                         verbose(env, "invalid unbounded variable-offset%s stack R%d\n",
6855                                 err_extra, regno);
6856                         return -EACCES;
6857                 }
6858                 min_off = reg->smin_value + off;
6859                 max_off = reg->smax_value + off + access_size;
6860         }
6861
6862         err = check_stack_slot_within_bounds(env, min_off, state, type);
6863         if (!err && max_off > 0)
6864                 err = -EINVAL; /* out of stack access into non-negative offsets */
6865         if (!err && access_size < 0)
6866                 /* access_size should not be negative (or overflow an int); others checks
6867                  * along the way should have prevented such an access.
6868                  */
6869                 err = -EFAULT; /* invalid negative access size; integer overflow? */
6870
6871         if (err) {
6872                 if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
6873                         verbose(env, "invalid%s stack R%d off=%d size=%d\n",
6874                                 err_extra, regno, off, access_size);
6875                 } else {
6876                         char tn_buf[48];
6877
6878                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
6879                         verbose(env, "invalid variable-offset%s stack R%d var_off=%s off=%d size=%d\n",
6880                                 err_extra, regno, tn_buf, off, access_size);
6881                 }
6882                 return err;
6883         }
6884
6885         /* Note that there is no stack access with offset zero, so the needed stack
6886          * size is -min_off, not -min_off+1.
6887          */
6888         return grow_stack_state(env, state, -min_off /* size */);
6889 }
6890
6891 static bool get_func_retval_range(struct bpf_prog *prog,
6892                                   struct bpf_retval_range *range)
6893 {
6894         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_LSM &&
6895                 prog->expected_attach_type == BPF_LSM_MAC &&
6896                 !bpf_lsm_get_retval_range(prog, range)) {
6897                 return true;
6898         }
6899         return false;
6900 }
6901
6902 /* check whether memory at (regno + off) is accessible for t = (read | write)
6903  * if t==write, value_regno is a register which value is stored into memory
6904  * if t==read, value_regno is a register which will receive the value from memory
6905  * if t==write && value_regno==-1, some unknown value is stored into memory
6906  * if t==read && value_regno==-1, don't care what we read from memory
6907  */
6908 static int check_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, u32 regno,
6909                             int off, int bpf_size, enum bpf_access_type t,
6910                             int value_regno, bool strict_alignment_once, bool is_ldsx)
6911 {
6912         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
6913         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
6914         int size, err = 0;
6915
6916         size = bpf_size_to_bytes(bpf_size);
6917         if (size < 0)
6918                 return size;
6919
6920         /* alignment checks will add in reg->off themselves */
6921         err = check_ptr_alignment(env, reg, off, size, strict_alignment_once);
6922         if (err)
6923                 return err;
6924
6925         /* for access checks, reg->off is just part of off */
6926         off += reg->off;
6927
6928         if (reg->type == PTR_TO_MAP_KEY) {
6929                 if (t == BPF_WRITE) {
6930                         verbose(env, "write to change key R%d not allowed\n", regno);
6931                         return -EACCES;
6932                 }
6933
6934                 err = check_mem_region_access(env, regno, off, size,
6935                                               reg->map_ptr->key_size, false);
6936                 if (err)
6937                         return err;
6938                 if (value_regno >= 0)
6939                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6940         } else if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE) {
6941                 struct btf_field *kptr_field = NULL;
6942
6943                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
6944                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
6945                         verbose(env, "R%d leaks addr into map\n", value_regno);
6946                         return -EACCES;
6947                 }
6948                 err = check_map_access_type(env, regno, off, size, t);
6949                 if (err)
6950                         return err;
6951                 err = check_map_access(env, regno, off, size, false, ACCESS_DIRECT);
6952                 if (err)
6953                         return err;
6954                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
6955                         kptr_field = btf_record_find(reg->map_ptr->record,
6956                                                      off + reg->var_off.value, BPF_KPTR);
6957                 if (kptr_field) {
6958                         err = check_map_kptr_access(env, regno, value_regno, insn_idx, kptr_field);
6959                 } else if (t == BPF_READ && value_regno >= 0) {
6960                         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
6961
6962                         /* if map is read-only, track its contents as scalars */
6963                         if (tnum_is_const(reg->var_off) &&
6964                             bpf_map_is_rdonly(map) &&
6965                             map->ops->map_direct_value_addr) {
6966                                 int map_off = off + reg->var_off.value;
6967                                 u64 val = 0;
6968
6969                                 err = bpf_map_direct_read(map, map_off, size,
6970                                                           &val, is_ldsx);
6971                                 if (err)
6972                                         return err;
6973
6974                                 regs[value_regno].type = SCALAR_VALUE;
6975                                 __mark_reg_known(&regs[value_regno], val);
6976                         } else {
6977                                 mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6978                         }
6979                 }
6980         } else if (base_type(reg->type) == PTR_TO_MEM) {
6981                 bool rdonly_mem = type_is_rdonly_mem(reg->type);
6982
6983                 if (type_may_be_null(reg->type)) {
6984                         verbose(env, "R%d invalid mem access '%s'\n", regno,
6985                                 reg_type_str(env, reg->type));
6986                         return -EACCES;
6987                 }
6988
6989                 if (t == BPF_WRITE && rdonly_mem) {
6990                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
6991                                 regno, reg_type_str(env, reg->type));
6992                         return -EACCES;
6993                 }
6994
6995                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
6996                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
6997                         verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", value_regno);
6998                         return -EACCES;
6999                 }
7000
7001                 err = check_mem_region_access(env, regno, off, size,
7002                                               reg->mem_size, false);
7003                 if (!err && value_regno >= 0 && (t == BPF_READ || rdonly_mem))
7004                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
7005         } else if (reg->type == PTR_TO_CTX) {
7006                 bool is_retval = false;
7007                 struct bpf_retval_range range;
7008                 enum bpf_reg_type reg_type = SCALAR_VALUE;
7009                 struct btf *btf = NULL;
7010                 u32 btf_id = 0;
7011
7012                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
7013                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
7014                         verbose(env, "R%d leaks addr into ctx\n", value_regno);
7015                         return -EACCES;
7016                 }
7017
7018                 err = check_ptr_off_reg(env, reg, regno);
7019                 if (err < 0)
7020                         return err;
7021
7022                 err = check_ctx_access(env, insn_idx, off, size, t, &reg_type, &btf,
7023                                        &btf_id, &is_retval, is_ldsx);
7024                 if (err)
7025                         verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
7026                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0) {
7027                         /* ctx access returns either a scalar, or a
7028                          * PTR_TO_PACKET[_META,_END]. In the latter
7029                          * case, we know the offset is zero.
7030                          */
7031                         if (reg_type == SCALAR_VALUE) {
7032                                 if (is_retval && get_func_retval_range(env->prog, &range)) {
7033                                         err = __mark_reg_s32_range(env, regs, value_regno,
7034                                                                    range.minval, range.maxval);
7035                                         if (err)
7036                                                 return err;
7037                                 } else {
7038                                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
7039                                 }
7040                         } else {
7041                                 mark_reg_known_zero(env, regs,
7042                                                     value_regno);
7043                                 if (type_may_be_null(reg_type))
7044                                         regs[value_regno].id = ++env->id_gen;
7045                                 /* A load of ctx field could have different
7046                                  * actual load size with the one encoded in the
7047                                  * insn. When the dst is PTR, it is for sure not
7048                                  * a sub-register.
7049                                  */
7050                                 regs[value_regno].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
7051                                 if (base_type(reg_type) == PTR_TO_BTF_ID) {
7052                                         regs[value_regno].btf = btf;
7053                                         regs[value_regno].btf_id = btf_id;
7054                                 }
7055                         }
7056                         regs[value_regno].type = reg_type;
7057                 }
7058
7059         } else if (reg->type == PTR_TO_STACK) {
7060                 /* Basic bounds checks. */
7061                 err = check_stack_access_within_bounds(env, regno, off, size, ACCESS_DIRECT, t);
7062                 if (err)
7063                         return err;
7064
7065                 if (t == BPF_READ)
7066                         err = check_stack_read(env, regno, off, size,
7067                                                value_regno);
7068                 else
7069                         err = check_stack_write(env, regno, off, size,
7070                                                 value_regno, insn_idx);
7071         } else if (reg_is_pkt_pointer(reg)) {
7072                 if (t == BPF_WRITE && !may_access_direct_pkt_data(env, NULL, t)) {
7073                         verbose(env, "cannot write into packet\n");
7074                         return -EACCES;
7075                 }
7076                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
7077                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
7078                         verbose(env, "R%d leaks addr into packet\n",
7079                                 value_regno);
7080                         return -EACCES;
7081                 }
7082                 err = check_packet_access(env, regno, off, size, false);
7083                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
7084                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
7085         } else if (reg->type == PTR_TO_FLOW_KEYS) {
7086                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
7087                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
7088                         verbose(env, "R%d leaks addr into flow keys\n",
7089                                 value_regno);
7090                         return -EACCES;
7091                 }
7092
7093                 err = check_flow_keys_access(env, off, size);
7094                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
7095                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
7096         } else if (type_is_sk_pointer(reg->type)) {
7097                 if (t == BPF_WRITE) {
7098                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
7099                                 regno, reg_type_str(env, reg->type));
7100                         return -EACCES;
7101                 }
7102                 err = check_sock_access(env, insn_idx, regno, off, size, t);
7103                 if (!err && value_regno >= 0)
7104                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
7105         } else if (reg->type == PTR_TO_TP_BUFFER) {
7106                 err = check_tp_buffer_access(env, reg, regno, off, size);
7107                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
7108                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
7109         } else if (base_type(reg->type) == PTR_TO_BTF_ID &&
7110                    !type_may_be_null(reg->type)) {
7111                 err = check_ptr_to_btf_access(env, regs, regno, off, size, t,
7112                                               value_regno);
7113         } else if (reg->type == CONST_PTR_TO_MAP) {
7114                 err = check_ptr_to_map_access(env, regs, regno, off, size, t,
7115                                               value_regno);
7116         } else if (base_type(reg->type) == PTR_TO_BUF) {
7117                 bool rdonly_mem = type_is_rdonly_mem(reg->type);
7118                 u32 *max_access;
7119
7120                 if (rdonly_mem) {
7121                         if (t == BPF_WRITE) {
7122                                 verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
7123                                         regno, reg_type_str(env, reg->type));
7124                                 return -EACCES;
7125                         }
7126                         max_access = &env->prog->aux->max_rdonly_access;
7127                 } else {
7128                         max_access = &env->prog->aux->max_rdwr_access;
7129                 }
7130
7131                 err = check_buffer_access(env, reg, regno, off, size, false,
7132                                           max_access);
7133
7134                 if (!err && value_regno >= 0 && (rdonly_mem || t == BPF_READ))
7135                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
7136         } else if (reg->type == PTR_TO_ARENA) {
7137                 if (t == BPF_READ && value_regno >= 0)
7138                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
7139         } else {
7140                 verbose(env, "R%d invalid mem access '%s'\n", regno,
7141                         reg_type_str(env, reg->type));
7142                 return -EACCES;
7143         }
7144
7145         if (!err && size < BPF_REG_SIZE && value_regno >= 0 && t == BPF_READ &&
7146             regs[value_regno].type == SCALAR_VALUE) {
7147                 if (!is_ldsx)
7148                         /* b/h/w load zero-extends, mark upper bits as known 0 */
7149                         coerce_reg_to_size(&regs[value_regno], size);
7150                 else
7151                         coerce_reg_to_size_sx(&regs[value_regno], size);
7152         }
7153         return err;
7154 }
7155
7156 static int save_aux_ptr_type(struct bpf_verifier_env *env, enum bpf_reg_type type,
7157                              bool allow_trust_mismatch);
7158
7159 static int check_atomic(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, struct bpf_insn *insn)
7160 {
7161         int load_reg;
7162         int err;
7163
7164         switch (insn->imm) {
7165         case BPF_ADD:
7166         case BPF_ADD | BPF_FETCH:
7167         case BPF_AND:
7168         case BPF_AND | BPF_FETCH:
7169         case BPF_OR:
7170         case BPF_OR | BPF_FETCH:
7171         case BPF_XOR:
7172         case BPF_XOR | BPF_FETCH:
7173         case BPF_XCHG:
7174         case BPF_CMPXCHG:
7175                 break;
7176         default:
7177                 verbose(env, "BPF_ATOMIC uses invalid atomic opcode %02x\n", insn->imm);
7178                 return -EINVAL;
7179         }
7180
7181         if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_W && BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW) {
7182                 verbose(env, "invalid atomic operand size\n");
7183                 return -EINVAL;
7184         }
7185
7186         /* check src1 operand */
7187         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
7188         if (err)
7189                 return err;
7190
7191         /* check src2 operand */
7192         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
7193         if (err)
7194                 return err;
7195
7196         if (insn->imm == BPF_CMPXCHG) {
7197                 /* Check comparison of R0 with memory location */
7198                 const u32 aux_reg = BPF_REG_0;
7199
7200                 err = check_reg_arg(env, aux_reg, SRC_OP);
7201                 if (err)
7202                         return err;
7203
7204                 if (is_pointer_value(env, aux_reg)) {
7205                         verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", aux_reg);
7206                         return -EACCES;
7207                 }
7208         }
7209
7210         if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
7211                 verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", insn->src_reg);
7212                 return -EACCES;
7213         }
7214
7215         if (is_ctx_reg(env, insn->dst_reg) ||
7216             is_pkt_reg(env, insn->dst_reg) ||
7217             is_flow_key_reg(env, insn->dst_reg) ||
7218             is_sk_reg(env, insn->dst_reg) ||
7219             (is_arena_reg(env, insn->dst_reg) && !bpf_jit_supports_insn(insn, true))) {
7220                 verbose(env, "BPF_ATOMIC stores into R%d %s is not allowed\n",
7221                         insn->dst_reg,
7222                         reg_type_str(env, reg_state(env, insn->dst_reg)->type));
7223                 return -EACCES;
7224         }
7225
7226         if (insn->imm & BPF_FETCH) {
7227                 if (insn->imm == BPF_CMPXCHG)
7228                         load_reg = BPF_REG_0;
7229                 else
7230                         load_reg = insn->src_reg;
7231
7232                 /* check and record load of old value */
7233                 err = check_reg_arg(env, load_reg, DST_OP);
7234                 if (err)
7235                         return err;
7236         } else {
7237                 /* This instruction accesses a memory location but doesn't
7238                  * actually load it into a register.
7239                  */
7240                 load_reg = -1;
7241         }
7242
7243         /* Check whether we can read the memory, with second call for fetch
7244          * case to simulate the register fill.
7245          */
7246         err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
7247                                BPF_SIZE(insn->code), BPF_READ, -1, true, false);
7248         if (!err && load_reg >= 0)
7249                 err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
7250                                        BPF_SIZE(insn->code), BPF_READ, load_reg,
7251                                        true, false);
7252         if (err)
7253                 return err;
7254
7255         if (is_arena_reg(env, insn->dst_reg)) {
7256                 err = save_aux_ptr_type(env, PTR_TO_ARENA, false);
7257                 if (err)
7258                         return err;
7259         }
7260         /* Check whether we can write into the same memory. */
7261         err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
7262                                BPF_SIZE(insn->code), BPF_WRITE, -1, true, false);
7263         if (err)
7264                 return err;
7265         return 0;
7266 }
7267
7268 /* When register 'regno' is used to read the stack (either directly or through
7269  * a helper function) make sure that it's within stack boundary and, depending
7270  * on the access type and privileges, that all elements of the stack are
7271  * initialized.
7272  *
7273  * 'off' includes 'regno->off', but not its dynamic part (if any).
7274  *
7275  * All registers that have been spilled on the stack in the slots within the
7276  * read offsets are marked as read.
7277  */
7278 static int check_stack_range_initialized(
7279                 struct bpf_verifier_env *env, int regno, int off,
7280                 int access_size, bool zero_size_allowed,
7281                 enum bpf_access_src type, struct bpf_call_arg_meta *meta)
7282 {
7283         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
7284         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
7285         int err, min_off, max_off, i, j, slot, spi;
7286         char *err_extra = type == ACCESS_HELPER ? " indirect" : "";
7287         enum bpf_access_type bounds_check_type;
7288         /* Some accesses can write anything into the stack, others are
7289          * read-only.
7290          */
7291         bool clobber = false;
7292
7293         if (access_size == 0 && !zero_size_allowed) {
7294                 verbose(env, "invalid zero-sized read\n");
7295                 return -EACCES;
7296         }
7297
7298         if (type == ACCESS_HELPER) {
7299                 /* The bounds checks for writes are more permissive than for
7300                  * reads. However, if raw_mode is not set, we'll do extra
7301                  * checks below.
7302                  */
7303                 bounds_check_type = BPF_WRITE;
7304                 clobber = true;
7305         } else {
7306                 bounds_check_type = BPF_READ;
7307         }
7308         err = check_stack_access_within_bounds(env, regno, off, access_size,
7309                                                type, bounds_check_type);
7310         if (err)
7311                 return err;
7312
7313
7314         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
7315                 min_off = max_off = reg->var_off.value + off;
7316         } else {
7317                 /* Variable offset is prohibited for unprivileged mode for
7318                  * simplicity since it requires corresponding support in
7319                  * Spectre masking for stack ALU.
7320                  * See also retrieve_ptr_limit().
7321                  */
7322                 if (!env->bypass_spec_v1) {
7323                         char tn_buf[48];
7324
7325                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
7326                         verbose(env, "R%d%s variable offset stack access prohibited for !root, var_off=%s\n",
7327                                 regno, err_extra, tn_buf);
7328                         return -EACCES;
7329                 }
7330                 /* Only initialized buffer on stack is allowed to be accessed
7331                  * with variable offset. With uninitialized buffer it's hard to
7332                  * guarantee that whole memory is marked as initialized on
7333                  * helper return since specific bounds are unknown what may
7334                  * cause uninitialized stack leaking.
7335                  */
7336                 if (meta && meta->raw_mode)
7337                         meta = NULL;
7338
7339                 min_off = reg->smin_value + off;
7340                 max_off = reg->smax_value + off;
7341         }
7342
7343         if (meta && meta->raw_mode) {
7344                 /* Ensure we won't be overwriting dynptrs when simulating byte
7345                  * by byte access in check_helper_call using meta.access_size.
7346                  * This would be a problem if we have a helper in the future
7347                  * which takes:
7348                  *
7349                  *      helper(uninit_mem, len, dynptr)
7350                  *
7351                  * Now, uninint_mem may overlap with dynptr pointer. Hence, it
7352                  * may end up writing to dynptr itself when touching memory from
7353                  * arg 1. This can be relaxed on a case by case basis for known
7354                  * safe cases, but reject due to the possibilitiy of aliasing by
7355                  * default.
7356                  */
7357                 for (i = min_off; i < max_off + access_size; i++) {
7358                         int stack_off = -i - 1;
7359
7360                         spi = __get_spi(i);
7361                         /* raw_mode may write past allocated_stack */
7362                         if (state->allocated_stack <= stack_off)
7363                                 continue;
7364                         if (state->stack[spi].slot_type[stack_off % BPF_REG_SIZE] == STACK_DYNPTR) {
7365                                 verbose(env, "potential write to dynptr at off=%d disallowed\n", i);
7366                                 return -EACCES;
7367                         }
7368                 }
7369                 meta->access_size = access_size;
7370                 meta->regno = regno;
7371                 return 0;
7372         }
7373
7374         for (i = min_off; i < max_off + access_size; i++) {
7375                 u8 *stype;
7376
7377                 slot = -i - 1;
7378                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
7379                 if (state->allocated_stack <= slot) {
7380                         verbose(env, "verifier bug: allocated_stack too small");
7381                         return -EFAULT;
7382                 }
7383
7384                 stype = &state->stack[spi].slot_type[slot % BPF_REG_SIZE];
7385                 if (*stype == STACK_MISC)
7386                         goto mark;
7387                 if ((*stype == STACK_ZERO) ||
7388                     (*stype == STACK_INVALID && env->allow_uninit_stack)) {
7389                         if (clobber) {
7390                                 /* helper can write anything into the stack */
7391                                 *stype = STACK_MISC;
7392                         }
7393                         goto mark;
7394                 }
7395
7396                 if (is_spilled_reg(&state->stack[spi]) &&
7397                     (state->stack[spi].spilled_ptr.type == SCALAR_VALUE ||
7398                      env->allow_ptr_leaks)) {
7399                         if (clobber) {
7400                                 __mark_reg_unknown(env, &state->stack[spi].spilled_ptr);
7401                                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
7402                                         scrub_spilled_slot(&state->stack[spi].slot_type[j]);
7403                         }
7404                         goto mark;
7405                 }
7406
7407                 if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
7408                         verbose(env, "invalid%s read from stack R%d off %d+%d size %d\n",
7409                                 err_extra, regno, min_off, i - min_off, access_size);
7410                 } else {
7411                         char tn_buf[48];
7412
7413                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
7414                         verbose(env, "invalid%s read from stack R%d var_off %s+%d size %d\n",
7415                                 err_extra, regno, tn_buf, i - min_off, access_size);
7416                 }
7417                 return -EACCES;
7418 mark:
7419                 /* reading any byte out of 8-byte 'spill_slot' will cause
7420                  * the whole slot to be marked as 'read'
7421                  */
7422                 mark_reg_read(env, &state->stack[spi].spilled_ptr,
7423                               state->stack[spi].spilled_ptr.parent,
7424                               REG_LIVE_READ64);
7425                 /* We do not set REG_LIVE_WRITTEN for stack slot, as we can not
7426                  * be sure that whether stack slot is written to or not. Hence,
7427                  * we must still conservatively propagate reads upwards even if
7428                  * helper may write to the entire memory range.
7429                  */
7430         }
7431         return 0;
7432 }
7433
7434 static int check_helper_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
7435                                    int access_size, bool zero_size_allowed,
7436                                    struct bpf_call_arg_meta *meta)
7437 {
7438         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7439         u32 *max_access;
7440
7441         switch (base_type(reg->type)) {
7442         case PTR_TO_PACKET:
7443         case PTR_TO_PACKET_META:
7444                 return check_packet_access(env, regno, reg->off, access_size,
7445                                            zero_size_allowed);
7446         case PTR_TO_MAP_KEY:
7447                 if (meta && meta->raw_mode) {
7448                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n", regno,
7449                                 reg_type_str(env, reg->type));
7450                         return -EACCES;
7451                 }
7452                 return check_mem_region_access(env, regno, reg->off, access_size,
7453                                                reg->map_ptr->key_size, false);
7454         case PTR_TO_MAP_VALUE:
7455                 if (check_map_access_type(env, regno, reg->off, access_size,
7456                                           meta && meta->raw_mode ? BPF_WRITE :
7457                                           BPF_READ))
7458                         return -EACCES;
7459                 return check_map_access(env, regno, reg->off, access_size,
7460                                         zero_size_allowed, ACCESS_HELPER);
7461         case PTR_TO_MEM:
7462                 if (type_is_rdonly_mem(reg->type)) {
7463                         if (meta && meta->raw_mode) {
7464                                 verbose(env, "R%d cannot write into %s\n", regno,
7465                                         reg_type_str(env, reg->type));
7466                                 return -EACCES;
7467                         }
7468                 }
7469                 return check_mem_region_access(env, regno, reg->off,
7470                                                access_size, reg->mem_size,
7471                                                zero_size_allowed);
7472         case PTR_TO_BUF:
7473                 if (type_is_rdonly_mem(reg->type)) {
7474                         if (meta && meta->raw_mode) {
7475                                 verbose(env, "R%d cannot write into %s\n", regno,
7476                                         reg_type_str(env, reg->type));
7477                                 return -EACCES;
7478                         }
7479
7480                         max_access = &env->prog->aux->max_rdonly_access;
7481                 } else {
7482                         max_access = &env->prog->aux->max_rdwr_access;
7483                 }
7484                 return check_buffer_access(env, reg, regno, reg->off,
7485                                            access_size, zero_size_allowed,
7486                                            max_access);
7487         case PTR_TO_STACK:
7488                 return check_stack_range_initialized(
7489                                 env,
7490                                 regno, reg->off, access_size,
7491                                 zero_size_allowed, ACCESS_HELPER, meta);
7492         case PTR_TO_BTF_ID:
7493                 return check_ptr_to_btf_access(env, regs, regno, reg->off,
7494                                                access_size, BPF_READ, -1);
7495         case PTR_TO_CTX:
7496                 /* in case the function doesn't know how to access the context,
7497                  * (because we are in a program of type SYSCALL for example), we
7498                  * can not statically check its size.
7499                  * Dynamically check it now.
7500                  */
7501                 if (!env->ops->convert_ctx_access) {
7502                         enum bpf_access_type atype = meta && meta->raw_mode ? BPF_WRITE : BPF_READ;
7503                         int offset = access_size - 1;
7504
7505                         /* Allow zero-byte read from PTR_TO_CTX */
7506                         if (access_size == 0)
7507                                 return zero_size_allowed ? 0 : -EACCES;
7508
7509                         return check_mem_access(env, env->insn_idx, regno, offset, BPF_B,
7510                                                 atype, -1, false, false);
7511                 }
7512
7513                 fallthrough;
7514         default: /* scalar_value or invalid ptr */
7515                 /* Allow zero-byte read from NULL, regardless of pointer type */
7516                 if (zero_size_allowed && access_size == 0 &&
7517                     register_is_null(reg))
7518                         return 0;
7519
7520                 verbose(env, "R%d type=%s ", regno,
7521                         reg_type_str(env, reg->type));
7522                 verbose(env, "expected=%s\n", reg_type_str(env, PTR_TO_STACK));
7523                 return -EACCES;
7524         }
7525 }
7526
7527 /* verify arguments to helpers or kfuncs consisting of a pointer and an access
7528  * size.
7529  *
7530  * @regno is the register containing the access size. regno-1 is the register
7531  * containing the pointer.
7532  */
7533 static int check_mem_size_reg(struct bpf_verifier_env *env,
7534                               struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
7535                               bool zero_size_allowed,
7536                               struct bpf_call_arg_meta *meta)
7537 {
7538         int err;
7539
7540         /* This is used to refine r0 return value bounds for helpers
7541          * that enforce this value as an upper bound on return values.
7542          * See do_refine_retval_range() for helpers that can refine
7543          * the return value. C type of helper is u32 so we pull register
7544          * bound from umax_value however, if negative verifier errors
7545          * out. Only upper bounds can be learned because retval is an
7546          * int type and negative retvals are allowed.
7547          */
7548         meta->msize_max_value = reg->umax_value;
7549
7550         /* The register is SCALAR_VALUE; the access check
7551          * happens using its boundaries.
7552          */
7553         if (!tnum_is_const(reg->var_off))
7554                 /* For unprivileged variable accesses, disable raw
7555                  * mode so that the program is required to
7556                  * initialize all the memory that the helper could
7557                  * just partially fill up.
7558                  */
7559                 meta = NULL;
7560
7561         if (reg->smin_value < 0) {
7562                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned or 'var &= const'\n",
7563                         regno);
7564                 return -EACCES;
7565         }
7566
7567         if (reg->umin_value == 0 && !zero_size_allowed) {
7568                 verbose(env, "R%d invalid zero-sized read: u64=[%lld,%lld]\n",
7569                         regno, reg->umin_value, reg->umax_value);
7570                 return -EACCES;
7571         }
7572
7573         if (reg->umax_value >= BPF_MAX_VAR_SIZ) {
7574                 verbose(env, "R%d unbounded memory access, use 'var &= const' or 'if (var < const)'\n",
7575                         regno);
7576                 return -EACCES;
7577         }
7578         err = check_helper_mem_access(env, regno - 1,
7579                                       reg->umax_value,
7580                                       zero_size_allowed, meta);
7581         if (!err)
7582                 err = mark_chain_precision(env, regno);
7583         return err;
7584 }
7585
7586 static int check_mem_reg(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
7587                          u32 regno, u32 mem_size)
7588 {
7589         bool may_be_null = type_may_be_null(reg->type);
7590         struct bpf_reg_state saved_reg;
7591         struct bpf_call_arg_meta meta;
7592         int err;
7593
7594         if (register_is_null(reg))
7595                 return 0;
7596
7597         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
7598         /* Assuming that the register contains a value check if the memory
7599          * access is safe. Temporarily save and restore the register's state as
7600          * the conversion shouldn't be visible to a caller.
7601          */
7602         if (may_be_null) {
7603                 saved_reg = *reg;
7604                 mark_ptr_not_null_reg(reg);
7605         }
7606
7607         err = check_helper_mem_access(env, regno, mem_size, true, &meta);
7608         /* Check access for BPF_WRITE */
7609         meta.raw_mode = true;
7610         err = err ?: check_helper_mem_access(env, regno, mem_size, true, &meta);
7611
7612         if (may_be_null)
7613                 *reg = saved_reg;
7614
7615         return err;
7616 }
7617
7618 static int check_kfunc_mem_size_reg(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
7619                                     u32 regno)
7620 {
7621         struct bpf_reg_state *mem_reg = &cur_regs(env)[regno - 1];
7622         bool may_be_null = type_may_be_null(mem_reg->type);
7623         struct bpf_reg_state saved_reg;
7624         struct bpf_call_arg_meta meta;
7625         int err;
7626
7627         WARN_ON_ONCE(regno < BPF_REG_2 || regno > BPF_REG_5);
7628
7629         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
7630
7631         if (may_be_null) {
7632                 saved_reg = *mem_reg;
7633                 mark_ptr_not_null_reg(mem_reg);
7634         }
7635
7636         err = check_mem_size_reg(env, reg, regno, true, &meta);
7637         /* Check access for BPF_WRITE */
7638         meta.raw_mode = true;
7639         err = err ?: check_mem_size_reg(env, reg, regno, true, &meta);
7640
7641         if (may_be_null)
7642                 *mem_reg = saved_reg;
7643         return err;
7644 }
7645
7646 /* Implementation details:
7647  * bpf_map_lookup returns PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL.
7648  * bpf_obj_new returns PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | PTR_MAYBE_NULL.
7649  * Two bpf_map_lookups (even with the same key) will have different reg->id.
7650  * Two separate bpf_obj_new will also have different reg->id.
7651  * For traditional PTR_TO_MAP_VALUE or PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC, the verifier
7652  * clears reg->id after value_or_null->value transition, since the verifier only
7653  * cares about the range of access to valid map value pointer and doesn't care
7654  * about actual address of the map element.
7655  * For maps with 'struct bpf_spin_lock' inside map value the verifier keeps
7656  * reg->id > 0 after value_or_null->value transition. By doing so
7657  * two bpf_map_lookups will be considered two different pointers that
7658  * point to different bpf_spin_locks. Likewise for pointers to allocated objects
7659  * returned from bpf_obj_new.
7660  * The verifier allows taking only one bpf_spin_lock at a time to avoid
7661  * dead-locks.
7662  * Since only one bpf_spin_lock is allowed the checks are simpler than
7663  * reg_is_refcounted() logic. The verifier needs to remember only
7664  * one spin_lock instead of array of acquired_refs.
7665  * cur_state->active_lock remembers which map value element or allocated
7666  * object got locked and clears it after bpf_spin_unlock.
7667  */
7668 static int process_spin_lock(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
7669                              bool is_lock)
7670 {
7671         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7672         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
7673         bool is_const = tnum_is_const(reg->var_off);
7674         u64 val = reg->var_off.value;
7675         struct bpf_map *map = NULL;
7676         struct btf *btf = NULL;
7677         struct btf_record *rec;
7678
7679         if (!is_const) {
7680                 verbose(env,
7681                         "R%d doesn't have constant offset. bpf_spin_lock has to be at the constant offset\n",
7682                         regno);
7683                 return -EINVAL;
7684         }
7685         if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE) {
7686                 map = reg->map_ptr;
7687                 if (!map->btf) {
7688                         verbose(env,
7689                                 "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_spin_lock\n",
7690                                 map->name);
7691                         return -EINVAL;
7692                 }
7693         } else {
7694                 btf = reg->btf;
7695         }
7696
7697         rec = reg_btf_record(reg);
7698         if (!btf_record_has_field(rec, BPF_SPIN_LOCK)) {
7699                 verbose(env, "%s '%s' has no valid bpf_spin_lock\n", map ? "map" : "local",
7700                         map ? map->name : "kptr");
7701                 return -EINVAL;
7702         }
7703         if (rec->spin_lock_off != val + reg->off) {
7704                 verbose(env, "off %lld doesn't point to 'struct bpf_spin_lock' that is at %d\n",
7705                         val + reg->off, rec->spin_lock_off);
7706                 return -EINVAL;
7707         }
7708         if (is_lock) {
7709                 if (cur->active_lock.ptr) {
7710                         verbose(env,
7711                                 "Locking two bpf_spin_locks are not allowed\n");
7712                         return -EINVAL;
7713                 }
7714                 if (map)
7715                         cur->active_lock.ptr = map;
7716                 else
7717                         cur->active_lock.ptr = btf;
7718                 cur->active_lock.id = reg->id;
7719         } else {
7720                 void *ptr;
7721
7722                 if (map)
7723                         ptr = map;
7724                 else
7725                         ptr = btf;
7726
7727                 if (!cur->active_lock.ptr) {
7728                         verbose(env, "bpf_spin_unlock without taking a lock\n");
7729                         return -EINVAL;
7730                 }
7731                 if (cur->active_lock.ptr != ptr ||
7732                     cur->active_lock.id != reg->id) {
7733                         verbose(env, "bpf_spin_unlock of different lock\n");
7734                         return -EINVAL;
7735                 }
7736
7737                 invalidate_non_owning_refs(env);
7738
7739                 cur->active_lock.ptr = NULL;
7740                 cur->active_lock.id = 0;
7741         }
7742         return 0;
7743 }
7744
7745 static int process_timer_func(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
7746                               struct bpf_call_arg_meta *meta)
7747 {
7748         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7749         bool is_const = tnum_is_const(reg->var_off);
7750         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
7751         u64 val = reg->var_off.value;
7752
7753         if (!is_const) {
7754                 verbose(env,
7755                         "R%d doesn't have constant offset. bpf_timer has to be at the constant offset\n",
7756                         regno);
7757                 return -EINVAL;
7758         }
7759         if (!map->btf) {
7760                 verbose(env, "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_timer\n",
7761                         map->name);
7762                 return -EINVAL;
7763         }
7764         if (!btf_record_has_field(map->record, BPF_TIMER)) {
7765                 verbose(env, "map '%s' has no valid bpf_timer\n", map->name);
7766                 return -EINVAL;
7767         }
7768         if (map->record->timer_off != val + reg->off) {
7769                 verbose(env, "off %lld doesn't point to 'struct bpf_timer' that is at %d\n",
7770                         val + reg->off, map->record->timer_off);
7771                 return -EINVAL;
7772         }
7773         if (meta->map_ptr) {
7774                 verbose(env, "verifier bug. Two map pointers in a timer helper\n");
7775                 return -EFAULT;
7776         }
7777         meta->map_uid = reg->map_uid;
7778         meta->map_ptr = map;
7779         return 0;
7780 }
7781
7782 static int process_wq_func(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
7783                            struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7784 {
7785         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7786         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
7787         u64 val = reg->var_off.value;
7788
7789         if (map->record->wq_off != val + reg->off) {
7790                 verbose(env, "off %lld doesn't point to 'struct bpf_wq' that is at %d\n",
7791                         val + reg->off, map->record->wq_off);
7792                 return -EINVAL;
7793         }
7794         meta->map.uid = reg->map_uid;
7795         meta->map.ptr = map;
7796         return 0;
7797 }
7798
7799 static int process_kptr_func(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
7800                              struct bpf_call_arg_meta *meta)
7801 {
7802         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7803         struct btf_field *kptr_field;
7804         struct bpf_map *map_ptr;
7805         struct btf_record *rec;
7806         u32 kptr_off;
7807
7808         if (type_is_ptr_alloc_obj(reg->type)) {
7809                 rec = reg_btf_record(reg);
7810         } else { /* PTR_TO_MAP_VALUE */
7811                 map_ptr = reg->map_ptr;
7812                 if (!map_ptr->btf) {
7813                         verbose(env, "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_kptr_xchg\n",
7814                                 map_ptr->name);
7815                         return -EINVAL;
7816                 }
7817                 rec = map_ptr->record;
7818                 meta->map_ptr = map_ptr;
7819         }
7820
7821         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
7822                 verbose(env,
7823                         "R%d doesn't have constant offset. kptr has to be at the constant offset\n",
7824                         regno);
7825                 return -EINVAL;
7826         }
7827
7828         if (!btf_record_has_field(rec, BPF_KPTR)) {
7829                 verbose(env, "R%d has no valid kptr\n", regno);
7830                 return -EINVAL;
7831         }
7832
7833         kptr_off = reg->off + reg->var_off.value;
7834         kptr_field = btf_record_find(rec, kptr_off, BPF_KPTR);
7835         if (!kptr_field) {
7836                 verbose(env, "off=%d doesn't point to kptr\n", kptr_off);
7837                 return -EACCES;
7838         }
7839         if (kptr_field->type != BPF_KPTR_REF && kptr_field->type != BPF_KPTR_PERCPU) {
7840                 verbose(env, "off=%d kptr isn't referenced kptr\n", kptr_off);
7841                 return -EACCES;
7842         }
7843         meta->kptr_field = kptr_field;
7844         return 0;
7845 }
7846
7847 /* There are two register types representing a bpf_dynptr, one is PTR_TO_STACK
7848  * which points to a stack slot, and the other is CONST_PTR_TO_DYNPTR.
7849  *
7850  * In both cases we deal with the first 8 bytes, but need to mark the next 8
7851  * bytes as STACK_DYNPTR in case of PTR_TO_STACK. In case of
7852  * CONST_PTR_TO_DYNPTR, we are guaranteed to get the beginning of the object.
7853  *
7854  * Mutability of bpf_dynptr is at two levels, one is at the level of struct
7855  * bpf_dynptr itself, i.e. whether the helper is receiving a pointer to struct
7856  * bpf_dynptr or pointer to const struct bpf_dynptr. In the former case, it can
7857  * mutate the view of the dynptr and also possibly destroy it. In the latter
7858  * case, it cannot mutate the bpf_dynptr itself but it can still mutate the
7859  * memory that dynptr points to.
7860  *
7861  * The verifier will keep track both levels of mutation (bpf_dynptr's in
7862  * reg->type and the memory's in reg->dynptr.type), but there is no support for
7863  * readonly dynptr view yet, hence only the first case is tracked and checked.
7864  *
7865  * This is consistent with how C applies the const modifier to a struct object,
7866  * where the pointer itself inside bpf_dynptr becomes const but not what it
7867  * points to.
7868  *
7869  * Helpers which do not mutate the bpf_dynptr set MEM_RDONLY in their argument
7870  * type, and declare it as 'const struct bpf_dynptr *' in their prototype.
7871  */
7872 static int process_dynptr_func(struct bpf_verifier_env *env, int regno, int insn_idx,
7873                                enum bpf_arg_type arg_type, int clone_ref_obj_id)
7874 {
7875         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7876         int err;
7877
7878         if (reg->type != PTR_TO_STACK && reg->type != CONST_PTR_TO_DYNPTR) {
7879                 verbose(env,
7880                         "arg#%d expected pointer to stack or const struct bpf_dynptr\n",
7881                         regno);
7882                 return -EINVAL;
7883         }
7884
7885         /* MEM_UNINIT and MEM_RDONLY are exclusive, when applied to an
7886          * ARG_PTR_TO_DYNPTR (or ARG_PTR_TO_DYNPTR | DYNPTR_TYPE_*):
7887          */
7888         if ((arg_type & (MEM_UNINIT | MEM_RDONLY)) == (MEM_UNINIT | MEM_RDONLY)) {
7889                 verbose(env, "verifier internal error: misconfigured dynptr helper type flags\n");
7890                 return -EFAULT;
7891         }
7892
7893         /*  MEM_UNINIT - Points to memory that is an appropriate candidate for
7894          *               constructing a mutable bpf_dynptr object.
7895          *
7896          *               Currently, this is only possible with PTR_TO_STACK
7897          *               pointing to a region of at least 16 bytes which doesn't
7898          *               contain an existing bpf_dynptr.
7899          *
7900          *  MEM_RDONLY - Points to a initialized bpf_dynptr that will not be
7901          *               mutated or destroyed. However, the memory it points to
7902          *               may be mutated.
7903          *
7904          *  None       - Points to a initialized dynptr that can be mutated and
7905          *               destroyed, including mutation of the memory it points
7906          *               to.
7907          */
7908         if (arg_type & MEM_UNINIT) {
7909                 int i;
7910
7911                 if (!is_dynptr_reg_valid_uninit(env, reg)) {
7912                         verbose(env, "Dynptr has to be an uninitialized dynptr\n");
7913                         return -EINVAL;
7914                 }
7915
7916                 /* we write BPF_DW bits (8 bytes) at a time */
7917                 for (i = 0; i < BPF_DYNPTR_SIZE; i += 8) {
7918                         err = check_mem_access(env, insn_idx, regno,
7919                                                i, BPF_DW, BPF_WRITE, -1, false, false);
7920                         if (err)
7921                                 return err;
7922                 }
7923
7924                 err = mark_stack_slots_dynptr(env, reg, arg_type, insn_idx, clone_ref_obj_id);
7925         } else /* MEM_RDONLY and None case from above */ {
7926                 /* For the reg->type == PTR_TO_STACK case, bpf_dynptr is never const */
7927                 if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR && !(arg_type & MEM_RDONLY)) {
7928                         verbose(env, "cannot pass pointer to const bpf_dynptr, the helper mutates it\n");
7929                         return -EINVAL;
7930                 }
7931
7932                 if (!is_dynptr_reg_valid_init(env, reg)) {
7933                         verbose(env,
7934                                 "Expected an initialized dynptr as arg #%d\n",
7935                                 regno);
7936                         return -EINVAL;
7937                 }
7938
7939                 /* Fold modifiers (in this case, MEM_RDONLY) when checking expected type */
7940                 if (!is_dynptr_type_expected(env, reg, arg_type & ~MEM_RDONLY)) {
7941                         verbose(env,
7942                                 "Expected a dynptr of type %s as arg #%d\n",
7943                                 dynptr_type_str(arg_to_dynptr_type(arg_type)), regno);
7944                         return -EINVAL;
7945                 }
7946
7947                 err = mark_dynptr_read(env, reg);
7948         }
7949         return err;
7950 }
7951
7952 static u32 iter_ref_obj_id(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg, int spi)
7953 {
7954         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
7955
7956         return state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id;
7957 }
7958
7959 static bool is_iter_kfunc(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7960 {
7961         return meta->kfunc_flags & (KF_ITER_NEW | KF_ITER_NEXT | KF_ITER_DESTROY);
7962 }
7963
7964 static bool is_iter_new_kfunc(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7965 {
7966         return meta->kfunc_flags & KF_ITER_NEW;
7967 }
7968
7969 static bool is_iter_next_kfunc(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7970 {
7971         return meta->kfunc_flags & KF_ITER_NEXT;
7972 }
7973
7974 static bool is_iter_destroy_kfunc(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7975 {
7976         return meta->kfunc_flags & KF_ITER_DESTROY;
7977 }
7978
7979 static bool is_kfunc_arg_iter(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta, int arg_idx,
7980                               const struct btf_param *arg)
7981 {
7982         /* btf_check_iter_kfuncs() guarantees that first argument of any iter
7983          * kfunc is iter state pointer
7984          */
7985         if (is_iter_kfunc(meta))
7986                 return arg_idx == 0;
7987
7988         /* iter passed as an argument to a generic kfunc */
7989         return btf_param_match_suffix(meta->btf, arg, "__iter");
7990 }
7991
7992 static int process_iter_arg(struct bpf_verifier_env *env, int regno, int insn_idx,
7993                             struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7994 {
7995         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7996         const struct btf_type *t;
7997         int spi, err, i, nr_slots, btf_id;
7998
7999         /* For iter_{new,next,destroy} functions, btf_check_iter_kfuncs()
8000          * ensures struct convention, so we wouldn't need to do any BTF
8001          * validation here. But given iter state can be passed as a parameter
8002          * to any kfunc, if arg has "__iter" suffix, we need to be a bit more
8003          * conservative here.
8004          */
8005         btf_id = btf_check_iter_arg(meta->btf, meta->func_proto, regno - 1);
8006         if (btf_id < 0) {
8007                 verbose(env, "expected valid iter pointer as arg #%d\n", regno);
8008                 return -EINVAL;
8009         }
8010         t = btf_type_by_id(meta->btf, btf_id);
8011         nr_slots = t->size / BPF_REG_SIZE;
8012
8013         if (is_iter_new_kfunc(meta)) {
8014                 /* bpf_iter_<type>_new() expects pointer to uninit iter state */
8015                 if (!is_iter_reg_valid_uninit(env, reg, nr_slots)) {
8016                         verbose(env, "expected uninitialized iter_%s as arg #%d\n",
8017                                 iter_type_str(meta->btf, btf_id), regno);
8018                         return -EINVAL;
8019                 }
8020
8021                 for (i = 0; i < nr_slots * 8; i += BPF_REG_SIZE) {
8022                         err = check_mem_access(env, insn_idx, regno,
8023                                                i, BPF_DW, BPF_WRITE, -1, false, false);
8024                         if (err)
8025                                 return err;
8026                 }
8027
8028                 err = mark_stack_slots_iter(env, meta, reg, insn_idx, meta->btf, btf_id, nr_slots);
8029                 if (err)
8030                         return err;
8031         } else {
8032                 /* iter_next() or iter_destroy(), as well as any kfunc
8033                  * accepting iter argument, expect initialized iter state
8034                  */
8035                 err = is_iter_reg_valid_init(env, reg, meta->btf, btf_id, nr_slots);
8036                 switch (err) {
8037                 case 0:
8038                         break;
8039                 case -EINVAL:
8040                         verbose(env, "expected an initialized iter_%s as arg #%d\n",
8041                                 iter_type_str(meta->btf, btf_id), regno);
8042                         return err;
8043                 case -EPROTO:
8044                         verbose(env, "expected an RCU CS when using %s\n", meta->func_name);
8045                         return err;
8046                 default:
8047                         return err;
8048                 }
8049
8050                 spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
8051                 if (spi < 0)
8052                         return spi;
8053
8054                 err = mark_iter_read(env, reg, spi, nr_slots);
8055                 if (err)
8056                         return err;
8057
8058                 /* remember meta->iter info for process_iter_next_call() */
8059                 meta->iter.spi = spi;
8060                 meta->iter.frameno = reg->frameno;
8061                 meta->ref_obj_id = iter_ref_obj_id(env, reg, spi);
8062
8063                 if (is_iter_destroy_kfunc(meta)) {
8064                         err = unmark_stack_slots_iter(env, reg, nr_slots);
8065                         if (err)
8066                                 return err;
8067                 }
8068         }
8069
8070         return 0;
8071 }
8072
8073 /* Look for a previous loop entry at insn_idx: nearest parent state
8074  * stopped at insn_idx with callsites matching those in cur->frame.
8075  */
8076 static struct bpf_verifier_state *find_prev_entry(struct bpf_verifier_env *env,
8077                                                   struct bpf_verifier_state *cur,
8078                                                   int insn_idx)
8079 {
8080         struct bpf_verifier_state_list *sl;
8081         struct bpf_verifier_state *st;
8082
8083         /* Explored states are pushed in stack order, most recent states come first */
8084         sl = *explored_state(env, insn_idx);
8085         for (; sl; sl = sl->next) {
8086                 /* If st->branches != 0 state is a part of current DFS verification path,
8087                  * hence cur & st for a loop.
8088                  */
8089                 st = &sl->state;
8090                 if (st->insn_idx == insn_idx && st->branches && same_callsites(st, cur) &&
8091                     st->dfs_depth < cur->dfs_depth)
8092                         return st;
8093         }
8094
8095         return NULL;
8096 }
8097
8098 static void reset_idmap_scratch(struct bpf_verifier_env *env);
8099 static bool regs_exact(const struct bpf_reg_state *rold,
8100                        const struct bpf_reg_state *rcur,
8101                        struct bpf_idmap *idmap);
8102
8103 static void maybe_widen_reg(struct bpf_verifier_env *env,
8104                             struct bpf_reg_state *rold, struct bpf_reg_state *rcur,
8105                             struct bpf_idmap *idmap)
8106 {
8107         if (rold->type != SCALAR_VALUE)
8108                 return;
8109         if (rold->type != rcur->type)
8110                 return;
8111         if (rold->precise || rcur->precise || regs_exact(rold, rcur, idmap))
8112                 return;
8113         __mark_reg_unknown(env, rcur);
8114 }
8115
8116 static int widen_imprecise_scalars(struct bpf_verifier_env *env,
8117                                    struct bpf_verifier_state *old,
8118                                    struct bpf_verifier_state *cur)
8119 {
8120         struct bpf_func_state *fold, *fcur;
8121         int i, fr;
8122
8123         reset_idmap_scratch(env);
8124         for (fr = old->curframe; fr >= 0; fr--) {
8125                 fold = old->frame[fr];
8126                 fcur = cur->frame[fr];
8127
8128                 for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
8129                         maybe_widen_reg(env,
8130                                         &fold->regs[i],
8131                                         &fcur->regs[i],
8132                                         &env->idmap_scratch);
8133
8134                 for (i = 0; i < fold->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
8135                         if (!is_spilled_reg(&fold->stack[i]) ||
8136                             !is_spilled_reg(&fcur->stack[i]))
8137                                 continue;
8138
8139                         maybe_widen_reg(env,
8140                                         &fold->stack[i].spilled_ptr,
8141                                         &fcur->stack[i].spilled_ptr,
8142                                         &env->idmap_scratch);
8143                 }
8144         }
8145         return 0;
8146 }
8147
8148 static struct bpf_reg_state *get_iter_from_state(struct bpf_verifier_state *cur_st,
8149                                                  struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
8150 {
8151         int iter_frameno = meta->iter.frameno;
8152         int iter_spi = meta->iter.spi;
8153
8154         return &cur_st->frame[iter_frameno]->stack[iter_spi].spilled_ptr;
8155 }
8156
8157 /* process_iter_next_call() is called when verifier gets to iterator's next
8158  * "method" (e.g., bpf_iter_num_next() for numbers iterator) call. We'll refer
8159  * to it as just "iter_next()" in comments below.
8160  *
8161  * BPF verifier relies on a crucial contract for any iter_next()
8162  * implementation: it should *eventually* return NULL, and once that happens
8163  * it should keep returning NULL. That is, once iterator exhausts elements to
8164  * iterate, it should never reset or spuriously return new elements.
8165  *
8166  * With the assumption of such contract, process_iter_next_call() simulates
8167  * a fork in the verifier state to validate loop logic correctness and safety
8168  * without having to simulate infinite amount of iterations.
8169  *
8170  * In current state, we first assume that iter_next() returned NULL and
8171  * iterator state is set to DRAINED (BPF_ITER_STATE_DRAINED). In such
8172  * conditions we should not form an infinite loop and should eventually reach
8173  * exit.
8174  *
8175  * Besides that, we also fork current state and enqueue it for later
8176  * verification. In a forked state we keep iterator state as ACTIVE
8177  * (BPF_ITER_STATE_ACTIVE) and assume non-NULL return from iter_next(). We
8178  * also bump iteration depth to prevent erroneous infinite loop detection
8179  * later on (see iter_active_depths_differ() comment for details). In this
8180  * state we assume that we'll eventually loop back to another iter_next()
8181  * calls (it could be in exactly same location or in some other instruction,
8182  * it doesn't matter, we don't make any unnecessary assumptions about this,
8183  * everything revolves around iterator state in a stack slot, not which
8184  * instruction is calling iter_next()). When that happens, we either will come
8185  * to iter_next() with equivalent state and can conclude that next iteration
8186  * will proceed in exactly the same way as we just verified, so it's safe to
8187  * assume that loop converges. If not, we'll go on another iteration
8188  * simulation with a different input state, until all possible starting states
8189  * are validated or we reach maximum number of instructions limit.
8190  *
8191  * This way, we will either exhaustively discover all possible input states
8192  * that iterator loop can start with and eventually will converge, or we'll
8193  * effectively regress into bounded loop simulation logic and either reach
8194  * maximum number of instructions if loop is not provably convergent, or there
8195  * is some statically known limit on number of iterations (e.g., if there is
8196  * an explicit `if n > 100 then break;` statement somewhere in the loop).
8197  *
8198  * Iteration convergence logic in is_state_visited() relies on exact
8199  * states comparison, which ignores read and precision marks.
8200  * This is necessary because read and precision marks are not finalized
8201  * while in the loop. Exact comparison might preclude convergence for
8202  * simple programs like below:
8203  *
8204  *     i = 0;
8205  *     while(iter_next(&it))
8206  *       i++;
8207  *
8208  * At each iteration step i++ would produce a new distinct state and
8209  * eventually instruction processing limit would be reached.
8210  *
8211  * To avoid such behavior speculatively forget (widen) range for
8212  * imprecise scalar registers, if those registers were not precise at the
8213  * end of the previous iteration and do not match exactly.
8214  *
8215  * This is a conservative heuristic that allows to verify wide range of programs,
8216  * however it precludes verification of programs that conjure an
8217  * imprecise value on the first loop iteration and use it as precise on a second.
8218  * For example, the following safe program would fail to verify:
8219  *
8220  *     struct bpf_num_iter it;
8221  *     int arr[10];
8222  *     int i = 0, a = 0;
8223  *     bpf_iter_num_new(&it, 0, 10);
8224  *     while (bpf_iter_num_next(&it)) {
8225  *       if (a == 0) {
8226  *         a = 1;
8227  *         i = 7; // Because i changed verifier would forget
8228  *                // it's range on second loop entry.
8229  *       } else {
8230  *         arr[i] = 42; // This would fail to verify.
8231  *       }
8232  *     }
8233  *     bpf_iter_num_destroy(&it);
8234  */
8235 static int process_iter_next_call(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx,
8236                                   struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
8237 {
8238         struct bpf_verifier_state *cur_st = env->cur_state, *queued_st, *prev_st;
8239         struct bpf_func_state *cur_fr = cur_st->frame[cur_st->curframe], *queued_fr;
8240         struct bpf_reg_state *cur_iter, *queued_iter;
8241
8242         BTF_TYPE_EMIT(struct bpf_iter);
8243
8244         cur_iter = get_iter_from_state(cur_st, meta);
8245
8246         if (cur_iter->iter.state != BPF_ITER_STATE_ACTIVE &&
8247             cur_iter->iter.state != BPF_ITER_STATE_DRAINED) {
8248                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected iterator state %d (%s)\n",
8249                         cur_iter->iter.state, iter_state_str(cur_iter->iter.state));
8250                 return -EFAULT;
8251         }
8252
8253         if (cur_iter->iter.state == BPF_ITER_STATE_ACTIVE) {
8254                 /* Because iter_next() call is a checkpoint is_state_visitied()
8255                  * should guarantee parent state with same call sites and insn_idx.
8256                  */
8257                 if (!cur_st->parent || cur_st->parent->insn_idx != insn_idx ||
8258                     !same_callsites(cur_st->parent, cur_st)) {
8259                         verbose(env, "bug: bad parent state for iter next call");
8260                         return -EFAULT;
8261                 }
8262                 /* Note cur_st->parent in the call below, it is necessary to skip
8263                  * checkpoint created for cur_st by is_state_visited()
8264                  * right at this instruction.
8265                  */
8266                 prev_st = find_prev_entry(env, cur_st->parent, insn_idx);
8267                 /* branch out active iter state */
8268                 queued_st = push_stack(env, insn_idx + 1, insn_idx, false);
8269                 if (!queued_st)
8270                         return -ENOMEM;
8271
8272                 queued_iter = get_iter_from_state(queued_st, meta);
8273                 queued_iter->iter.state = BPF_ITER_STATE_ACTIVE;
8274                 queued_iter->iter.depth++;
8275                 if (prev_st)
8276                         widen_imprecise_scalars(env, prev_st, queued_st);
8277
8278                 queued_fr = queued_st->frame[queued_st->curframe];
8279                 mark_ptr_not_null_reg(&queued_fr->regs[BPF_REG_0]);
8280         }
8281
8282         /* switch to DRAINED state, but keep the depth unchanged */
8283         /* mark current iter state as drained and assume returned NULL */
8284         cur_iter->iter.state = BPF_ITER_STATE_DRAINED;
8285         __mark_reg_const_zero(env, &cur_fr->regs[BPF_REG_0]);
8286
8287         return 0;
8288 }
8289
8290 static bool arg_type_is_mem_size(enum bpf_arg_type type)
8291 {
8292         return type == ARG_CONST_SIZE ||
8293                type == ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO;
8294 }
8295
8296 static bool arg_type_is_raw_mem(enum bpf_arg_type type)
8297 {
8298         return base_type(type) == ARG_PTR_TO_MEM &&
8299                type & MEM_UNINIT;
8300 }
8301
8302 static bool arg_type_is_release(enum bpf_arg_type type)
8303 {
8304         return type & OBJ_RELEASE;
8305 }
8306
8307 static bool arg_type_is_dynptr(enum bpf_arg_type type)
8308 {
8309         return base_type(type) == ARG_PTR_TO_DYNPTR;
8310 }
8311
8312 static int resolve_map_arg_type(struct bpf_verifier_env *env,
8313                                  const struct bpf_call_arg_meta *meta,
8314                                  enum bpf_arg_type *arg_type)
8315 {
8316         if (!meta->map_ptr) {
8317                 /* kernel subsystem misconfigured verifier */
8318                 verbose(env, "invalid map_ptr to access map->type\n");
8319                 return -EACCES;
8320         }
8321
8322         switch (meta->map_ptr->map_type) {
8323         case BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP:
8324         case BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH:
8325                 if (*arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE) {
8326                         *arg_type = ARG_PTR_TO_BTF_ID_SOCK_COMMON;
8327                 } else {
8328                         verbose(env, "invalid arg_type for sockmap/sockhash\n");
8329                         return -EINVAL;
8330                 }
8331                 break;
8332         case BPF_MAP_TYPE_BLOOM_FILTER:
8333                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_map_peek_elem)
8334                         *arg_type = ARG_PTR_TO_MAP_VALUE;
8335                 break;
8336         default:
8337                 break;
8338         }
8339         return 0;
8340 }
8341
8342 struct bpf_reg_types {
8343         const enum bpf_reg_type types[10];
8344         u32 *btf_id;
8345 };
8346
8347 static const struct bpf_reg_types sock_types = {
8348         .types = {
8349                 PTR_TO_SOCK_COMMON,
8350                 PTR_TO_SOCKET,
8351                 PTR_TO_TCP_SOCK,
8352                 PTR_TO_XDP_SOCK,
8353         },
8354 };
8355
8356 #ifdef CONFIG_NET
8357 static const struct bpf_reg_types btf_id_sock_common_types = {
8358         .types = {
8359                 PTR_TO_SOCK_COMMON,
8360                 PTR_TO_SOCKET,
8361                 PTR_TO_TCP_SOCK,
8362                 PTR_TO_XDP_SOCK,
8363                 PTR_TO_BTF_ID,
8364                 PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED,
8365         },
8366         .btf_id = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_SOCK_COMMON],
8367 };
8368 #endif
8369
8370 static const struct bpf_reg_types mem_types = {
8371         .types = {
8372                 PTR_TO_STACK,
8373                 PTR_TO_PACKET,
8374                 PTR_TO_PACKET_META,
8375                 PTR_TO_MAP_KEY,
8376                 PTR_TO_MAP_VALUE,
8377                 PTR_TO_MEM,
8378                 PTR_TO_MEM | MEM_RINGBUF,
8379                 PTR_TO_BUF,
8380                 PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED,
8381         },
8382 };
8383
8384 static const struct bpf_reg_types spin_lock_types = {
8385         .types = {
8386                 PTR_TO_MAP_VALUE,
8387                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC,
8388         }
8389 };
8390
8391 static const struct bpf_reg_types fullsock_types = { .types = { PTR_TO_SOCKET } };
8392 static const struct bpf_reg_types scalar_types = { .types = { SCALAR_VALUE } };
8393 static const struct bpf_reg_types context_types = { .types = { PTR_TO_CTX } };
8394 static const struct bpf_reg_types ringbuf_mem_types = { .types = { PTR_TO_MEM | MEM_RINGBUF } };
8395 static const struct bpf_reg_types const_map_ptr_types = { .types = { CONST_PTR_TO_MAP } };
8396 static const struct bpf_reg_types btf_ptr_types = {
8397         .types = {
8398                 PTR_TO_BTF_ID,
8399                 PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED,
8400                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_RCU,
8401         },
8402 };
8403 static const struct bpf_reg_types percpu_btf_ptr_types = {
8404         .types = {
8405                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU,
8406                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU | MEM_RCU,
8407                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU | PTR_TRUSTED,
8408         }
8409 };
8410 static const struct bpf_reg_types func_ptr_types = { .types = { PTR_TO_FUNC } };
8411 static const struct bpf_reg_types stack_ptr_types = { .types = { PTR_TO_STACK } };
8412 static const struct bpf_reg_types const_str_ptr_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
8413 static const struct bpf_reg_types timer_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
8414 static const struct bpf_reg_types kptr_xchg_dest_types = {
8415         .types = {
8416                 PTR_TO_MAP_VALUE,
8417                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC
8418         }
8419 };
8420 static const struct bpf_reg_types dynptr_types = {
8421         .types = {
8422                 PTR_TO_STACK,
8423                 CONST_PTR_TO_DYNPTR,
8424         }
8425 };
8426
8427 static const struct bpf_reg_types *compatible_reg_types[__BPF_ARG_TYPE_MAX] = {
8428         [ARG_PTR_TO_MAP_KEY]            = &mem_types,
8429         [ARG_PTR_TO_MAP_VALUE]          = &mem_types,
8430         [ARG_CONST_SIZE]                = &scalar_types,
8431         [ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO]        = &scalar_types,
8432         [ARG_CONST_ALLOC_SIZE_OR_ZERO]  = &scalar_types,
8433         [ARG_CONST_MAP_PTR]             = &const_map_ptr_types,
8434         [ARG_PTR_TO_CTX]                = &context_types,
8435         [ARG_PTR_TO_SOCK_COMMON]        = &sock_types,
8436 #ifdef CONFIG_NET
8437         [ARG_PTR_TO_BTF_ID_SOCK_COMMON] = &btf_id_sock_common_types,
8438 #endif
8439         [ARG_PTR_TO_SOCKET]             = &fullsock_types,
8440         [ARG_PTR_TO_BTF_ID]             = &btf_ptr_types,
8441         [ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK]          = &spin_lock_types,
8442         [ARG_PTR_TO_MEM]                = &mem_types,
8443         [ARG_PTR_TO_RINGBUF_MEM]        = &ringbuf_mem_types,
8444         [ARG_PTR_TO_PERCPU_BTF_ID]      = &percpu_btf_ptr_types,
8445         [ARG_PTR_TO_FUNC]               = &func_ptr_types,
8446         [ARG_PTR_TO_STACK]              = &stack_ptr_types,
8447         [ARG_PTR_TO_CONST_STR]          = &const_str_ptr_types,
8448         [ARG_PTR_TO_TIMER]              = &timer_types,
8449         [ARG_KPTR_XCHG_DEST]            = &kptr_xchg_dest_types,
8450         [ARG_PTR_TO_DYNPTR]             = &dynptr_types,
8451 };
8452
8453 static int check_reg_type(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
8454                           enum bpf_arg_type arg_type,
8455                           const u32 *arg_btf_id,
8456                           struct bpf_call_arg_meta *meta)
8457 {
8458         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
8459         enum bpf_reg_type expected, type = reg->type;
8460         const struct bpf_reg_types *compatible;
8461         int i, j;
8462
8463         compatible = compatible_reg_types[base_type(arg_type)];
8464         if (!compatible) {
8465                 verbose(env, "verifier internal error: unsupported arg type %d\n", arg_type);
8466                 return -EFAULT;
8467         }
8468
8469         /* ARG_PTR_TO_MEM + RDONLY is compatible with PTR_TO_MEM and PTR_TO_MEM + RDONLY,
8470          * but ARG_PTR_TO_MEM is compatible only with PTR_TO_MEM and NOT with PTR_TO_MEM + RDONLY
8471          *
8472          * Same for MAYBE_NULL:
8473          *
8474          * ARG_PTR_TO_MEM + MAYBE_NULL is compatible with PTR_TO_MEM and PTR_TO_MEM + MAYBE_NULL,
8475          * but ARG_PTR_TO_MEM is compatible only with PTR_TO_MEM but NOT with PTR_TO_MEM + MAYBE_NULL
8476          *
8477          * ARG_PTR_TO_MEM is compatible with PTR_TO_MEM that is tagged with a dynptr type.
8478          *
8479          * Therefore we fold these flags depending on the arg_type before comparison.
8480          */
8481         if (arg_type & MEM_RDONLY)
8482                 type &= ~MEM_RDONLY;
8483         if (arg_type & PTR_MAYBE_NULL)
8484                 type &= ~PTR_MAYBE_NULL;
8485         if (base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_MEM)
8486                 type &= ~DYNPTR_TYPE_FLAG_MASK;
8487
8488         /* Local kptr types are allowed as the source argument of bpf_kptr_xchg */
8489         if (meta->func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg && type_is_alloc(type) && regno == BPF_REG_2) {
8490                 type &= ~MEM_ALLOC;
8491                 type &= ~MEM_PERCPU;
8492         }
8493
8494         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(compatible->types); i++) {
8495                 expected = compatible->types[i];
8496                 if (expected == NOT_INIT)
8497                         break;
8498
8499                 if (type == expected)
8500                         goto found;
8501         }
8502
8503         verbose(env, "R%d type=%s expected=", regno, reg_type_str(env, reg->type));
8504         for (j = 0; j + 1 < i; j++)
8505                 verbose(env, "%s, ", reg_type_str(env, compatible->types[j]));
8506         verbose(env, "%s\n", reg_type_str(env, compatible->types[j]));
8507         return -EACCES;
8508
8509 found:
8510         if (base_type(reg->type) != PTR_TO_BTF_ID)
8511                 return 0;
8512
8513         if (compatible == &mem_types) {
8514                 if (!(arg_type & MEM_RDONLY)) {
8515                         verbose(env,
8516                                 "%s() may write into memory pointed by R%d type=%s\n",
8517                                 func_id_name(meta->func_id),
8518                                 regno, reg_type_str(env, reg->type));
8519                         return -EACCES;
8520                 }
8521                 return 0;
8522         }
8523
8524         switch ((int)reg->type) {
8525         case PTR_TO_BTF_ID:
8526         case PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED:
8527         case PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED | PTR_MAYBE_NULL:
8528         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_RCU:
8529         case PTR_TO_BTF_ID | PTR_MAYBE_NULL:
8530         case PTR_TO_BTF_ID | PTR_MAYBE_NULL | MEM_RCU:
8531         {
8532                 /* For bpf_sk_release, it needs to match against first member
8533                  * 'struct sock_common', hence make an exception for it. This
8534                  * allows bpf_sk_release to work for multiple socket types.
8535                  */
8536                 bool strict_type_match = arg_type_is_release(arg_type) &&
8537                                          meta->func_id != BPF_FUNC_sk_release;
8538
8539                 if (type_may_be_null(reg->type) &&
8540                     (!type_may_be_null(arg_type) || arg_type_is_release(arg_type))) {
8541                         verbose(env, "Possibly NULL pointer passed to helper arg%d\n", regno);
8542                         return -EACCES;
8543                 }
8544
8545                 if (!arg_btf_id) {
8546                         if (!compatible->btf_id) {
8547                                 verbose(env, "verifier internal error: missing arg compatible BTF ID\n");
8548                                 return -EFAULT;
8549                         }
8550                         arg_btf_id = compatible->btf_id;
8551                 }
8552
8553                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg) {
8554                         if (map_kptr_match_type(env, meta->kptr_field, reg, regno))
8555                                 return -EACCES;
8556                 } else {
8557                         if (arg_btf_id == BPF_PTR_POISON) {
8558                                 verbose(env, "verifier internal error:");
8559                                 verbose(env, "R%d has non-overwritten BPF_PTR_POISON type\n",
8560                                         regno);
8561                                 return -EACCES;
8562                         }
8563
8564                         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg->btf, reg->btf_id, reg->off,
8565                                                   btf_vmlinux, *arg_btf_id,
8566                                                   strict_type_match)) {
8567                                 verbose(env, "R%d is of type %s but %s is expected\n",
8568                                         regno, btf_type_name(reg->btf, reg->btf_id),
8569                                         btf_type_name(btf_vmlinux, *arg_btf_id));
8570                                 return -EACCES;
8571                         }
8572                 }
8573                 break;
8574         }
8575         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC:
8576         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU | MEM_ALLOC:
8577                 if (meta->func_id != BPF_FUNC_spin_lock && meta->func_id != BPF_FUNC_spin_unlock &&
8578                     meta->func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg) {
8579                         verbose(env, "verifier internal error: unimplemented handling of MEM_ALLOC\n");
8580                         return -EFAULT;
8581                 }
8582                 /* Check if local kptr in src arg matches kptr in dst arg */
8583                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg && regno == BPF_REG_2) {
8584                         if (map_kptr_match_type(env, meta->kptr_field, reg, regno))
8585                                 return -EACCES;
8586                 }
8587                 break;
8588         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU:
8589         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU | MEM_RCU:
8590         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU | PTR_TRUSTED:
8591                 /* Handled by helper specific checks */
8592                 break;
8593         default:
8594                 verbose(env, "verifier internal error: invalid PTR_TO_BTF_ID register for type match\n");
8595                 return -EFAULT;
8596         }
8597         return 0;
8598 }
8599
8600 static struct btf_field *
8601 reg_find_field_offset(const struct bpf_reg_state *reg, s32 off, u32 fields)
8602 {
8603         struct btf_field *field;
8604         struct btf_record *rec;
8605
8606         rec = reg_btf_record(reg);
8607         if (!rec)
8608                 return NULL;
8609
8610         field = btf_record_find(rec, off, fields);
8611         if (!field)
8612                 return NULL;
8613
8614         return field;
8615 }
8616
8617 static int check_func_arg_reg_off(struct bpf_verifier_env *env,
8618                                   const struct bpf_reg_state *reg, int regno,
8619                                   enum bpf_arg_type arg_type)
8620 {
8621         u32 type = reg->type;
8622
8623         /* When referenced register is passed to release function, its fixed
8624          * offset must be 0.
8625          *
8626          * We will check arg_type_is_release reg has ref_obj_id when storing
8627          * meta->release_regno.
8628          */
8629         if (arg_type_is_release(arg_type)) {
8630                 /* ARG_PTR_TO_DYNPTR with OBJ_RELEASE is a bit special, as it
8631                  * may not directly point to the object being released, but to
8632                  * dynptr pointing to such object, which might be at some offset
8633                  * on the stack. In that case, we simply to fallback to the
8634                  * default handling.
8635                  */
8636                 if (arg_type_is_dynptr(arg_type) && type == PTR_TO_STACK)
8637                         return 0;
8638
8639                 /* Doing check_ptr_off_reg check for the offset will catch this
8640                  * because fixed_off_ok is false, but checking here allows us
8641                  * to give the user a better error message.
8642                  */
8643                 if (reg->off) {
8644                         verbose(env, "R%d must have zero offset when passed to release func or trusted arg to kfunc\n",
8645                                 regno);
8646                         return -EINVAL;
8647                 }
8648                 return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, false);
8649         }
8650
8651         switch (type) {
8652         /* Pointer types where both fixed and variable offset is explicitly allowed: */
8653         case PTR_TO_STACK:
8654         case PTR_TO_PACKET:
8655         case PTR_TO_PACKET_META:
8656         case PTR_TO_MAP_KEY:
8657         case PTR_TO_MAP_VALUE:
8658         case PTR_TO_MEM:
8659         case PTR_TO_MEM | MEM_RDONLY:
8660         case PTR_TO_MEM | MEM_RINGBUF:
8661         case PTR_TO_BUF:
8662         case PTR_TO_BUF | MEM_RDONLY:
8663         case PTR_TO_ARENA:
8664         case SCALAR_VALUE:
8665                 return 0;
8666         /* All the rest must be rejected, except PTR_TO_BTF_ID which allows
8667          * fixed offset.
8668          */
8669         case PTR_TO_BTF_ID:
8670         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC:
8671         case PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED:
8672         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_RCU:
8673         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | NON_OWN_REF:
8674         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | NON_OWN_REF | MEM_RCU:
8675                 /* When referenced PTR_TO_BTF_ID is passed to release function,
8676                  * its fixed offset must be 0. In the other cases, fixed offset
8677                  * can be non-zero. This was already checked above. So pass
8678                  * fixed_off_ok as true to allow fixed offset for all other
8679                  * cases. var_off always must be 0 for PTR_TO_BTF_ID, hence we
8680                  * still need to do checks instead of returning.
8681                  */
8682                 return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, true);
8683         default:
8684                 return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, false);
8685         }
8686 }
8687
8688 static struct bpf_reg_state *get_dynptr_arg_reg(struct bpf_verifier_env *env,
8689                                                 const struct bpf_func_proto *fn,
8690                                                 struct bpf_reg_state *regs)
8691 {
8692         struct bpf_reg_state *state = NULL;
8693         int i;
8694
8695         for (i = 0; i < MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS; i++)
8696                 if (arg_type_is_dynptr(fn->arg_type[i])) {
8697                         if (state) {
8698                                 verbose(env, "verifier internal error: multiple dynptr args\n");
8699                                 return NULL;
8700                         }
8701                         state = &regs[BPF_REG_1 + i];
8702                 }
8703
8704         if (!state)
8705                 verbose(env, "verifier internal error: no dynptr arg found\n");
8706
8707         return state;
8708 }
8709
8710 static int dynptr_id(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
8711 {
8712         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
8713         int spi;
8714
8715         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
8716                 return reg->id;
8717         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
8718         if (spi < 0)
8719                 return spi;
8720         return state->stack[spi].spilled_ptr.id;
8721 }
8722
8723 static int dynptr_ref_obj_id(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
8724 {
8725         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
8726         int spi;
8727
8728         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
8729                 return reg->ref_obj_id;
8730         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
8731         if (spi < 0)
8732                 return spi;
8733         return state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id;
8734 }
8735
8736 static enum bpf_dynptr_type dynptr_get_type(struct bpf_verifier_env *env,
8737                                             struct bpf_reg_state *reg)
8738 {
8739         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
8740         int spi;
8741
8742         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
8743                 return reg->dynptr.type;
8744
8745         spi = __get_spi(reg->off);
8746         if (spi < 0) {
8747                 verbose(env, "verifier internal error: invalid spi when querying dynptr type\n");
8748                 return BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID;
8749         }
8750
8751         return state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type;
8752 }
8753
8754 static int check_reg_const_str(struct bpf_verifier_env *env,
8755                                struct bpf_reg_state *reg, u32 regno)
8756 {
8757         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
8758         int err;
8759         int map_off;
8760         u64 map_addr;
8761         char *str_ptr;
8762
8763         if (reg->type != PTR_TO_MAP_VALUE)
8764                 return -EINVAL;
8765
8766         if (!bpf_map_is_rdonly(map)) {
8767                 verbose(env, "R%d does not point to a readonly map'\n", regno);
8768                 return -EACCES;
8769         }
8770
8771         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
8772                 verbose(env, "R%d is not a constant address'\n", regno);
8773                 return -EACCES;
8774         }
8775
8776         if (!map->ops->map_direct_value_addr) {
8777                 verbose(env, "no direct value access support for this map type\n");
8778                 return -EACCES;
8779         }
8780
8781         err = check_map_access(env, regno, reg->off,
8782                                map->value_size - reg->off, false,
8783                                ACCESS_HELPER);
8784         if (err)
8785                 return err;
8786
8787         map_off = reg->off + reg->var_off.value;
8788         err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &map_addr, map_off);
8789         if (err) {
8790                 verbose(env, "direct value access on string failed\n");
8791                 return err;
8792         }
8793
8794         str_ptr = (char *)(long)(map_addr);
8795         if (!strnchr(str_ptr + map_off, map->value_size - map_off, 0)) {
8796                 verbose(env, "string is not zero-terminated\n");
8797                 return -EINVAL;
8798         }
8799         return 0;
8800 }
8801
8802 static int check_func_arg(struct bpf_verifier_env *env, u32 arg,
8803                           struct bpf_call_arg_meta *meta,
8804                           const struct bpf_func_proto *fn,
8805                           int insn_idx)
8806 {
8807         u32 regno = BPF_REG_1 + arg;
8808         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
8809         enum bpf_arg_type arg_type = fn->arg_type[arg];
8810         enum bpf_reg_type type = reg->type;
8811         u32 *arg_btf_id = NULL;
8812         int err = 0;
8813
8814         if (arg_type == ARG_DONTCARE)
8815                 return 0;
8816
8817         err = check_reg_arg(env, regno, SRC_OP);
8818         if (err)
8819                 return err;
8820
8821         if (arg_type == ARG_ANYTHING) {
8822                 if (is_pointer_value(env, regno)) {
8823                         verbose(env, "R%d leaks addr into helper function\n",
8824                                 regno);
8825                         return -EACCES;
8826                 }
8827                 return 0;
8828         }
8829
8830         if (type_is_pkt_pointer(type) &&
8831             !may_access_direct_pkt_data(env, meta, BPF_READ)) {
8832                 verbose(env, "helper access to the packet is not allowed\n");
8833                 return -EACCES;
8834         }
8835
8836         if (base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE) {
8837                 err = resolve_map_arg_type(env, meta, &arg_type);
8838                 if (err)
8839                         return err;
8840         }
8841
8842         if (register_is_null(reg) && type_may_be_null(arg_type))
8843                 /* A NULL register has a SCALAR_VALUE type, so skip
8844                  * type checking.
8845                  */
8846                 goto skip_type_check;
8847
8848         /* arg_btf_id and arg_size are in a union. */
8849         if (base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_BTF_ID ||
8850             base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK)
8851                 arg_btf_id = fn->arg_btf_id[arg];
8852
8853         err = check_reg_type(env, regno, arg_type, arg_btf_id, meta);
8854         if (err)
8855                 return err;
8856
8857         err = check_func_arg_reg_off(env, reg, regno, arg_type);
8858         if (err)
8859                 return err;
8860
8861 skip_type_check:
8862         if (arg_type_is_release(arg_type)) {
8863                 if (arg_type_is_dynptr(arg_type)) {
8864                         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
8865                         int spi;
8866
8867                         /* Only dynptr created on stack can be released, thus
8868                          * the get_spi and stack state checks for spilled_ptr
8869                          * should only be done before process_dynptr_func for
8870                          * PTR_TO_STACK.
8871                          */
8872                         if (reg->type == PTR_TO_STACK) {
8873                                 spi = dynptr_get_spi(env, reg);
8874                                 if (spi < 0 || !state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id) {
8875                                         verbose(env, "arg %d is an unacquired reference\n", regno);
8876                                         return -EINVAL;
8877                                 }
8878                         } else {
8879                                 verbose(env, "cannot release unowned const bpf_dynptr\n");
8880                                 return -EINVAL;
8881                         }
8882                 } else if (!reg->ref_obj_id && !register_is_null(reg)) {
8883                         verbose(env, "R%d must be referenced when passed to release function\n",
8884                                 regno);
8885                         return -EINVAL;
8886                 }
8887                 if (meta->release_regno) {
8888                         verbose(env, "verifier internal error: more than one release argument\n");
8889                         return -EFAULT;
8890                 }
8891                 meta->release_regno = regno;
8892         }
8893
8894         if (reg->ref_obj_id && base_type(arg_type) != ARG_KPTR_XCHG_DEST) {
8895                 if (meta->ref_obj_id) {
8896                         verbose(env, "verifier internal error: more than one arg with ref_obj_id R%d %u %u\n",
8897                                 regno, reg->ref_obj_id,
8898                                 meta->ref_obj_id);
8899                         return -EFAULT;
8900                 }
8901                 meta->ref_obj_id = reg->ref_obj_id;
8902         }
8903
8904         switch (base_type(arg_type)) {
8905         case ARG_CONST_MAP_PTR:
8906                 /* bpf_map_xxx(map_ptr) call: remember that map_ptr */
8907                 if (meta->map_ptr) {
8908                         /* Use map_uid (which is unique id of inner map) to reject:
8909                          * inner_map1 = bpf_map_lookup_elem(outer_map, key1)
8910                          * inner_map2 = bpf_map_lookup_elem(outer_map, key2)
8911                          * if (inner_map1 && inner_map2) {
8912                          *     timer = bpf_map_lookup_elem(inner_map1);
8913                          *     if (timer)
8914                          *         // mismatch would have been allowed
8915                          *         bpf_timer_init(timer, inner_map2);
8916                          * }
8917                          *
8918                          * Comparing map_ptr is enough to distinguish normal and outer maps.
8919                          */
8920                         if (meta->map_ptr != reg->map_ptr ||
8921                             meta->map_uid != reg->map_uid) {
8922                                 verbose(env,
8923                                         "timer pointer in R1 map_uid=%d doesn't match map pointer in R2 map_uid=%d\n",
8924                                         meta->map_uid, reg->map_uid);
8925                                 return -EINVAL;
8926                         }
8927                 }
8928                 meta->map_ptr = reg->map_ptr;
8929                 meta->map_uid = reg->map_uid;
8930                 break;
8931         case ARG_PTR_TO_MAP_KEY:
8932                 /* bpf_map_xxx(..., map_ptr, ..., key) call:
8933                  * check that [key, key + map->key_size) are within
8934                  * stack limits and initialized
8935                  */
8936                 if (!meta->map_ptr) {
8937                         /* in function declaration map_ptr must come before
8938                          * map_key, so that it's verified and known before
8939                          * we have to check map_key here. Otherwise it means
8940                          * that kernel subsystem misconfigured verifier
8941                          */
8942                         verbose(env, "invalid map_ptr to access map->key\n");
8943                         return -EACCES;
8944                 }
8945                 err = check_helper_mem_access(env, regno,
8946                                               meta->map_ptr->key_size, false,
8947                                               NULL);
8948                 break;
8949         case ARG_PTR_TO_MAP_VALUE:
8950                 if (type_may_be_null(arg_type) && register_is_null(reg))
8951                         return 0;
8952
8953                 /* bpf_map_xxx(..., map_ptr, ..., value) call:
8954                  * check [value, value + map->value_size) validity
8955                  */
8956                 if (!meta->map_ptr) {
8957                         /* kernel subsystem misconfigured verifier */
8958                         verbose(env, "invalid map_ptr to access map->value\n");
8959                         return -EACCES;
8960                 }
8961                 meta->raw_mode = arg_type & MEM_UNINIT;
8962                 err = check_helper_mem_access(env, regno,
8963                                               meta->map_ptr->value_size, false,
8964                                               meta);
8965                 break;
8966         case ARG_PTR_TO_PERCPU_BTF_ID:
8967                 if (!reg->btf_id) {
8968                         verbose(env, "Helper has invalid btf_id in R%d\n", regno);
8969                         return -EACCES;
8970                 }
8971                 meta->ret_btf = reg->btf;
8972                 meta->ret_btf_id = reg->btf_id;
8973                 break;
8974         case ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK:
8975                 if (in_rbtree_lock_required_cb(env)) {
8976                         verbose(env, "can't spin_{lock,unlock} in rbtree cb\n");
8977                         return -EACCES;
8978                 }
8979                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_spin_lock) {
8980                         err = process_spin_lock(env, regno, true);
8981                         if (err)
8982                                 return err;
8983                 } else if (meta->func_id == BPF_FUNC_spin_unlock) {
8984                         err = process_spin_lock(env, regno, false);
8985                         if (err)
8986                                 return err;
8987                 } else {
8988                         verbose(env, "verifier internal error\n");
8989                         return -EFAULT;
8990                 }
8991                 break;
8992         case ARG_PTR_TO_TIMER:
8993                 err = process_timer_func(env, regno, meta);
8994                 if (err)
8995                         return err;
8996                 break;
8997         case ARG_PTR_TO_FUNC:
8998                 meta->subprogno = reg->subprogno;
8999                 break;
9000         case ARG_PTR_TO_MEM:
9001                 /* The access to this pointer is only checked when we hit the
9002                  * next is_mem_size argument below.
9003                  */
9004                 meta->raw_mode = arg_type & MEM_UNINIT;
9005                 if (arg_type & MEM_FIXED_SIZE) {
9006                         err = check_helper_mem_access(env, regno, fn->arg_size[arg], false, meta);
9007                         if (err)
9008                                 return err;
9009                         if (arg_type & MEM_ALIGNED)
9010                                 err = check_ptr_alignment(env, reg, 0, fn->arg_size[arg], true);
9011                 }
9012                 break;
9013         case ARG_CONST_SIZE:
9014                 err = check_mem_size_reg(env, reg, regno, false, meta);
9015                 break;
9016         case ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO:
9017                 err = check_mem_size_reg(env, reg, regno, true, meta);
9018                 break;
9019         case ARG_PTR_TO_DYNPTR:
9020                 err = process_dynptr_func(env, regno, insn_idx, arg_type, 0);
9021                 if (err)
9022                         return err;
9023                 break;
9024         case ARG_CONST_ALLOC_SIZE_OR_ZERO:
9025                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
9026                         verbose(env, "R%d is not a known constant'\n",
9027                                 regno);
9028                         return -EACCES;
9029                 }
9030                 meta->mem_size = reg->var_off.value;
9031                 err = mark_chain_precision(env, regno);
9032                 if (err)
9033                         return err;
9034                 break;
9035         case ARG_PTR_TO_CONST_STR:
9036         {
9037                 err = check_reg_const_str(env, reg, regno);
9038                 if (err)
9039                         return err;
9040                 break;
9041         }
9042         case ARG_KPTR_XCHG_DEST:
9043                 err = process_kptr_func(env, regno, meta);
9044                 if (err)
9045                         return err;
9046                 break;
9047         }
9048
9049         return err;
9050 }
9051
9052 static bool may_update_sockmap(struct bpf_verifier_env *env, int func_id)
9053 {
9054         enum bpf_attach_type eatype = env->prog->expected_attach_type;
9055         enum bpf_prog_type type = resolve_prog_type(env->prog);
9056
9057         if (func_id != BPF_FUNC_map_update_elem &&
9058             func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem)
9059                 return false;
9060
9061         /* It's not possible to get access to a locked struct sock in these
9062          * contexts, so updating is safe.
9063          */
9064         switch (type) {
9065         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
9066                 if (eatype == BPF_TRACE_ITER)
9067                         return true;
9068                 break;
9069         case BPF_PROG_TYPE_SOCK_OPS:
9070                 /* map_update allowed only via dedicated helpers with event type checks */
9071                 if (func_id == BPF_FUNC_map_delete_elem)
9072                         return true;
9073                 break;
9074         case BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER:
9075         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
9076         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
9077         case BPF_PROG_TYPE_XDP:
9078         case BPF_PROG_TYPE_SK_REUSEPORT:
9079         case BPF_PROG_TYPE_FLOW_DISSECTOR:
9080         case BPF_PROG_TYPE_SK_LOOKUP:
9081                 return true;
9082         default:
9083                 break;
9084         }
9085
9086         verbose(env, "cannot update sockmap in this context\n");
9087         return false;
9088 }
9089
9090 static bool allow_tail_call_in_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
9091 {
9092         return env->prog->jit_requested &&
9093                bpf_jit_supports_subprog_tailcalls();
9094 }
9095
9096 static int check_map_func_compatibility(struct bpf_verifier_env *env,
9097                                         struct bpf_map *map, int func_id)
9098 {
9099         if (!map)
9100                 return 0;
9101
9102         /* We need a two way check, first is from map perspective ... */
9103         switch (map->map_type) {
9104         case BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY:
9105                 if (func_id != BPF_FUNC_tail_call)
9106                         goto error;
9107                 break;
9108         case BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY:
9109                 if (func_id != BPF_FUNC_perf_event_read &&
9110                     func_id != BPF_FUNC_perf_event_output &&
9111                     func_id != BPF_FUNC_skb_output &&
9112                     func_id != BPF_FUNC_perf_event_read_value &&
9113                     func_id != BPF_FUNC_xdp_output)
9114                         goto error;
9115                 break;
9116         case BPF_MAP_TYPE_RINGBUF:
9117                 if (func_id != BPF_FUNC_ringbuf_output &&
9118                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_reserve &&
9119                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_query &&
9120                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_reserve_dynptr &&
9121                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_submit_dynptr &&
9122                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_discard_dynptr)
9123                         goto error;
9124                 break;
9125         case BPF_MAP_TYPE_USER_RINGBUF:
9126                 if (func_id != BPF_FUNC_user_ringbuf_drain)
9127                         goto error;
9128                 break;
9129         case BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE:
9130                 if (func_id != BPF_FUNC_get_stackid)
9131                         goto error;
9132                 break;
9133         case BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY:
9134                 if (func_id != BPF_FUNC_skb_under_cgroup &&
9135                     func_id != BPF_FUNC_current_task_under_cgroup)
9136                         goto error;
9137                 break;
9138         case BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE:
9139         case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE:
9140                 if (func_id != BPF_FUNC_get_local_storage)
9141                         goto error;
9142                 break;
9143         case BPF_MAP_TYPE_DEVMAP:
9144         case BPF_MAP_TYPE_DEVMAP_HASH:
9145                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
9146                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
9147                         goto error;
9148                 break;
9149         /* Restrict bpf side of cpumap and xskmap, open when use-cases
9150          * appear.
9151          */
9152         case BPF_MAP_TYPE_CPUMAP:
9153                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map)
9154                         goto error;
9155                 break;
9156         case BPF_MAP_TYPE_XSKMAP:
9157                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
9158                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
9159                         goto error;
9160                 break;
9161         case BPF_MAP_TYPE_ARRAY_OF_MAPS:
9162         case BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS:
9163                 if (func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
9164                         goto error;
9165                 break;
9166         case BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP:
9167                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_redirect_map &&
9168                     func_id != BPF_FUNC_sock_map_update &&
9169                     func_id != BPF_FUNC_msg_redirect_map &&
9170                     func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport &&
9171                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
9172                     !may_update_sockmap(env, func_id))
9173                         goto error;
9174                 break;
9175         case BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH:
9176                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_redirect_hash &&
9177                     func_id != BPF_FUNC_sock_hash_update &&
9178                     func_id != BPF_FUNC_msg_redirect_hash &&
9179                     func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport &&
9180                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
9181                     !may_update_sockmap(env, func_id))
9182                         goto error;
9183                 break;
9184         case BPF_MAP_TYPE_REUSEPORT_SOCKARRAY:
9185                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport)
9186                         goto error;
9187                 break;
9188         case BPF_MAP_TYPE_QUEUE:
9189         case BPF_MAP_TYPE_STACK:
9190                 if (func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
9191                     func_id != BPF_FUNC_map_pop_elem &&
9192                     func_id != BPF_FUNC_map_push_elem)
9193                         goto error;
9194                 break;
9195         case BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE:
9196                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_storage_get &&
9197                     func_id != BPF_FUNC_sk_storage_delete &&
9198                     func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg)
9199                         goto error;
9200                 break;
9201         case BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE:
9202                 if (func_id != BPF_FUNC_inode_storage_get &&
9203                     func_id != BPF_FUNC_inode_storage_delete &&
9204                     func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg)
9205                         goto error;
9206                 break;
9207         case BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE:
9208                 if (func_id != BPF_FUNC_task_storage_get &&
9209                     func_id != BPF_FUNC_task_storage_delete &&
9210                     func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg)
9211                         goto error;
9212                 break;
9213         case BPF_MAP_TYPE_CGRP_STORAGE:
9214                 if (func_id != BPF_FUNC_cgrp_storage_get &&
9215                     func_id != BPF_FUNC_cgrp_storage_delete &&
9216                     func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg)
9217                         goto error;
9218                 break;
9219         case BPF_MAP_TYPE_BLOOM_FILTER:
9220                 if (func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
9221                     func_id != BPF_FUNC_map_push_elem)
9222                         goto error;
9223                 break;
9224         default:
9225                 break;
9226         }
9227
9228         /* ... and second from the function itself. */
9229         switch (func_id) {
9230         case BPF_FUNC_tail_call:
9231                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY)
9232                         goto error;
9233                 if (env->subprog_cnt > 1 && !allow_tail_call_in_subprogs(env)) {
9234                         verbose(env, "tail_calls are not allowed in non-JITed programs with bpf-to-bpf calls\n");
9235                         return -EINVAL;
9236                 }
9237                 break;
9238         case BPF_FUNC_perf_event_read:
9239         case BPF_FUNC_perf_event_output:
9240         case BPF_FUNC_perf_event_read_value:
9241         case BPF_FUNC_skb_output:
9242         case BPF_FUNC_xdp_output:
9243                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY)
9244                         goto error;
9245                 break;
9246         case BPF_FUNC_ringbuf_output:
9247         case BPF_FUNC_ringbuf_reserve:
9248         case BPF_FUNC_ringbuf_query:
9249         case BPF_FUNC_ringbuf_reserve_dynptr:
9250         case BPF_FUNC_ringbuf_submit_dynptr:
9251         case BPF_FUNC_ringbuf_discard_dynptr:
9252                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_RINGBUF)
9253                         goto error;
9254                 break;
9255         case BPF_FUNC_user_ringbuf_drain:
9256                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_USER_RINGBUF)
9257                         goto error;
9258                 break;
9259         case BPF_FUNC_get_stackid:
9260                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE)
9261                         goto error;
9262                 break;
9263         case BPF_FUNC_current_task_under_cgroup:
9264         case BPF_FUNC_skb_under_cgroup:
9265                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY)
9266                         goto error;
9267                 break;
9268         case BPF_FUNC_redirect_map:
9269                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_DEVMAP &&
9270                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_DEVMAP_HASH &&
9271                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CPUMAP &&
9272                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_XSKMAP)
9273                         goto error;
9274                 break;
9275         case BPF_FUNC_sk_redirect_map:
9276         case BPF_FUNC_msg_redirect_map:
9277         case BPF_FUNC_sock_map_update:
9278                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP)
9279                         goto error;
9280                 break;
9281         case BPF_FUNC_sk_redirect_hash:
9282         case BPF_FUNC_msg_redirect_hash:
9283         case BPF_FUNC_sock_hash_update:
9284                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH)
9285                         goto error;
9286                 break;
9287         case BPF_FUNC_get_local_storage:
9288                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE &&
9289                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE)
9290                         goto error;
9291                 break;
9292         case BPF_FUNC_sk_select_reuseport:
9293                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_REUSEPORT_SOCKARRAY &&
9294                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP &&
9295                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH)
9296                         goto error;
9297                 break;
9298         case BPF_FUNC_map_pop_elem:
9299                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_QUEUE &&
9300                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK)
9301                         goto error;
9302                 break;
9303         case BPF_FUNC_map_peek_elem:
9304         case BPF_FUNC_map_push_elem:
9305                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_QUEUE &&
9306                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK &&
9307                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_BLOOM_FILTER)
9308                         goto error;
9309                 break;
9310         case BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem:
9311                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_ARRAY &&
9312                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH &&
9313                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_LRU_PERCPU_HASH)
9314                         goto error;
9315                 break;
9316         case BPF_FUNC_sk_storage_get:
9317         case BPF_FUNC_sk_storage_delete:
9318                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE)
9319                         goto error;
9320                 break;
9321         case BPF_FUNC_inode_storage_get:
9322         case BPF_FUNC_inode_storage_delete:
9323                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE)
9324                         goto error;
9325                 break;
9326         case BPF_FUNC_task_storage_get:
9327         case BPF_FUNC_task_storage_delete:
9328                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE)
9329                         goto error;
9330                 break;
9331         case BPF_FUNC_cgrp_storage_get:
9332         case BPF_FUNC_cgrp_storage_delete:
9333                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGRP_STORAGE)
9334                         goto error;
9335                 break;
9336         default:
9337                 break;
9338         }
9339
9340         return 0;
9341 error:
9342         verbose(env, "cannot pass map_type %d into func %s#%d\n",
9343                 map->map_type, func_id_name(func_id), func_id);
9344         return -EINVAL;
9345 }
9346
9347 static bool check_raw_mode_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
9348 {
9349         int count = 0;
9350
9351         if (arg_type_is_raw_mem(fn->arg1_type))
9352                 count++;
9353         if (arg_type_is_raw_mem(fn->arg2_type))
9354                 count++;
9355         if (arg_type_is_raw_mem(fn->arg3_type))
9356                 count++;
9357         if (arg_type_is_raw_mem(fn->arg4_type))
9358                 count++;
9359         if (arg_type_is_raw_mem(fn->arg5_type))
9360                 count++;
9361
9362         /* We only support one arg being in raw mode at the moment,
9363          * which is sufficient for the helper functions we have
9364          * right now.
9365          */
9366         return count <= 1;
9367 }
9368
9369 static bool check_args_pair_invalid(const struct bpf_func_proto *fn, int arg)
9370 {
9371         bool is_fixed = fn->arg_type[arg] & MEM_FIXED_SIZE;
9372         bool has_size = fn->arg_size[arg] != 0;
9373         bool is_next_size = false;
9374
9375         if (arg + 1 < ARRAY_SIZE(fn->arg_type))
9376                 is_next_size = arg_type_is_mem_size(fn->arg_type[arg + 1]);
9377
9378         if (base_type(fn->arg_type[arg]) != ARG_PTR_TO_MEM)
9379                 return is_next_size;
9380
9381         return has_size == is_next_size || is_next_size == is_fixed;
9382 }
9383
9384 static bool check_arg_pair_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
9385 {
9386         /* bpf_xxx(..., buf, len) call will access 'len'
9387          * bytes from memory 'buf'. Both arg types need
9388          * to be paired, so make sure there's no buggy
9389          * helper function specification.
9390          */
9391         if (arg_type_is_mem_size(fn->arg1_type) ||
9392             check_args_pair_invalid(fn, 0) ||
9393             check_args_pair_invalid(fn, 1) ||
9394             check_args_pair_invalid(fn, 2) ||
9395             check_args_pair_invalid(fn, 3) ||
9396             check_args_pair_invalid(fn, 4))
9397                 return false;
9398
9399         return true;
9400 }
9401
9402 static bool check_btf_id_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
9403 {
9404         int i;
9405
9406         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(fn->arg_type); i++) {
9407                 if (base_type(fn->arg_type[i]) == ARG_PTR_TO_BTF_ID)
9408                         return !!fn->arg_btf_id[i];
9409                 if (base_type(fn->arg_type[i]) == ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK)
9410                         return fn->arg_btf_id[i] == BPF_PTR_POISON;
9411                 if (base_type(fn->arg_type[i]) != ARG_PTR_TO_BTF_ID && fn->arg_btf_id[i] &&
9412                     /* arg_btf_id and arg_size are in a union. */
9413                     (base_type(fn->arg_type[i]) != ARG_PTR_TO_MEM ||
9414                      !(fn->arg_type[i] & MEM_FIXED_SIZE)))
9415                         return false;
9416         }
9417
9418         return true;
9419 }
9420
9421 static int check_func_proto(const struct bpf_func_proto *fn, int func_id)
9422 {
9423         return check_raw_mode_ok(fn) &&
9424                check_arg_pair_ok(fn) &&
9425                check_btf_id_ok(fn) ? 0 : -EINVAL;
9426 }
9427
9428 /* Packet data might have moved, any old PTR_TO_PACKET[_META,_END]
9429  * are now invalid, so turn them into unknown SCALAR_VALUE.
9430  *
9431  * This also applies to dynptr slices belonging to skb and xdp dynptrs,
9432  * since these slices point to packet data.
9433  */
9434 static void clear_all_pkt_pointers(struct bpf_verifier_env *env)
9435 {
9436         struct bpf_func_state *state;
9437         struct bpf_reg_state *reg;
9438
9439         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, state, reg, ({
9440                 if (reg_is_pkt_pointer_any(reg) || reg_is_dynptr_slice_pkt(reg))
9441                         mark_reg_invalid(env, reg);
9442         }));
9443 }
9444
9445 enum {
9446         AT_PKT_END = -1,
9447         BEYOND_PKT_END = -2,
9448 };
9449
9450 static void mark_pkt_end(struct bpf_verifier_state *vstate, int regn, bool range_open)
9451 {
9452         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
9453         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regn];
9454
9455         if (reg->type != PTR_TO_PACKET)
9456                 /* PTR_TO_PACKET_META is not supported yet */
9457                 return;
9458
9459         /* The 'reg' is pkt > pkt_end or pkt >= pkt_end.
9460          * How far beyond pkt_end it goes is unknown.
9461          * if (!range_open) it's the case of pkt >= pkt_end
9462          * if (range_open) it's the case of pkt > pkt_end
9463          * hence this pointer is at least 1 byte bigger than pkt_end
9464          */
9465         if (range_open)
9466                 reg->range = BEYOND_PKT_END;
9467         else
9468                 reg->range = AT_PKT_END;
9469 }
9470
9471 /* The pointer with the specified id has released its reference to kernel
9472  * resources. Identify all copies of the same pointer and clear the reference.
9473  */
9474 static int release_reference(struct bpf_verifier_env *env,
9475                              int ref_obj_id)
9476 {
9477         struct bpf_func_state *state;
9478         struct bpf_reg_state *reg;
9479         int err;
9480
9481         err = release_reference_state(cur_func(env), ref_obj_id);
9482         if (err)
9483                 return err;
9484
9485         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, state, reg, ({
9486                 if (reg->ref_obj_id == ref_obj_id)
9487                         mark_reg_invalid(env, reg);
9488         }));
9489
9490         return 0;
9491 }
9492
9493 static void invalidate_non_owning_refs(struct bpf_verifier_env *env)
9494 {
9495         struct bpf_func_state *unused;
9496         struct bpf_reg_state *reg;
9497
9498         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, unused, reg, ({
9499                 if (type_is_non_owning_ref(reg->type))
9500                         mark_reg_invalid(env, reg);
9501         }));
9502 }
9503
9504 static void clear_caller_saved_regs(struct bpf_verifier_env *env,
9505                                     struct bpf_reg_state *regs)
9506 {
9507         int i;
9508
9509         /* after the call registers r0 - r5 were scratched */
9510         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
9511                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
9512                 __check_reg_arg(env, regs, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
9513         }
9514 }
9515
9516 typedef int (*set_callee_state_fn)(struct bpf_verifier_env *env,
9517                                    struct bpf_func_state *caller,
9518                                    struct bpf_func_state *callee,
9519                                    int insn_idx);
9520
9521 static int set_callee_state(struct bpf_verifier_env *env,
9522                             struct bpf_func_state *caller,
9523                             struct bpf_func_state *callee, int insn_idx);
9524
9525 static int setup_func_entry(struct bpf_verifier_env *env, int subprog, int callsite,
9526                             set_callee_state_fn set_callee_state_cb,
9527                             struct bpf_verifier_state *state)
9528 {
9529         struct bpf_func_state *caller, *callee;
9530         int err;
9531
9532         if (state->curframe + 1 >= MAX_CALL_FRAMES) {
9533                 verbose(env, "the call stack of %d frames is too deep\n",
9534                         state->curframe + 2);
9535                 return -E2BIG;
9536         }
9537
9538         if (state->frame[state->curframe + 1]) {
9539                 verbose(env, "verifier bug. Frame %d already allocated\n",
9540                         state->curframe + 1);
9541                 return -EFAULT;
9542         }
9543
9544         caller = state->frame[state->curframe];
9545         callee = kzalloc(sizeof(*callee), GFP_KERNEL);
9546         if (!callee)
9547                 return -ENOMEM;
9548         state->frame[state->curframe + 1] = callee;
9549
9550         /* callee cannot access r0, r6 - r9 for reading and has to write
9551          * into its own stack before reading from it.
9552          * callee can read/write into caller's stack
9553          */
9554         init_func_state(env, callee,
9555                         /* remember the callsite, it will be used by bpf_exit */
9556                         callsite,
9557                         state->curframe + 1 /* frameno within this callchain */,
9558                         subprog /* subprog number within this prog */);
9559         /* Transfer references to the callee */
9560         err = copy_reference_state(callee, caller);
9561         err = err ?: set_callee_state_cb(env, caller, callee, callsite);
9562         if (err)
9563                 goto err_out;
9564
9565         /* only increment it after check_reg_arg() finished */
9566         state->curframe++;
9567
9568         return 0;
9569
9570 err_out:
9571         free_func_state(callee);
9572         state->frame[state->curframe + 1] = NULL;
9573         return err;
9574 }
9575
9576 static int btf_check_func_arg_match(struct bpf_verifier_env *env, int subprog,
9577                                     const struct btf *btf,
9578                                     struct bpf_reg_state *regs)
9579 {
9580         struct bpf_subprog_info *sub = subprog_info(env, subprog);
9581         struct bpf_verifier_log *log = &env->log;
9582         u32 i;
9583         int ret;
9584
9585         ret = btf_prepare_func_args(env, subprog);
9586         if (ret)
9587                 return ret;
9588
9589         /* check that BTF function arguments match actual types that the
9590          * verifier sees.
9591          */
9592         for (i = 0; i < sub->arg_cnt; i++) {
9593                 u32 regno = i + 1;
9594                 struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
9595                 struct bpf_subprog_arg_info *arg = &sub->args[i];
9596
9597                 if (arg->arg_type == ARG_ANYTHING) {
9598                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
9599                                 bpf_log(log, "R%d is not a scalar\n", regno);
9600                                 return -EINVAL;
9601                         }
9602                 } else if (arg->arg_type == ARG_PTR_TO_CTX) {
9603                         ret = check_func_arg_reg_off(env, reg, regno, ARG_DONTCARE);
9604                         if (ret < 0)
9605                                 return ret;
9606                         /* If function expects ctx type in BTF check that caller
9607                          * is passing PTR_TO_CTX.
9608                          */
9609                         if (reg->type != PTR_TO_CTX) {
9610                                 bpf_log(log, "arg#%d expects pointer to ctx\n", i);
9611                                 return -EINVAL;
9612                         }
9613                 } else if (base_type(arg->arg_type) == ARG_PTR_TO_MEM) {
9614                         ret = check_func_arg_reg_off(env, reg, regno, ARG_DONTCARE);
9615                         if (ret < 0)
9616                                 return ret;
9617                         if (check_mem_reg(env, reg, regno, arg->mem_size))
9618                                 return -EINVAL;
9619                         if (!(arg->arg_type & PTR_MAYBE_NULL) && (reg->type & PTR_MAYBE_NULL)) {
9620                                 bpf_log(log, "arg#%d is expected to be non-NULL\n", i);
9621                                 return -EINVAL;
9622                         }
9623                 } else if (base_type(arg->arg_type) == ARG_PTR_TO_ARENA) {
9624                         /*
9625                          * Can pass any value and the kernel won't crash, but
9626                          * only PTR_TO_ARENA or SCALAR make sense. Everything
9627                          * else is a bug in the bpf program. Point it out to
9628                          * the user at the verification time instead of
9629                          * run-time debug nightmare.
9630                          */
9631                         if (reg->type != PTR_TO_ARENA && reg->type != SCALAR_VALUE) {
9632                                 bpf_log(log, "R%d is not a pointer to arena or scalar.\n", regno);
9633                                 return -EINVAL;
9634                         }
9635                 } else if (arg->arg_type == (ARG_PTR_TO_DYNPTR | MEM_RDONLY)) {
9636                         ret = check_func_arg_reg_off(env, reg, regno, ARG_PTR_TO_DYNPTR);
9637                         if (ret)
9638                                 return ret;
9639
9640                         ret = process_dynptr_func(env, regno, -1, arg->arg_type, 0);
9641                         if (ret)
9642                                 return ret;
9643                 } else if (base_type(arg->arg_type) == ARG_PTR_TO_BTF_ID) {
9644                         struct bpf_call_arg_meta meta;
9645                         int err;
9646
9647                         if (register_is_null(reg) && type_may_be_null(arg->arg_type))
9648                                 continue;
9649
9650                         memset(&meta, 0, sizeof(meta)); /* leave func_id as zero */
9651                         err = check_reg_type(env, regno, arg->arg_type, &arg->btf_id, &meta);
9652                         err = err ?: check_func_arg_reg_off(env, reg, regno, arg->arg_type);
9653                         if (err)
9654                                 return err;
9655                 } else {
9656                         bpf_log(log, "verifier bug: unrecognized arg#%d type %d\n",
9657                                 i, arg->arg_type);
9658                         return -EFAULT;
9659                 }
9660         }
9661
9662         return 0;
9663 }
9664
9665 /* Compare BTF of a function call with given bpf_reg_state.
9666  * Returns:
9667  * EFAULT - there is a verifier bug. Abort verification.
9668  * EINVAL - there is a type mismatch or BTF is not available.
9669  * 0 - BTF matches with what bpf_reg_state expects.
9670  * Only PTR_TO_CTX and SCALAR_VALUE states are recognized.
9671  */
9672 static int btf_check_subprog_call(struct bpf_verifier_env *env, int subprog,
9673                                   struct bpf_reg_state *regs)
9674 {
9675         struct bpf_prog *prog = env->prog;
9676         struct btf *btf = prog->aux->btf;
9677         u32 btf_id;
9678         int err;
9679
9680         if (!prog->aux->func_info)
9681                 return -EINVAL;
9682
9683         btf_id = prog->aux->func_info[subprog].type_id;
9684         if (!btf_id)
9685                 return -EFAULT;
9686
9687         if (prog->aux->func_info_aux[subprog].unreliable)
9688                 return -EINVAL;
9689
9690         err = btf_check_func_arg_match(env, subprog, btf, regs);
9691         /* Compiler optimizations can remove arguments from static functions
9692          * or mismatched type can be passed into a global function.
9693          * In such cases mark the function as unreliable from BTF point of view.
9694          */
9695         if (err)
9696                 prog->aux->func_info_aux[subprog].unreliable = true;
9697         return err;
9698 }
9699
9700 static int push_callback_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
9701                               int insn_idx, int subprog,
9702                               set_callee_state_fn set_callee_state_cb)
9703 {
9704         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state, *callback_state;
9705         struct bpf_func_state *caller, *callee;
9706         int err;
9707
9708         caller = state->frame[state->curframe];
9709         err = btf_check_subprog_call(env, subprog, caller->regs);
9710         if (err == -EFAULT)
9711                 return err;
9712
9713         /* set_callee_state is used for direct subprog calls, but we are
9714          * interested in validating only BPF helpers that can call subprogs as
9715          * callbacks
9716          */
9717         env->subprog_info[subprog].is_cb = true;
9718         if (bpf_pseudo_kfunc_call(insn) &&
9719             !is_callback_calling_kfunc(insn->imm)) {
9720                 verbose(env, "verifier bug: kfunc %s#%d not marked as callback-calling\n",
9721                         func_id_name(insn->imm), insn->imm);
9722                 return -EFAULT;
9723         } else if (!bpf_pseudo_kfunc_call(insn) &&
9724                    !is_callback_calling_function(insn->imm)) { /* helper */
9725                 verbose(env, "verifier bug: helper %s#%d not marked as callback-calling\n",
9726                         func_id_name(insn->imm), insn->imm);
9727                 return -EFAULT;
9728         }
9729
9730         if (is_async_callback_calling_insn(insn)) {
9731                 struct bpf_verifier_state *async_cb;
9732
9733                 /* there is no real recursion here. timer and workqueue callbacks are async */
9734                 env->subprog_info[subprog].is_async_cb = true;
9735                 async_cb = push_async_cb(env, env->subprog_info[subprog].start,
9736                                          insn_idx, subprog,
9737                                          is_bpf_wq_set_callback_impl_kfunc(insn->imm));
9738                 if (!async_cb)
9739                         return -EFAULT;
9740                 callee = async_cb->frame[0];
9741                 callee->async_entry_cnt = caller->async_entry_cnt + 1;
9742
9743                 /* Convert bpf_timer_set_callback() args into timer callback args */
9744                 err = set_callee_state_cb(env, caller, callee, insn_idx);
9745                 if (err)
9746                         return err;
9747
9748                 return 0;
9749         }
9750
9751         /* for callback functions enqueue entry to callback and
9752          * proceed with next instruction within current frame.
9753          */
9754         callback_state = push_stack(env, env->subprog_info[subprog].start, insn_idx, false);
9755         if (!callback_state)
9756                 return -ENOMEM;
9757
9758         err = setup_func_entry(env, subprog, insn_idx, set_callee_state_cb,
9759                                callback_state);
9760         if (err)
9761                 return err;
9762
9763         callback_state->callback_unroll_depth++;
9764         callback_state->frame[callback_state->curframe - 1]->callback_depth++;
9765         caller->callback_depth = 0;
9766         return 0;
9767 }
9768
9769 static int check_func_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
9770                            int *insn_idx)
9771 {
9772         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
9773         struct bpf_func_state *caller;
9774         int err, subprog, target_insn;
9775
9776         target_insn = *insn_idx + insn->imm + 1;
9777         subprog = find_subprog(env, target_insn);
9778         if (subprog < 0) {
9779                 verbose(env, "verifier bug. No program starts at insn %d\n", target_insn);
9780                 return -EFAULT;
9781         }
9782
9783         caller = state->frame[state->curframe];
9784         err = btf_check_subprog_call(env, subprog, caller->regs);
9785         if (err == -EFAULT)
9786                 return err;
9787         if (subprog_is_global(env, subprog)) {
9788                 const char *sub_name = subprog_name(env, subprog);
9789
9790                 /* Only global subprogs cannot be called with a lock held. */
9791                 if (env->cur_state->active_lock.ptr) {
9792                         verbose(env, "global function calls are not allowed while holding a lock,\n"
9793                                      "use static function instead\n");
9794                         return -EINVAL;
9795                 }
9796
9797                 /* Only global subprogs cannot be called with preemption disabled. */
9798                 if (env->cur_state->active_preempt_lock) {
9799                         verbose(env, "global function calls are not allowed with preemption disabled,\n"
9800                                      "use static function instead\n");
9801                         return -EINVAL;
9802                 }
9803
9804                 if (err) {
9805                         verbose(env, "Caller passes invalid args into func#%d ('%s')\n",
9806                                 subprog, sub_name);
9807                         return err;
9808                 }
9809
9810                 verbose(env, "Func#%d ('%s') is global and assumed valid.\n",
9811                         subprog, sub_name);
9812                 /* mark global subprog for verifying after main prog */
9813                 subprog_aux(env, subprog)->called = true;
9814                 clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
9815
9816                 /* All global functions return a 64-bit SCALAR_VALUE */
9817                 mark_reg_unknown(env, caller->regs, BPF_REG_0);
9818                 caller->regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
9819
9820                 /* continue with next insn after call */
9821                 return 0;
9822         }
9823
9824         /* for regular function entry setup new frame and continue
9825          * from that frame.
9826          */
9827         err = setup_func_entry(env, subprog, *insn_idx, set_callee_state, state);
9828         if (err)
9829                 return err;
9830
9831         clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
9832
9833         /* and go analyze first insn of the callee */
9834         *insn_idx = env->subprog_info[subprog].start - 1;
9835
9836         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
9837                 verbose(env, "caller:\n");
9838                 print_verifier_state(env, caller, true);
9839                 verbose(env, "callee:\n");
9840                 print_verifier_state(env, state->frame[state->curframe], true);
9841         }
9842
9843         return 0;
9844 }
9845
9846 int map_set_for_each_callback_args(struct bpf_verifier_env *env,
9847                                    struct bpf_func_state *caller,
9848                                    struct bpf_func_state *callee)
9849 {
9850         /* bpf_for_each_map_elem(struct bpf_map *map, void *callback_fn,
9851          *      void *callback_ctx, u64 flags);
9852          * callback_fn(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
9853          *      void *callback_ctx);
9854          */
9855         callee->regs[BPF_REG_1] = caller->regs[BPF_REG_1];
9856
9857         callee->regs[BPF_REG_2].type = PTR_TO_MAP_KEY;
9858         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_2]);
9859         callee->regs[BPF_REG_2].map_ptr = caller->regs[BPF_REG_1].map_ptr;
9860
9861         callee->regs[BPF_REG_3].type = PTR_TO_MAP_VALUE;
9862         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_3]);
9863         callee->regs[BPF_REG_3].map_ptr = caller->regs[BPF_REG_1].map_ptr;
9864
9865         /* pointer to stack or null */
9866         callee->regs[BPF_REG_4] = caller->regs[BPF_REG_3];
9867
9868         /* unused */
9869         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
9870         return 0;
9871 }
9872
9873 static int set_callee_state(struct bpf_verifier_env *env,
9874                             struct bpf_func_state *caller,
9875                             struct bpf_func_state *callee, int insn_idx)
9876 {
9877         int i;
9878
9879         /* copy r1 - r5 args that callee can access.  The copy includes parent
9880          * pointers, which connects us up to the liveness chain
9881          */
9882         for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++)
9883                 callee->regs[i] = caller->regs[i];
9884         return 0;
9885 }
9886
9887 static int set_map_elem_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
9888                                        struct bpf_func_state *caller,
9889                                        struct bpf_func_state *callee,
9890                                        int insn_idx)
9891 {
9892         struct bpf_insn_aux_data *insn_aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
9893         struct bpf_map *map;
9894         int err;
9895
9896         /* valid map_ptr and poison value does not matter */
9897         map = insn_aux->map_ptr_state.map_ptr;
9898         if (!map->ops->map_set_for_each_callback_args ||
9899             !map->ops->map_for_each_callback) {
9900                 verbose(env, "callback function not allowed for map\n");
9901                 return -ENOTSUPP;
9902         }
9903
9904         err = map->ops->map_set_for_each_callback_args(env, caller, callee);
9905         if (err)
9906                 return err;
9907
9908         callee->in_callback_fn = true;
9909         callee->callback_ret_range = retval_range(0, 1);
9910         return 0;
9911 }
9912
9913 static int set_loop_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
9914                                    struct bpf_func_state *caller,
9915                                    struct bpf_func_state *callee,
9916                                    int insn_idx)
9917 {
9918         /* bpf_loop(u32 nr_loops, void *callback_fn, void *callback_ctx,
9919          *          u64 flags);
9920          * callback_fn(u64 index, void *callback_ctx);
9921          */
9922         callee->regs[BPF_REG_1].type = SCALAR_VALUE;
9923         callee->regs[BPF_REG_2] = caller->regs[BPF_REG_3];
9924
9925         /* unused */
9926         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_3]);
9927         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
9928         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
9929
9930         callee->in_callback_fn = true;
9931         callee->callback_ret_range = retval_range(0, 1);
9932         return 0;
9933 }
9934
9935 static int set_timer_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
9936                                     struct bpf_func_state *caller,
9937                                     struct bpf_func_state *callee,
9938                                     int insn_idx)
9939 {
9940         struct bpf_map *map_ptr = caller->regs[BPF_REG_1].map_ptr;
9941
9942         /* bpf_timer_set_callback(struct bpf_timer *timer, void *callback_fn);
9943          * callback_fn(struct bpf_map *map, void *key, void *value);
9944          */
9945         callee->regs[BPF_REG_1].type = CONST_PTR_TO_MAP;
9946         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_1]);
9947         callee->regs[BPF_REG_1].map_ptr = map_ptr;
9948
9949         callee->regs[BPF_REG_2].type = PTR_TO_MAP_KEY;
9950         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_2]);
9951         callee->regs[BPF_REG_2].map_ptr = map_ptr;
9952
9953         callee->regs[BPF_REG_3].type = PTR_TO_MAP_VALUE;
9954         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_3]);
9955         callee->regs[BPF_REG_3].map_ptr = map_ptr;
9956
9957         /* unused */
9958         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
9959         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
9960         callee->in_async_callback_fn = true;
9961         callee->callback_ret_range = retval_range(0, 1);
9962         return 0;
9963 }
9964
9965 static int set_find_vma_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
9966                                        struct bpf_func_state *caller,
9967                                        struct bpf_func_state *callee,
9968                                        int insn_idx)
9969 {
9970         /* bpf_find_vma(struct task_struct *task, u64 addr,
9971          *               void *callback_fn, void *callback_ctx, u64 flags)
9972          * (callback_fn)(struct task_struct *task,
9973          *               struct vm_area_struct *vma, void *callback_ctx);
9974          */
9975         callee->regs[BPF_REG_1] = caller->regs[BPF_REG_1];
9976
9977         callee->regs[BPF_REG_2].type = PTR_TO_BTF_ID;
9978         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_2]);
9979         callee->regs[BPF_REG_2].btf =  btf_vmlinux;
9980         callee->regs[BPF_REG_2].btf_id = btf_tracing_ids[BTF_TRACING_TYPE_VMA];
9981
9982         /* pointer to stack or null */
9983         callee->regs[BPF_REG_3] = caller->regs[BPF_REG_4];
9984
9985         /* unused */
9986         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
9987         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
9988         callee->in_callback_fn = true;
9989         callee->callback_ret_range = retval_range(0, 1);
9990         return 0;
9991 }
9992
9993 static int set_user_ringbuf_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
9994                                            struct bpf_func_state *caller,
9995                                            struct bpf_func_state *callee,
9996                                            int insn_idx)
9997 {
9998         /* bpf_user_ringbuf_drain(struct bpf_map *map, void *callback_fn, void
9999          *                        callback_ctx, u64 flags);
10000          * callback_fn(const struct bpf_dynptr_t* dynptr, void *callback_ctx);
10001          */
10002         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_0]);
10003         mark_dynptr_cb_reg(env, &callee->regs[BPF_REG_1], BPF_DYNPTR_TYPE_LOCAL);
10004         callee->regs[BPF_REG_2] = caller->regs[BPF_REG_3];
10005
10006         /* unused */
10007         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_3]);
10008         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
10009         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
10010
10011         callee->in_callback_fn = true;
10012         callee->callback_ret_range = retval_range(0, 1);
10013         return 0;
10014 }
10015
10016 static int set_rbtree_add_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
10017                                          struct bpf_func_state *caller,
10018                                          struct bpf_func_state *callee,
10019                                          int insn_idx)
10020 {
10021         /* void bpf_rbtree_add_impl(struct bpf_rb_root *root, struct bpf_rb_node *node,
10022          *                     bool (less)(struct bpf_rb_node *a, const struct bpf_rb_node *b));
10023          *
10024          * 'struct bpf_rb_node *node' arg to bpf_rbtree_add_impl is the same PTR_TO_BTF_ID w/ offset
10025          * that 'less' callback args will be receiving. However, 'node' arg was release_reference'd
10026          * by this point, so look at 'root'
10027          */
10028         struct btf_field *field;
10029
10030         field = reg_find_field_offset(&caller->regs[BPF_REG_1], caller->regs[BPF_REG_1].off,
10031                                       BPF_RB_ROOT);
10032         if (!field || !field->graph_root.value_btf_id)
10033                 return -EFAULT;
10034
10035         mark_reg_graph_node(callee->regs, BPF_REG_1, &field->graph_root);
10036         ref_set_non_owning(env, &callee->regs[BPF_REG_1]);
10037         mark_reg_graph_node(callee->regs, BPF_REG_2, &field->graph_root);
10038         ref_set_non_owning(env, &callee->regs[BPF_REG_2]);
10039
10040         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_3]);
10041         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
10042         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
10043         callee->in_callback_fn = true;
10044         callee->callback_ret_range = retval_range(0, 1);
10045         return 0;
10046 }
10047
10048 static bool is_rbtree_lock_required_kfunc(u32 btf_id);
10049
10050 /* Are we currently verifying the callback for a rbtree helper that must
10051  * be called with lock held? If so, no need to complain about unreleased
10052  * lock
10053  */
10054 static bool in_rbtree_lock_required_cb(struct bpf_verifier_env *env)
10055 {
10056         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
10057         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
10058         struct bpf_func_state *callee;
10059         int kfunc_btf_id;
10060
10061         if (!state->curframe)
10062                 return false;
10063
10064         callee = state->frame[state->curframe];
10065
10066         if (!callee->in_callback_fn)
10067                 return false;
10068
10069         kfunc_btf_id = insn[callee->callsite].imm;
10070         return is_rbtree_lock_required_kfunc(kfunc_btf_id);
10071 }
10072
10073 static bool retval_range_within(struct bpf_retval_range range, const struct bpf_reg_state *reg,
10074                                 bool return_32bit)
10075 {
10076         if (return_32bit)
10077                 return range.minval <= reg->s32_min_value && reg->s32_max_value <= range.maxval;
10078         else
10079                 return range.minval <= reg->smin_value && reg->smax_value <= range.maxval;
10080 }
10081
10082 static int prepare_func_exit(struct bpf_verifier_env *env, int *insn_idx)
10083 {
10084         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state, *prev_st;
10085         struct bpf_func_state *caller, *callee;
10086         struct bpf_reg_state *r0;
10087         bool in_callback_fn;
10088         int err;
10089
10090         callee = state->frame[state->curframe];
10091         r0 = &callee->regs[BPF_REG_0];
10092         if (r0->type == PTR_TO_STACK) {
10093                 /* technically it's ok to return caller's stack pointer
10094                  * (or caller's caller's pointer) back to the caller,
10095                  * since these pointers are valid. Only current stack
10096                  * pointer will be invalid as soon as function exits,
10097                  * but let's be conservative
10098                  */
10099                 verbose(env, "cannot return stack pointer to the caller\n");
10100                 return -EINVAL;
10101         }
10102
10103         caller = state->frame[state->curframe - 1];
10104         if (callee->in_callback_fn) {
10105                 if (r0->type != SCALAR_VALUE) {
10106                         verbose(env, "R0 not a scalar value\n");
10107                         return -EACCES;
10108                 }
10109
10110                 /* we are going to rely on register's precise value */
10111                 err = mark_reg_read(env, r0, r0->parent, REG_LIVE_READ64);
10112                 err = err ?: mark_chain_precision(env, BPF_REG_0);
10113                 if (err)
10114                         return err;
10115
10116                 /* enforce R0 return value range, and bpf_callback_t returns 64bit */
10117                 if (!retval_range_within(callee->callback_ret_range, r0, false)) {
10118                         verbose_invalid_scalar(env, r0, callee->callback_ret_range,
10119                                                "At callback return", "R0");
10120                         return -EINVAL;
10121                 }
10122                 if (!calls_callback(env, callee->callsite)) {
10123                         verbose(env, "BUG: in callback at %d, callsite %d !calls_callback\n",
10124                                 *insn_idx, callee->callsite);
10125                         return -EFAULT;
10126                 }
10127         } else {
10128                 /* return to the caller whatever r0 had in the callee */
10129                 caller->regs[BPF_REG_0] = *r0;
10130         }
10131
10132         /* callback_fn frame should have released its own additions to parent's
10133          * reference state at this point, or check_reference_leak would
10134          * complain, hence it must be the same as the caller. There is no need
10135          * to copy it back.
10136          */
10137         if (!callee->in_callback_fn) {
10138                 /* Transfer references to the caller */
10139                 err = copy_reference_state(caller, callee);
10140                 if (err)
10141                         return err;
10142         }
10143
10144         /* for callbacks like bpf_loop or bpf_for_each_map_elem go back to callsite,
10145          * there function call logic would reschedule callback visit. If iteration
10146          * converges is_state_visited() would prune that visit eventually.
10147          */
10148         in_callback_fn = callee->in_callback_fn;
10149         if (in_callback_fn)
10150                 *insn_idx = callee->callsite;
10151         else
10152                 *insn_idx = callee->callsite + 1;
10153
10154         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
10155                 verbose(env, "returning from callee:\n");
10156                 print_verifier_state(env, callee, true);
10157                 verbose(env, "to caller at %d:\n", *insn_idx);
10158                 print_verifier_state(env, caller, true);
10159         }
10160         /* clear everything in the callee. In case of exceptional exits using
10161          * bpf_throw, this will be done by copy_verifier_state for extra frames. */
10162         free_func_state(callee);
10163         state->frame[state->curframe--] = NULL;
10164
10165         /* for callbacks widen imprecise scalars to make programs like below verify:
10166          *
10167          *   struct ctx { int i; }
10168          *   void cb(int idx, struct ctx *ctx) { ctx->i++; ... }
10169          *   ...
10170          *   struct ctx = { .i = 0; }
10171          *   bpf_loop(100, cb, &ctx, 0);
10172          *
10173          * This is similar to what is done in process_iter_next_call() for open
10174          * coded iterators.
10175          */
10176         prev_st = in_callback_fn ? find_prev_entry(env, state, *insn_idx) : NULL;
10177         if (prev_st) {
10178                 err = widen_imprecise_scalars(env, prev_st, state);
10179                 if (err)
10180                         return err;
10181         }
10182         return 0;
10183 }
10184
10185 static int do_refine_retval_range(struct bpf_verifier_env *env,
10186                                   struct bpf_reg_state *regs, int ret_type,
10187                                   int func_id,
10188                                   struct bpf_call_arg_meta *meta)
10189 {
10190         struct bpf_reg_state *ret_reg = &regs[BPF_REG_0];
10191
10192         if (ret_type != RET_INTEGER)
10193                 return 0;
10194
10195         switch (func_id) {
10196         case BPF_FUNC_get_stack:
10197         case BPF_FUNC_get_task_stack:
10198         case BPF_FUNC_probe_read_str:
10199         case BPF_FUNC_probe_read_kernel_str:
10200         case BPF_FUNC_probe_read_user_str:
10201                 ret_reg->smax_value = meta->msize_max_value;
10202                 ret_reg->s32_max_value = meta->msize_max_value;
10203                 ret_reg->smin_value = -MAX_ERRNO;
10204                 ret_reg->s32_min_value = -MAX_ERRNO;
10205                 reg_bounds_sync(ret_reg);
10206                 break;
10207         case BPF_FUNC_get_smp_processor_id:
10208                 ret_reg->umax_value = nr_cpu_ids - 1;
10209                 ret_reg->u32_max_value = nr_cpu_ids - 1;
10210                 ret_reg->smax_value = nr_cpu_ids - 1;
10211                 ret_reg->s32_max_value = nr_cpu_ids - 1;
10212                 ret_reg->umin_value = 0;
10213                 ret_reg->u32_min_value = 0;
10214                 ret_reg->smin_value = 0;
10215                 ret_reg->s32_min_value = 0;
10216                 reg_bounds_sync(ret_reg);
10217                 break;
10218         }
10219
10220         return reg_bounds_sanity_check(env, ret_reg, "retval");
10221 }
10222
10223 static int
10224 record_func_map(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_call_arg_meta *meta,
10225                 int func_id, int insn_idx)
10226 {
10227         struct bpf_insn_aux_data *aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
10228         struct bpf_map *map = meta->map_ptr;
10229
10230         if (func_id != BPF_FUNC_tail_call &&
10231             func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
10232             func_id != BPF_FUNC_map_update_elem &&
10233             func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
10234             func_id != BPF_FUNC_map_push_elem &&
10235             func_id != BPF_FUNC_map_pop_elem &&
10236             func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
10237             func_id != BPF_FUNC_for_each_map_elem &&
10238             func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
10239             func_id != BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem)
10240                 return 0;
10241
10242         if (map == NULL) {
10243                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
10244                 return -EINVAL;
10245         }
10246
10247         /* In case of read-only, some additional restrictions
10248          * need to be applied in order to prevent altering the
10249          * state of the map from program side.
10250          */
10251         if ((map->map_flags & BPF_F_RDONLY_PROG) &&
10252             (func_id == BPF_FUNC_map_delete_elem ||
10253              func_id == BPF_FUNC_map_update_elem ||
10254              func_id == BPF_FUNC_map_push_elem ||
10255              func_id == BPF_FUNC_map_pop_elem)) {
10256                 verbose(env, "write into map forbidden\n");
10257                 return -EACCES;
10258         }
10259
10260         if (!aux->map_ptr_state.map_ptr)
10261                 bpf_map_ptr_store(aux, meta->map_ptr,
10262                                   !meta->map_ptr->bypass_spec_v1, false);
10263         else if (aux->map_ptr_state.map_ptr != meta->map_ptr)
10264                 bpf_map_ptr_store(aux, meta->map_ptr,
10265                                   !meta->map_ptr->bypass_spec_v1, true);
10266         return 0;
10267 }
10268
10269 static int
10270 record_func_key(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_call_arg_meta *meta,
10271                 int func_id, int insn_idx)
10272 {
10273         struct bpf_insn_aux_data *aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
10274         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg;
10275         struct bpf_map *map = meta->map_ptr;
10276         u64 val, max;
10277         int err;
10278
10279         if (func_id != BPF_FUNC_tail_call)
10280                 return 0;
10281         if (!map || map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY) {
10282                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
10283                 return -EINVAL;
10284         }
10285
10286         reg = &regs[BPF_REG_3];
10287         val = reg->var_off.value;
10288         max = map->max_entries;
10289
10290         if (!(is_reg_const(reg, false) && val < max)) {
10291                 bpf_map_key_store(aux, BPF_MAP_KEY_POISON);
10292                 return 0;
10293         }
10294
10295         err = mark_chain_precision(env, BPF_REG_3);
10296         if (err)
10297                 return err;
10298         if (bpf_map_key_unseen(aux))
10299                 bpf_map_key_store(aux, val);
10300         else if (!bpf_map_key_poisoned(aux) &&
10301                   bpf_map_key_immediate(aux) != val)
10302                 bpf_map_key_store(aux, BPF_MAP_KEY_POISON);
10303         return 0;
10304 }
10305
10306 static int check_reference_leak(struct bpf_verifier_env *env, bool exception_exit)
10307 {
10308         struct bpf_func_state *state = cur_func(env);
10309         bool refs_lingering = false;
10310         int i;
10311
10312         if (!exception_exit && state->frameno && !state->in_callback_fn)
10313                 return 0;
10314
10315         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
10316                 if (!exception_exit && state->in_callback_fn && state->refs[i].callback_ref != state->frameno)
10317                         continue;
10318                 verbose(env, "Unreleased reference id=%d alloc_insn=%d\n",
10319                         state->refs[i].id, state->refs[i].insn_idx);
10320                 refs_lingering = true;
10321         }
10322         return refs_lingering ? -EINVAL : 0;
10323 }
10324
10325 static int check_bpf_snprintf_call(struct bpf_verifier_env *env,
10326                                    struct bpf_reg_state *regs)
10327 {
10328         struct bpf_reg_state *fmt_reg = &regs[BPF_REG_3];
10329         struct bpf_reg_state *data_len_reg = &regs[BPF_REG_5];
10330         struct bpf_map *fmt_map = fmt_reg->map_ptr;
10331         struct bpf_bprintf_data data = {};
10332         int err, fmt_map_off, num_args;
10333         u64 fmt_addr;
10334         char *fmt;
10335
10336         /* data must be an array of u64 */
10337         if (data_len_reg->var_off.value % 8)
10338                 return -EINVAL;
10339         num_args = data_len_reg->var_off.value / 8;
10340
10341         /* fmt being ARG_PTR_TO_CONST_STR guarantees that var_off is const
10342          * and map_direct_value_addr is set.
10343          */
10344         fmt_map_off = fmt_reg->off + fmt_reg->var_off.value;
10345         err = fmt_map->ops->map_direct_value_addr(fmt_map, &fmt_addr,
10346                                                   fmt_map_off);
10347         if (err) {
10348                 verbose(env, "verifier bug\n");
10349                 return -EFAULT;
10350         }
10351         fmt = (char *)(long)fmt_addr + fmt_map_off;
10352
10353         /* We are also guaranteed that fmt+fmt_map_off is NULL terminated, we
10354          * can focus on validating the format specifiers.
10355          */
10356         err = bpf_bprintf_prepare(fmt, UINT_MAX, NULL, num_args, &data);
10357         if (err < 0)
10358                 verbose(env, "Invalid format string\n");
10359
10360         return err;
10361 }
10362
10363 static int check_get_func_ip(struct bpf_verifier_env *env)
10364 {
10365         enum bpf_prog_type type = resolve_prog_type(env->prog);
10366         int func_id = BPF_FUNC_get_func_ip;
10367
10368         if (type == BPF_PROG_TYPE_TRACING) {
10369                 if (!bpf_prog_has_trampoline(env->prog)) {
10370                         verbose(env, "func %s#%d supported only for fentry/fexit/fmod_ret programs\n",
10371                                 func_id_name(func_id), func_id);
10372                         return -ENOTSUPP;
10373                 }
10374                 return 0;
10375         } else if (type == BPF_PROG_TYPE_KPROBE) {
10376                 return 0;
10377         }
10378
10379         verbose(env, "func %s#%d not supported for program type %d\n",
10380                 func_id_name(func_id), func_id, type);
10381         return -ENOTSUPP;
10382 }
10383
10384 static struct bpf_insn_aux_data *cur_aux(struct bpf_verifier_env *env)
10385 {
10386         return &env->insn_aux_data[env->insn_idx];
10387 }
10388
10389 static bool loop_flag_is_zero(struct bpf_verifier_env *env)
10390 {
10391         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
10392         struct bpf_reg_state *reg = &regs[BPF_REG_4];
10393         bool reg_is_null = register_is_null(reg);
10394
10395         if (reg_is_null)
10396                 mark_chain_precision(env, BPF_REG_4);
10397
10398         return reg_is_null;
10399 }
10400
10401 static void update_loop_inline_state(struct bpf_verifier_env *env, u32 subprogno)
10402 {
10403         struct bpf_loop_inline_state *state = &cur_aux(env)->loop_inline_state;
10404
10405         if (!state->initialized) {
10406                 state->initialized = 1;
10407                 state->fit_for_inline = loop_flag_is_zero(env);
10408                 state->callback_subprogno = subprogno;
10409                 return;
10410         }
10411
10412         if (!state->fit_for_inline)
10413                 return;
10414
10415         state->fit_for_inline = (loop_flag_is_zero(env) &&
10416                                  state->callback_subprogno == subprogno);
10417 }
10418
10419 static int get_helper_proto(struct bpf_verifier_env *env, int func_id,
10420                             const struct bpf_func_proto **ptr)
10421 {
10422         if (func_id < 0 || func_id >= __BPF_FUNC_MAX_ID)
10423                 return -ERANGE;
10424
10425         if (!env->ops->get_func_proto)
10426                 return -EINVAL;
10427
10428         *ptr = env->ops->get_func_proto(func_id, env->prog);
10429         return *ptr ? 0 : -EINVAL;
10430 }
10431
10432 static int check_helper_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
10433                              int *insn_idx_p)
10434 {
10435         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
10436         bool returns_cpu_specific_alloc_ptr = false;
10437         const struct bpf_func_proto *fn = NULL;
10438         enum bpf_return_type ret_type;
10439         enum bpf_type_flag ret_flag;
10440         struct bpf_reg_state *regs;
10441         struct bpf_call_arg_meta meta;
10442         int insn_idx = *insn_idx_p;
10443         bool changes_data;
10444         int i, err, func_id;
10445
10446         /* find function prototype */
10447         func_id = insn->imm;
10448         err = get_helper_proto(env, insn->imm, &fn);
10449         if (err == -ERANGE) {
10450                 verbose(env, "invalid func %s#%d\n", func_id_name(func_id), func_id);
10451                 return -EINVAL;
10452         }
10453
10454         if (err) {
10455                 verbose(env, "program of this type cannot use helper %s#%d\n",
10456                         func_id_name(func_id), func_id);
10457                 return err;
10458         }
10459
10460         /* eBPF programs must be GPL compatible to use GPL-ed functions */
10461         if (!env->prog->gpl_compatible && fn->gpl_only) {
10462                 verbose(env, "cannot call GPL-restricted function from non-GPL compatible program\n");
10463                 return -EINVAL;
10464         }
10465
10466         if (fn->allowed && !fn->allowed(env->prog)) {
10467                 verbose(env, "helper call is not allowed in probe\n");
10468                 return -EINVAL;
10469         }
10470
10471         if (!in_sleepable(env) && fn->might_sleep) {
10472                 verbose(env, "helper call might sleep in a non-sleepable prog\n");
10473                 return -EINVAL;
10474         }
10475
10476         /* With LD_ABS/IND some JITs save/restore skb from r1. */
10477         changes_data = bpf_helper_changes_pkt_data(fn->func);
10478         if (changes_data && fn->arg1_type != ARG_PTR_TO_CTX) {
10479                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured func %s#%d: r1 != ctx\n",
10480                         func_id_name(func_id), func_id);
10481                 return -EINVAL;
10482         }
10483
10484         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
10485         meta.pkt_access = fn->pkt_access;
10486
10487         err = check_func_proto(fn, func_id);
10488         if (err) {
10489                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured func %s#%d\n",
10490                         func_id_name(func_id), func_id);
10491                 return err;
10492         }
10493
10494         if (env->cur_state->active_rcu_lock) {
10495                 if (fn->might_sleep) {
10496                         verbose(env, "sleepable helper %s#%d in rcu_read_lock region\n",
10497                                 func_id_name(func_id), func_id);
10498                         return -EINVAL;
10499                 }
10500
10501                 if (in_sleepable(env) && is_storage_get_function(func_id))
10502                         env->insn_aux_data[insn_idx].storage_get_func_atomic = true;
10503         }
10504
10505         if (env->cur_state->active_preempt_lock) {
10506                 if (fn->might_sleep) {
10507                         verbose(env, "sleepable helper %s#%d in non-preemptible region\n",
10508                                 func_id_name(func_id), func_id);
10509                         return -EINVAL;
10510                 }
10511
10512                 if (in_sleepable(env) && is_storage_get_function(func_id))
10513                         env->insn_aux_data[insn_idx].storage_get_func_atomic = true;
10514         }
10515
10516         meta.func_id = func_id;
10517         /* check args */
10518         for (i = 0; i < MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS; i++) {
10519                 err = check_func_arg(env, i, &meta, fn, insn_idx);
10520                 if (err)
10521                         return err;
10522         }
10523
10524         err = record_func_map(env, &meta, func_id, insn_idx);
10525         if (err)
10526                 return err;
10527
10528         err = record_func_key(env, &meta, func_id, insn_idx);
10529         if (err)
10530                 return err;
10531
10532         /* Mark slots with STACK_MISC in case of raw mode, stack offset
10533          * is inferred from register state.
10534          */
10535         for (i = 0; i < meta.access_size; i++) {
10536                 err = check_mem_access(env, insn_idx, meta.regno, i, BPF_B,
10537                                        BPF_WRITE, -1, false, false);
10538                 if (err)
10539                         return err;
10540         }
10541
10542         regs = cur_regs(env);
10543
10544         if (meta.release_regno) {
10545                 err = -EINVAL;
10546                 /* This can only be set for PTR_TO_STACK, as CONST_PTR_TO_DYNPTR cannot
10547                  * be released by any dynptr helper. Hence, unmark_stack_slots_dynptr
10548                  * is safe to do directly.
10549                  */
10550                 if (arg_type_is_dynptr(fn->arg_type[meta.release_regno - BPF_REG_1])) {
10551                         if (regs[meta.release_regno].type == CONST_PTR_TO_DYNPTR) {
10552                                 verbose(env, "verifier internal error: CONST_PTR_TO_DYNPTR cannot be released\n");
10553                                 return -EFAULT;
10554                         }
10555                         err = unmark_stack_slots_dynptr(env, &regs[meta.release_regno]);
10556                 } else if (func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg && meta.ref_obj_id) {
10557                         u32 ref_obj_id = meta.ref_obj_id;
10558                         bool in_rcu = in_rcu_cs(env);
10559                         struct bpf_func_state *state;
10560                         struct bpf_reg_state *reg;
10561
10562                         err = release_reference_state(cur_func(env), ref_obj_id);
10563                         if (!err) {
10564                                 bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, state, reg, ({
10565                                         if (reg->ref_obj_id == ref_obj_id) {
10566                                                 if (in_rcu && (reg->type & MEM_ALLOC) && (reg->type & MEM_PERCPU)) {
10567                                                         reg->ref_obj_id = 0;
10568                                                         reg->type &= ~MEM_ALLOC;
10569                                                         reg->type |= MEM_RCU;
10570                                                 } else {
10571                                                         mark_reg_invalid(env, reg);
10572                                                 }
10573                                         }
10574                                 }));
10575                         }
10576                 } else if (meta.ref_obj_id) {
10577                         err = release_reference(env, meta.ref_obj_id);
10578                 } else if (register_is_null(&regs[meta.release_regno])) {
10579                         /* meta.ref_obj_id can only be 0 if register that is meant to be
10580                          * released is NULL, which must be > R0.
10581                          */
10582                         err = 0;
10583                 }
10584                 if (err) {
10585                         verbose(env, "func %s#%d reference has not been acquired before\n",
10586                                 func_id_name(func_id), func_id);
10587                         return err;
10588                 }
10589         }
10590
10591         switch (func_id) {
10592         case BPF_FUNC_tail_call:
10593                 err = check_reference_leak(env, false);
10594                 if (err) {
10595                         verbose(env, "tail_call would lead to reference leak\n");
10596                         return err;
10597                 }
10598                 break;
10599         case BPF_FUNC_get_local_storage:
10600                 /* check that flags argument in get_local_storage(map, flags) is 0,
10601                  * this is required because get_local_storage() can't return an error.
10602                  */
10603                 if (!register_is_null(&regs[BPF_REG_2])) {
10604                         verbose(env, "get_local_storage() doesn't support non-zero flags\n");
10605                         return -EINVAL;
10606                 }
10607                 break;
10608         case BPF_FUNC_for_each_map_elem:
10609                 err = push_callback_call(env, insn, insn_idx, meta.subprogno,
10610                                          set_map_elem_callback_state);
10611                 break;
10612         case BPF_FUNC_timer_set_callback:
10613                 err = push_callback_call(env, insn, insn_idx, meta.subprogno,
10614                                          set_timer_callback_state);
10615                 break;
10616         case BPF_FUNC_find_vma:
10617                 err = push_callback_call(env, insn, insn_idx, meta.subprogno,
10618                                          set_find_vma_callback_state);
10619                 break;
10620         case BPF_FUNC_snprintf:
10621                 err = check_bpf_snprintf_call(env, regs);
10622                 break;
10623         case BPF_FUNC_loop:
10624                 update_loop_inline_state(env, meta.subprogno);
10625                 /* Verifier relies on R1 value to determine if bpf_loop() iteration
10626                  * is finished, thus mark it precise.
10627                  */
10628                 err = mark_chain_precision(env, BPF_REG_1);
10629                 if (err)
10630                         return err;
10631                 if (cur_func(env)->callback_depth < regs[BPF_REG_1].umax_value) {
10632                         err = push_callback_call(env, insn, insn_idx, meta.subprogno,
10633                                                  set_loop_callback_state);
10634                 } else {
10635                         cur_func(env)->callback_depth = 0;
10636                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
10637                                 verbose(env, "frame%d bpf_loop iteration limit reached\n",
10638                                         env->cur_state->curframe);
10639                 }
10640                 break;
10641         case BPF_FUNC_dynptr_from_mem:
10642                 if (regs[BPF_REG_1].type != PTR_TO_MAP_VALUE) {
10643                         verbose(env, "Unsupported reg type %s for bpf_dynptr_from_mem data\n",
10644                                 reg_type_str(env, regs[BPF_REG_1].type));
10645                         return -EACCES;
10646                 }
10647                 break;
10648         case BPF_FUNC_set_retval:
10649                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_LSM &&
10650                     env->prog->expected_attach_type == BPF_LSM_CGROUP) {
10651                         if (!env->prog->aux->attach_func_proto->type) {
10652                                 /* Make sure programs that attach to void
10653                                  * hooks don't try to modify return value.
10654                                  */
10655                                 verbose(env, "BPF_LSM_CGROUP that attach to void LSM hooks can't modify return value!\n");
10656                                 return -EINVAL;
10657                         }
10658                 }
10659                 break;
10660         case BPF_FUNC_dynptr_data:
10661         {
10662                 struct bpf_reg_state *reg;
10663                 int id, ref_obj_id;
10664
10665                 reg = get_dynptr_arg_reg(env, fn, regs);
10666                 if (!reg)
10667                         return -EFAULT;
10668
10669
10670                 if (meta.dynptr_id) {
10671                         verbose(env, "verifier internal error: meta.dynptr_id already set\n");
10672                         return -EFAULT;
10673                 }
10674                 if (meta.ref_obj_id) {
10675                         verbose(env, "verifier internal error: meta.ref_obj_id already set\n");
10676                         return -EFAULT;
10677                 }
10678
10679                 id = dynptr_id(env, reg);
10680                 if (id < 0) {
10681                         verbose(env, "verifier internal error: failed to obtain dynptr id\n");
10682                         return id;
10683                 }
10684
10685                 ref_obj_id = dynptr_ref_obj_id(env, reg);
10686                 if (ref_obj_id < 0) {
10687                         verbose(env, "verifier internal error: failed to obtain dynptr ref_obj_id\n");
10688                         return ref_obj_id;
10689                 }
10690
10691                 meta.dynptr_id = id;
10692                 meta.ref_obj_id = ref_obj_id;
10693
10694                 break;
10695         }
10696         case BPF_FUNC_dynptr_write:
10697         {
10698                 enum bpf_dynptr_type dynptr_type;
10699                 struct bpf_reg_state *reg;
10700
10701                 reg = get_dynptr_arg_reg(env, fn, regs);
10702                 if (!reg)
10703                         return -EFAULT;
10704
10705                 dynptr_type = dynptr_get_type(env, reg);
10706                 if (dynptr_type == BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID)
10707                         return -EFAULT;
10708
10709                 if (dynptr_type == BPF_DYNPTR_TYPE_SKB)
10710                         /* this will trigger clear_all_pkt_pointers(), which will
10711                          * invalidate all dynptr slices associated with the skb
10712                          */
10713                         changes_data = true;
10714
10715                 break;
10716         }
10717         case BPF_FUNC_per_cpu_ptr:
10718         case BPF_FUNC_this_cpu_ptr:
10719         {
10720                 struct bpf_reg_state *reg = &regs[BPF_REG_1];
10721                 const struct btf_type *type;
10722
10723                 if (reg->type & MEM_RCU) {
10724                         type = btf_type_by_id(reg->btf, reg->btf_id);
10725                         if (!type || !btf_type_is_struct(type)) {
10726                                 verbose(env, "Helper has invalid btf/btf_id in R1\n");
10727                                 return -EFAULT;
10728                         }
10729                         returns_cpu_specific_alloc_ptr = true;
10730                         env->insn_aux_data[insn_idx].call_with_percpu_alloc_ptr = true;
10731                 }
10732                 break;
10733         }
10734         case BPF_FUNC_user_ringbuf_drain:
10735                 err = push_callback_call(env, insn, insn_idx, meta.subprogno,
10736                                          set_user_ringbuf_callback_state);
10737                 break;
10738         }
10739
10740         if (err)
10741                 return err;
10742
10743         /* reset caller saved regs */
10744         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
10745                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
10746                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
10747         }
10748
10749         /* helper call returns 64-bit value. */
10750         regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
10751
10752         /* update return register (already marked as written above) */
10753         ret_type = fn->ret_type;
10754         ret_flag = type_flag(ret_type);
10755
10756         switch (base_type(ret_type)) {
10757         case RET_INTEGER:
10758                 /* sets type to SCALAR_VALUE */
10759                 mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
10760                 break;
10761         case RET_VOID:
10762                 regs[BPF_REG_0].type = NOT_INIT;
10763                 break;
10764         case RET_PTR_TO_MAP_VALUE:
10765                 /* There is no offset yet applied, variable or fixed */
10766                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
10767                 /* remember map_ptr, so that check_map_access()
10768                  * can check 'value_size' boundary of memory access
10769                  * to map element returned from bpf_map_lookup_elem()
10770                  */
10771                 if (meta.map_ptr == NULL) {
10772                         verbose(env,
10773                                 "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
10774                         return -EINVAL;
10775                 }
10776                 regs[BPF_REG_0].map_ptr = meta.map_ptr;
10777                 regs[BPF_REG_0].map_uid = meta.map_uid;
10778                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MAP_VALUE | ret_flag;
10779                 if (!type_may_be_null(ret_type) &&
10780                     btf_record_has_field(meta.map_ptr->record, BPF_SPIN_LOCK)) {
10781                         regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
10782                 }
10783                 break;
10784         case RET_PTR_TO_SOCKET:
10785                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
10786                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_SOCKET | ret_flag;
10787                 break;
10788         case RET_PTR_TO_SOCK_COMMON:
10789                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
10790                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_SOCK_COMMON | ret_flag;
10791                 break;
10792         case RET_PTR_TO_TCP_SOCK:
10793                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
10794                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_TCP_SOCK | ret_flag;
10795                 break;
10796         case RET_PTR_TO_MEM:
10797                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
10798                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM | ret_flag;
10799                 regs[BPF_REG_0].mem_size = meta.mem_size;
10800                 break;
10801         case RET_PTR_TO_MEM_OR_BTF_ID:
10802         {
10803                 const struct btf_type *t;
10804
10805                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
10806                 t = btf_type_skip_modifiers(meta.ret_btf, meta.ret_btf_id, NULL);
10807                 if (!btf_type_is_struct(t)) {
10808                         u32 tsize;
10809                         const struct btf_type *ret;
10810                         const char *tname;
10811
10812                         /* resolve the type size of ksym. */
10813                         ret = btf_resolve_size(meta.ret_btf, t, &tsize);
10814                         if (IS_ERR(ret)) {
10815                                 tname = btf_name_by_offset(meta.ret_btf, t->name_off);
10816                                 verbose(env, "unable to resolve the size of type '%s': %ld\n",
10817                                         tname, PTR_ERR(ret));
10818                                 return -EINVAL;
10819                         }
10820                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM | ret_flag;
10821                         regs[BPF_REG_0].mem_size = tsize;
10822                 } else {
10823                         if (returns_cpu_specific_alloc_ptr) {
10824                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | MEM_RCU;
10825                         } else {
10826                                 /* MEM_RDONLY may be carried from ret_flag, but it
10827                                  * doesn't apply on PTR_TO_BTF_ID. Fold it, otherwise
10828                                  * it will confuse the check of PTR_TO_BTF_ID in
10829                                  * check_mem_access().
10830                                  */
10831                                 ret_flag &= ~MEM_RDONLY;
10832                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | ret_flag;
10833                         }
10834
10835                         regs[BPF_REG_0].btf = meta.ret_btf;
10836                         regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.ret_btf_id;
10837                 }
10838                 break;
10839         }
10840         case RET_PTR_TO_BTF_ID:
10841         {
10842                 struct btf *ret_btf;
10843                 int ret_btf_id;
10844
10845                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
10846                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | ret_flag;
10847                 if (func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg) {
10848                         ret_btf = meta.kptr_field->kptr.btf;
10849                         ret_btf_id = meta.kptr_field->kptr.btf_id;
10850                         if (!btf_is_kernel(ret_btf)) {
10851                                 regs[BPF_REG_0].type |= MEM_ALLOC;
10852                                 if (meta.kptr_field->type == BPF_KPTR_PERCPU)
10853                                         regs[BPF_REG_0].type |= MEM_PERCPU;
10854                         }
10855                 } else {
10856                         if (fn->ret_btf_id == BPF_PTR_POISON) {
10857                                 verbose(env, "verifier internal error:");
10858                                 verbose(env, "func %s has non-overwritten BPF_PTR_POISON return type\n",
10859                                         func_id_name(func_id));
10860                                 return -EINVAL;
10861                         }
10862                         ret_btf = btf_vmlinux;
10863                         ret_btf_id = *fn->ret_btf_id;
10864                 }
10865                 if (ret_btf_id == 0) {
10866                         verbose(env, "invalid return type %u of func %s#%d\n",
10867                                 base_type(ret_type), func_id_name(func_id),
10868                                 func_id);
10869                         return -EINVAL;
10870                 }
10871                 regs[BPF_REG_0].btf = ret_btf;
10872                 regs[BPF_REG_0].btf_id = ret_btf_id;
10873                 break;
10874         }
10875         default:
10876                 verbose(env, "unknown return type %u of func %s#%d\n",
10877                         base_type(ret_type), func_id_name(func_id), func_id);
10878                 return -EINVAL;
10879         }
10880
10881         if (type_may_be_null(regs[BPF_REG_0].type))
10882                 regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
10883
10884         if (helper_multiple_ref_obj_use(func_id, meta.map_ptr)) {
10885                 verbose(env, "verifier internal error: func %s#%d sets ref_obj_id more than once\n",
10886                         func_id_name(func_id), func_id);
10887                 return -EFAULT;
10888         }
10889
10890         if (is_dynptr_ref_function(func_id))
10891                 regs[BPF_REG_0].dynptr_id = meta.dynptr_id;
10892
10893         if (is_ptr_cast_function(func_id) || is_dynptr_ref_function(func_id)) {
10894                 /* For release_reference() */
10895                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = meta.ref_obj_id;
10896         } else if (is_acquire_function(func_id, meta.map_ptr)) {
10897                 int id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
10898
10899                 if (id < 0)
10900                         return id;
10901                 /* For mark_ptr_or_null_reg() */
10902                 regs[BPF_REG_0].id = id;
10903                 /* For release_reference() */
10904                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = id;
10905         }
10906
10907         err = do_refine_retval_range(env, regs, fn->ret_type, func_id, &meta);
10908         if (err)
10909                 return err;
10910
10911         err = check_map_func_compatibility(env, meta.map_ptr, func_id);
10912         if (err)
10913                 return err;
10914
10915         if ((func_id == BPF_FUNC_get_stack ||
10916              func_id == BPF_FUNC_get_task_stack) &&
10917             !env->prog->has_callchain_buf) {
10918                 const char *err_str;
10919
10920 #ifdef CONFIG_PERF_EVENTS
10921                 err = get_callchain_buffers(sysctl_perf_event_max_stack);
10922                 err_str = "cannot get callchain buffer for func %s#%d\n";
10923 #else
10924                 err = -ENOTSUPP;
10925                 err_str = "func %s#%d not supported without CONFIG_PERF_EVENTS\n";
10926 #endif
10927                 if (err) {
10928                         verbose(env, err_str, func_id_name(func_id), func_id);
10929                         return err;
10930                 }
10931
10932                 env->prog->has_callchain_buf = true;
10933         }
10934
10935         if (func_id == BPF_FUNC_get_stackid || func_id == BPF_FUNC_get_stack)
10936                 env->prog->call_get_stack = true;
10937
10938         if (func_id == BPF_FUNC_get_func_ip) {
10939                 if (check_get_func_ip(env))
10940                         return -ENOTSUPP;
10941                 env->prog->call_get_func_ip = true;
10942         }
10943
10944         if (changes_data)
10945                 clear_all_pkt_pointers(env);
10946         return 0;
10947 }
10948
10949 /* mark_btf_func_reg_size() is used when the reg size is determined by
10950  * the BTF func_proto's return value size and argument.
10951  */
10952 static void mark_btf_func_reg_size(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
10953                                    size_t reg_size)
10954 {
10955         struct bpf_reg_state *reg = &cur_regs(env)[regno];
10956
10957         if (regno == BPF_REG_0) {
10958                 /* Function return value */
10959                 reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
10960                 reg->subreg_def = reg_size == sizeof(u64) ?
10961                         DEF_NOT_SUBREG : env->insn_idx + 1;
10962         } else {
10963                 /* Function argument */
10964                 if (reg_size == sizeof(u64)) {
10965                         mark_insn_zext(env, reg);
10966                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
10967                 } else {
10968                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ32);
10969                 }
10970         }
10971 }
10972
10973 static bool is_kfunc_acquire(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10974 {
10975         return meta->kfunc_flags & KF_ACQUIRE;
10976 }
10977
10978 static bool is_kfunc_release(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10979 {
10980         return meta->kfunc_flags & KF_RELEASE;
10981 }
10982
10983 static bool is_kfunc_trusted_args(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10984 {
10985         return (meta->kfunc_flags & KF_TRUSTED_ARGS) || is_kfunc_release(meta);
10986 }
10987
10988 static bool is_kfunc_sleepable(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10989 {
10990         return meta->kfunc_flags & KF_SLEEPABLE;
10991 }
10992
10993 static bool is_kfunc_destructive(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10994 {
10995         return meta->kfunc_flags & KF_DESTRUCTIVE;
10996 }
10997
10998 static bool is_kfunc_rcu(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10999 {
11000         return meta->kfunc_flags & KF_RCU;
11001 }
11002
11003 static bool is_kfunc_rcu_protected(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
11004 {
11005         return meta->kfunc_flags & KF_RCU_PROTECTED;
11006 }
11007
11008 static bool is_kfunc_arg_mem_size(const struct btf *btf,
11009                                   const struct btf_param *arg,
11010                                   const struct bpf_reg_state *reg)
11011 {
11012         const struct btf_type *t;
11013
11014         t = btf_type_skip_modifiers(btf, arg->type, NULL);
11015         if (!btf_type_is_scalar(t) || reg->type != SCALAR_VALUE)
11016                 return false;
11017
11018         return btf_param_match_suffix(btf, arg, "__sz");
11019 }
11020
11021 static bool is_kfunc_arg_const_mem_size(const struct btf *btf,
11022                                         const struct btf_param *arg,
11023                                         const struct bpf_reg_state *reg)
11024 {
11025         const struct btf_type *t;
11026
11027         t = btf_type_skip_modifiers(btf, arg->type, NULL);
11028         if (!btf_type_is_scalar(t) || reg->type != SCALAR_VALUE)
11029                 return false;
11030
11031         return btf_param_match_suffix(btf, arg, "__szk");
11032 }
11033
11034 static bool is_kfunc_arg_optional(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
11035 {
11036         return btf_param_match_suffix(btf, arg, "__opt");
11037 }
11038
11039 static bool is_kfunc_arg_constant(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
11040 {
11041         return btf_param_match_suffix(btf, arg, "__k");
11042 }
11043
11044 static bool is_kfunc_arg_ignore(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
11045 {
11046         return btf_param_match_suffix(btf, arg, "__ign");
11047 }
11048
11049 static bool is_kfunc_arg_map(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
11050 {
11051         return btf_param_match_suffix(btf, arg, "__map");
11052 }
11053
11054 static bool is_kfunc_arg_alloc_obj(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
11055 {
11056         return btf_param_match_suffix(btf, arg, "__alloc");
11057 }
11058
11059 static bool is_kfunc_arg_uninit(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
11060 {
11061         return btf_param_match_suffix(btf, arg, "__uninit");
11062 }
11063
11064 static bool is_kfunc_arg_refcounted_kptr(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
11065 {
11066         return btf_param_match_suffix(btf, arg, "__refcounted_kptr");
11067 }
11068
11069 static bool is_kfunc_arg_nullable(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
11070 {
11071         return btf_param_match_suffix(btf, arg, "__nullable");
11072 }
11073
11074 static bool is_kfunc_arg_const_str(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
11075 {
11076         return btf_param_match_suffix(btf, arg, "__str");
11077 }
11078
11079 static bool is_kfunc_arg_scalar_with_name(const struct btf *btf,
11080                                           const struct btf_param *arg,
11081                                           const char *name)
11082 {
11083         int len, target_len = strlen(name);
11084         const char *param_name;
11085
11086         param_name = btf_name_by_offset(btf, arg->name_off);
11087         if (str_is_empty(param_name))
11088                 return false;
11089         len = strlen(param_name);
11090         if (len != target_len)
11091                 return false;
11092         if (strcmp(param_name, name))
11093                 return false;
11094
11095         return true;
11096 }
11097
11098 enum {
11099         KF_ARG_DYNPTR_ID,
11100         KF_ARG_LIST_HEAD_ID,
11101         KF_ARG_LIST_NODE_ID,
11102         KF_ARG_RB_ROOT_ID,
11103         KF_ARG_RB_NODE_ID,
11104         KF_ARG_WORKQUEUE_ID,
11105 };
11106
11107 BTF_ID_LIST(kf_arg_btf_ids)
11108 BTF_ID(struct, bpf_dynptr)
11109 BTF_ID(struct, bpf_list_head)
11110 BTF_ID(struct, bpf_list_node)
11111 BTF_ID(struct, bpf_rb_root)
11112 BTF_ID(struct, bpf_rb_node)
11113 BTF_ID(struct, bpf_wq)
11114
11115 static bool __is_kfunc_ptr_arg_type(const struct btf *btf,
11116                                     const struct btf_param *arg, int type)
11117 {
11118         const struct btf_type *t;
11119         u32 res_id;
11120
11121         t = btf_type_skip_modifiers(btf, arg->type, NULL);
11122         if (!t)
11123                 return false;
11124         if (!btf_type_is_ptr(t))
11125                 return false;
11126         t = btf_type_skip_modifiers(btf, t->type, &res_id);
11127         if (!t)
11128                 return false;
11129         return btf_types_are_same(btf, res_id, btf_vmlinux, kf_arg_btf_ids[type]);
11130 }
11131
11132 static bool is_kfunc_arg_dynptr(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
11133 {
11134         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_DYNPTR_ID);
11135 }
11136
11137 static bool is_kfunc_arg_list_head(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
11138 {
11139         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_LIST_HEAD_ID);
11140 }
11141
11142 static bool is_kfunc_arg_list_node(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
11143 {
11144         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_LIST_NODE_ID);
11145 }
11146
11147 static bool is_kfunc_arg_rbtree_root(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
11148 {
11149         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_RB_ROOT_ID);
11150 }
11151
11152 static bool is_kfunc_arg_rbtree_node(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
11153 {
11154         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_RB_NODE_ID);
11155 }
11156
11157 static bool is_kfunc_arg_wq(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
11158 {
11159         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_WORKQUEUE_ID);
11160 }
11161
11162 static bool is_kfunc_arg_callback(struct bpf_verifier_env *env, const struct btf *btf,
11163                                   const struct btf_param *arg)
11164 {
11165         const struct btf_type *t;
11166
11167         t = btf_type_resolve_func_ptr(btf, arg->type, NULL);
11168         if (!t)
11169                 return false;
11170
11171         return true;
11172 }
11173
11174 /* Returns true if struct is composed of scalars, 4 levels of nesting allowed */
11175 static bool __btf_type_is_scalar_struct(struct bpf_verifier_env *env,
11176                                         const struct btf *btf,
11177                                         const struct btf_type *t, int rec)
11178 {
11179         const struct btf_type *member_type;
11180         const struct btf_member *member;
11181         u32 i;
11182
11183         if (!btf_type_is_struct(t))
11184                 return false;
11185
11186         for_each_member(i, t, member) {
11187                 const struct btf_array *array;
11188
11189                 member_type = btf_type_skip_modifiers(btf, member->type, NULL);
11190                 if (btf_type_is_struct(member_type)) {
11191                         if (rec >= 3) {
11192                                 verbose(env, "max struct nesting depth exceeded\n");
11193                                 return false;
11194                         }
11195                         if (!__btf_type_is_scalar_struct(env, btf, member_type, rec + 1))
11196                                 return false;
11197                         continue;
11198                 }
11199                 if (btf_type_is_array(member_type)) {
11200                         array = btf_array(member_type);
11201                         if (!array->nelems)
11202                                 return false;
11203                         member_type = btf_type_skip_modifiers(btf, array->type, NULL);
11204                         if (!btf_type_is_scalar(member_type))
11205                                 return false;
11206                         continue;
11207                 }
11208                 if (!btf_type_is_scalar(member_type))
11209                         return false;
11210         }
11211         return true;
11212 }
11213
11214 enum kfunc_ptr_arg_type {
11215         KF_ARG_PTR_TO_CTX,
11216         KF_ARG_PTR_TO_ALLOC_BTF_ID,    /* Allocated object */
11217         KF_ARG_PTR_TO_REFCOUNTED_KPTR, /* Refcounted local kptr */
11218         KF_ARG_PTR_TO_DYNPTR,
11219         KF_ARG_PTR_TO_ITER,
11220         KF_ARG_PTR_TO_LIST_HEAD,
11221         KF_ARG_PTR_TO_LIST_NODE,
11222         KF_ARG_PTR_TO_BTF_ID,          /* Also covers reg2btf_ids conversions */
11223         KF_ARG_PTR_TO_MEM,
11224         KF_ARG_PTR_TO_MEM_SIZE,        /* Size derived from next argument, skip it */
11225         KF_ARG_PTR_TO_CALLBACK,
11226         KF_ARG_PTR_TO_RB_ROOT,
11227         KF_ARG_PTR_TO_RB_NODE,
11228         KF_ARG_PTR_TO_NULL,
11229         KF_ARG_PTR_TO_CONST_STR,
11230         KF_ARG_PTR_TO_MAP,
11231         KF_ARG_PTR_TO_WORKQUEUE,
11232 };
11233
11234 enum special_kfunc_type {
11235         KF_bpf_obj_new_impl,
11236         KF_bpf_obj_drop_impl,
11237         KF_bpf_refcount_acquire_impl,
11238         KF_bpf_list_push_front_impl,
11239         KF_bpf_list_push_back_impl,
11240         KF_bpf_list_pop_front,
11241         KF_bpf_list_pop_back,
11242         KF_bpf_cast_to_kern_ctx,
11243         KF_bpf_rdonly_cast,
11244         KF_bpf_rcu_read_lock,
11245         KF_bpf_rcu_read_unlock,
11246         KF_bpf_rbtree_remove,
11247         KF_bpf_rbtree_add_impl,
11248         KF_bpf_rbtree_first,
11249         KF_bpf_dynptr_from_skb,
11250         KF_bpf_dynptr_from_xdp,
11251         KF_bpf_dynptr_slice,
11252         KF_bpf_dynptr_slice_rdwr,
11253         KF_bpf_dynptr_clone,
11254         KF_bpf_percpu_obj_new_impl,
11255         KF_bpf_percpu_obj_drop_impl,
11256         KF_bpf_throw,
11257         KF_bpf_wq_set_callback_impl,
11258         KF_bpf_preempt_disable,
11259         KF_bpf_preempt_enable,
11260         KF_bpf_iter_css_task_new,
11261         KF_bpf_session_cookie,
11262         KF_bpf_get_kmem_cache,
11263 };
11264
11265 BTF_SET_START(special_kfunc_set)
11266 BTF_ID(func, bpf_obj_new_impl)
11267 BTF_ID(func, bpf_obj_drop_impl)
11268 BTF_ID(func, bpf_refcount_acquire_impl)
11269 BTF_ID(func, bpf_list_push_front_impl)
11270 BTF_ID(func, bpf_list_push_back_impl)
11271 BTF_ID(func, bpf_list_pop_front)
11272 BTF_ID(func, bpf_list_pop_back)
11273 BTF_ID(func, bpf_cast_to_kern_ctx)
11274 BTF_ID(func, bpf_rdonly_cast)
11275 BTF_ID(func, bpf_rbtree_remove)
11276 BTF_ID(func, bpf_rbtree_add_impl)
11277 BTF_ID(func, bpf_rbtree_first)
11278 BTF_ID(func, bpf_dynptr_from_skb)
11279 BTF_ID(func, bpf_dynptr_from_xdp)
11280 BTF_ID(func, bpf_dynptr_slice)
11281 BTF_ID(func, bpf_dynptr_slice_rdwr)
11282 BTF_ID(func, bpf_dynptr_clone)
11283 BTF_ID(func, bpf_percpu_obj_new_impl)
11284 BTF_ID(func, bpf_percpu_obj_drop_impl)
11285 BTF_ID(func, bpf_throw)
11286 BTF_ID(func, bpf_wq_set_callback_impl)
11287 #ifdef CONFIG_CGROUPS
11288 BTF_ID(func, bpf_iter_css_task_new)
11289 #endif
11290 BTF_SET_END(special_kfunc_set)
11291
11292 BTF_ID_LIST(special_kfunc_list)
11293 BTF_ID(func, bpf_obj_new_impl)
11294 BTF_ID(func, bpf_obj_drop_impl)
11295 BTF_ID(func, bpf_refcount_acquire_impl)
11296 BTF_ID(func, bpf_list_push_front_impl)
11297 BTF_ID(func, bpf_list_push_back_impl)
11298 BTF_ID(func, bpf_list_pop_front)
11299 BTF_ID(func, bpf_list_pop_back)
11300 BTF_ID(func, bpf_cast_to_kern_ctx)
11301 BTF_ID(func, bpf_rdonly_cast)
11302 BTF_ID(func, bpf_rcu_read_lock)
11303 BTF_ID(func, bpf_rcu_read_unlock)
11304 BTF_ID(func, bpf_rbtree_remove)
11305 BTF_ID(func, bpf_rbtree_add_impl)
11306 BTF_ID(func, bpf_rbtree_first)
11307 BTF_ID(func, bpf_dynptr_from_skb)
11308 BTF_ID(func, bpf_dynptr_from_xdp)
11309 BTF_ID(func, bpf_dynptr_slice)
11310 BTF_ID(func, bpf_dynptr_slice_rdwr)
11311 BTF_ID(func, bpf_dynptr_clone)
11312 BTF_ID(func, bpf_percpu_obj_new_impl)
11313 BTF_ID(func, bpf_percpu_obj_drop_impl)
11314 BTF_ID(func, bpf_throw)
11315 BTF_ID(func, bpf_wq_set_callback_impl)
11316 BTF_ID(func, bpf_preempt_disable)
11317 BTF_ID(func, bpf_preempt_enable)
11318 #ifdef CONFIG_CGROUPS
11319 BTF_ID(func, bpf_iter_css_task_new)
11320 #else
11321 BTF_ID_UNUSED
11322 #endif
11323 #ifdef CONFIG_BPF_EVENTS
11324 BTF_ID(func, bpf_session_cookie)
11325 #else
11326 BTF_ID_UNUSED
11327 #endif
11328 BTF_ID(func, bpf_get_kmem_cache)
11329
11330 static bool is_kfunc_ret_null(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
11331 {
11332         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl] &&
11333             meta->arg_owning_ref) {
11334                 return false;
11335         }
11336
11337         return meta->kfunc_flags & KF_RET_NULL;
11338 }
11339
11340 static bool is_kfunc_bpf_rcu_read_lock(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
11341 {
11342         return meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rcu_read_lock];
11343 }
11344
11345 static bool is_kfunc_bpf_rcu_read_unlock(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
11346 {
11347         return meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rcu_read_unlock];
11348 }
11349
11350 static bool is_kfunc_bpf_preempt_disable(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
11351 {
11352         return meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_preempt_disable];
11353 }
11354
11355 static bool is_kfunc_bpf_preempt_enable(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
11356 {
11357         return meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_preempt_enable];
11358 }
11359
11360 static enum kfunc_ptr_arg_type
11361 get_kfunc_ptr_arg_type(struct bpf_verifier_env *env,
11362                        struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
11363                        const struct btf_type *t, const struct btf_type *ref_t,
11364                        const char *ref_tname, const struct btf_param *args,
11365                        int argno, int nargs)
11366 {
11367         u32 regno = argno + 1;
11368         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
11369         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
11370         bool arg_mem_size = false;
11371
11372         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_cast_to_kern_ctx])
11373                 return KF_ARG_PTR_TO_CTX;
11374
11375         /* In this function, we verify the kfunc's BTF as per the argument type,
11376          * leaving the rest of the verification with respect to the register
11377          * type to our caller. When a set of conditions hold in the BTF type of
11378          * arguments, we resolve it to a known kfunc_ptr_arg_type.
11379          */
11380         if (btf_is_prog_ctx_type(&env->log, meta->btf, t, resolve_prog_type(env->prog), argno))
11381                 return KF_ARG_PTR_TO_CTX;
11382
11383         if (is_kfunc_arg_nullable(meta->btf, &args[argno]) && register_is_null(reg))
11384                 return KF_ARG_PTR_TO_NULL;
11385
11386         if (is_kfunc_arg_alloc_obj(meta->btf, &args[argno]))
11387                 return KF_ARG_PTR_TO_ALLOC_BTF_ID;
11388
11389         if (is_kfunc_arg_refcounted_kptr(meta->btf, &args[argno]))
11390                 return KF_ARG_PTR_TO_REFCOUNTED_KPTR;
11391
11392         if (is_kfunc_arg_dynptr(meta->btf, &args[argno]))
11393                 return KF_ARG_PTR_TO_DYNPTR;
11394
11395         if (is_kfunc_arg_iter(meta, argno, &args[argno]))
11396                 return KF_ARG_PTR_TO_ITER;
11397
11398         if (is_kfunc_arg_list_head(meta->btf, &args[argno]))
11399                 return KF_ARG_PTR_TO_LIST_HEAD;
11400
11401         if (is_kfunc_arg_list_node(meta->btf, &args[argno]))
11402                 return KF_ARG_PTR_TO_LIST_NODE;
11403
11404         if (is_kfunc_arg_rbtree_root(meta->btf, &args[argno]))
11405                 return KF_ARG_PTR_TO_RB_ROOT;
11406
11407         if (is_kfunc_arg_rbtree_node(meta->btf, &args[argno]))
11408                 return KF_ARG_PTR_TO_RB_NODE;
11409
11410         if (is_kfunc_arg_const_str(meta->btf, &args[argno]))
11411                 return KF_ARG_PTR_TO_CONST_STR;
11412
11413         if (is_kfunc_arg_map(meta->btf, &args[argno]))
11414                 return KF_ARG_PTR_TO_MAP;
11415
11416         if (is_kfunc_arg_wq(meta->btf, &args[argno]))
11417                 return KF_ARG_PTR_TO_WORKQUEUE;
11418
11419         if ((base_type(reg->type) == PTR_TO_BTF_ID || reg2btf_ids[base_type(reg->type)])) {
11420                 if (!btf_type_is_struct(ref_t)) {
11421                         verbose(env, "kernel function %s args#%d pointer type %s %s is not supported\n",
11422                                 meta->func_name, argno, btf_type_str(ref_t), ref_tname);
11423                         return -EINVAL;
11424                 }
11425                 return KF_ARG_PTR_TO_BTF_ID;
11426         }
11427
11428         if (is_kfunc_arg_callback(env, meta->btf, &args[argno]))
11429                 return KF_ARG_PTR_TO_CALLBACK;
11430
11431         if (argno + 1 < nargs &&
11432             (is_kfunc_arg_mem_size(meta->btf, &args[argno + 1], &regs[regno + 1]) ||
11433              is_kfunc_arg_const_mem_size(meta->btf, &args[argno + 1], &regs[regno + 1])))
11434                 arg_mem_size = true;
11435
11436         /* This is the catch all argument type of register types supported by
11437          * check_helper_mem_access. However, we only allow when argument type is
11438          * pointer to scalar, or struct composed (recursively) of scalars. When
11439          * arg_mem_size is true, the pointer can be void *.
11440          */
11441         if (!btf_type_is_scalar(ref_t) && !__btf_type_is_scalar_struct(env, meta->btf, ref_t, 0) &&
11442             (arg_mem_size ? !btf_type_is_void(ref_t) : 1)) {
11443                 verbose(env, "arg#%d pointer type %s %s must point to %sscalar, or struct with scalar\n",
11444                         argno, btf_type_str(ref_t), ref_tname, arg_mem_size ? "void, " : "");
11445                 return -EINVAL;
11446         }
11447         return arg_mem_size ? KF_ARG_PTR_TO_MEM_SIZE : KF_ARG_PTR_TO_MEM;
11448 }
11449
11450 static int process_kf_arg_ptr_to_btf_id(struct bpf_verifier_env *env,
11451                                         struct bpf_reg_state *reg,
11452                                         const struct btf_type *ref_t,
11453                                         const char *ref_tname, u32 ref_id,
11454                                         struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
11455                                         int argno)
11456 {
11457         const struct btf_type *reg_ref_t;
11458         bool strict_type_match = false;
11459         const struct btf *reg_btf;
11460         const char *reg_ref_tname;
11461         bool taking_projection;
11462         bool struct_same;
11463         u32 reg_ref_id;
11464
11465         if (base_type(reg->type) == PTR_TO_BTF_ID) {
11466                 reg_btf = reg->btf;
11467                 reg_ref_id = reg->btf_id;
11468         } else {
11469                 reg_btf = btf_vmlinux;
11470                 reg_ref_id = *reg2btf_ids[base_type(reg->type)];
11471         }
11472
11473         /* Enforce strict type matching for calls to kfuncs that are acquiring
11474          * or releasing a reference, or are no-cast aliases. We do _not_
11475          * enforce strict matching for plain KF_TRUSTED_ARGS kfuncs by default,
11476          * as we want to enable BPF programs to pass types that are bitwise
11477          * equivalent without forcing them to explicitly cast with something
11478          * like bpf_cast_to_kern_ctx().
11479          *
11480          * For example, say we had a type like the following:
11481          *
11482          * struct bpf_cpumask {
11483          *      cpumask_t cpumask;
11484          *      refcount_t usage;
11485          * };
11486          *
11487          * Note that as specified in <linux/cpumask.h>, cpumask_t is typedef'ed
11488          * to a struct cpumask, so it would be safe to pass a struct
11489          * bpf_cpumask * to a kfunc expecting a struct cpumask *.
11490          *
11491          * The philosophy here is similar to how we allow scalars of different
11492          * types to be passed to kfuncs as long as the size is the same. The
11493          * only difference here is that we're simply allowing
11494          * btf_struct_ids_match() to walk the struct at the 0th offset, and
11495          * resolve types.
11496          */
11497         if ((is_kfunc_release(meta) && reg->ref_obj_id) ||
11498             btf_type_ids_nocast_alias(&env->log, reg_btf, reg_ref_id, meta->btf, ref_id))
11499                 strict_type_match = true;
11500
11501         WARN_ON_ONCE(is_kfunc_release(meta) &&
11502                      (reg->off || !tnum_is_const(reg->var_off) ||
11503                       reg->var_off.value));
11504
11505         reg_ref_t = btf_type_skip_modifiers(reg_btf, reg_ref_id, &reg_ref_id);
11506         reg_ref_tname = btf_name_by_offset(reg_btf, reg_ref_t->name_off);
11507         struct_same = btf_struct_ids_match(&env->log, reg_btf, reg_ref_id, reg->off, meta->btf, ref_id, strict_type_match);
11508         /* If kfunc is accepting a projection type (ie. __sk_buff), it cannot
11509          * actually use it -- it must cast to the underlying type. So we allow
11510          * caller to pass in the underlying type.
11511          */
11512         taking_projection = btf_is_projection_of(ref_tname, reg_ref_tname);
11513         if (!taking_projection && !struct_same) {
11514                 verbose(env, "kernel function %s args#%d expected pointer to %s %s but R%d has a pointer to %s %s\n",
11515                         meta->func_name, argno, btf_type_str(ref_t), ref_tname, argno + 1,
11516                         btf_type_str(reg_ref_t), reg_ref_tname);
11517                 return -EINVAL;
11518         }
11519         return 0;
11520 }
11521
11522 static int ref_set_non_owning(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
11523 {
11524         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
11525         struct btf_record *rec = reg_btf_record(reg);
11526
11527         if (!state->active_lock.ptr) {
11528                 verbose(env, "verifier internal error: ref_set_non_owning w/o active lock\n");
11529                 return -EFAULT;
11530         }
11531
11532         if (type_flag(reg->type) & NON_OWN_REF) {
11533                 verbose(env, "verifier internal error: NON_OWN_REF already set\n");
11534                 return -EFAULT;
11535         }
11536
11537         reg->type |= NON_OWN_REF;
11538         if (rec->refcount_off >= 0)
11539                 reg->type |= MEM_RCU;
11540
11541         return 0;
11542 }
11543
11544 static int ref_convert_owning_non_owning(struct bpf_verifier_env *env, u32 ref_obj_id)
11545 {
11546         struct bpf_func_state *state, *unused;
11547         struct bpf_reg_state *reg;
11548         int i;
11549
11550         state = cur_func(env);
11551
11552         if (!ref_obj_id) {
11553                 verbose(env, "verifier internal error: ref_obj_id is zero for "
11554                              "owning -> non-owning conversion\n");
11555                 return -EFAULT;
11556         }
11557
11558         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
11559                 if (state->refs[i].id != ref_obj_id)
11560                         continue;
11561
11562                 /* Clear ref_obj_id here so release_reference doesn't clobber
11563                  * the whole reg
11564                  */
11565                 bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, unused, reg, ({
11566                         if (reg->ref_obj_id == ref_obj_id) {
11567                                 reg->ref_obj_id = 0;
11568                                 ref_set_non_owning(env, reg);
11569                         }
11570                 }));
11571                 return 0;
11572         }
11573
11574         verbose(env, "verifier internal error: ref state missing for ref_obj_id\n");
11575         return -EFAULT;
11576 }
11577
11578 /* Implementation details:
11579  *
11580  * Each register points to some region of memory, which we define as an
11581  * allocation. Each allocation may embed a bpf_spin_lock which protects any
11582  * special BPF objects (bpf_list_head, bpf_rb_root, etc.) part of the same
11583  * allocation. The lock and the data it protects are colocated in the same
11584  * memory region.
11585  *
11586  * Hence, everytime a register holds a pointer value pointing to such
11587  * allocation, the verifier preserves a unique reg->id for it.
11588  *
11589  * The verifier remembers the lock 'ptr' and the lock 'id' whenever
11590  * bpf_spin_lock is called.
11591  *
11592  * To enable this, lock state in the verifier captures two values:
11593  *      active_lock.ptr = Register's type specific pointer
11594  *      active_lock.id  = A unique ID for each register pointer value
11595  *
11596  * Currently, PTR_TO_MAP_VALUE and PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC are the two
11597  * supported register types.
11598  *
11599  * The active_lock.ptr in case of map values is the reg->map_ptr, and in case of
11600  * allocated objects is the reg->btf pointer.
11601  *
11602  * The active_lock.id is non-unique for maps supporting direct_value_addr, as we
11603  * can establish the provenance of the map value statically for each distinct
11604  * lookup into such maps. They always contain a single map value hence unique
11605  * IDs for each pseudo load pessimizes the algorithm and rejects valid programs.
11606  *
11607  * So, in case of global variables, they use array maps with max_entries = 1,
11608  * hence their active_lock.ptr becomes map_ptr and id = 0 (since they all point
11609  * into the same map value as max_entries is 1, as described above).
11610  *
11611  * In case of inner map lookups, the inner map pointer has same map_ptr as the
11612  * outer map pointer (in verifier context), but each lookup into an inner map
11613  * assigns a fresh reg->id to the lookup, so while lookups into distinct inner
11614  * maps from the same outer map share the same map_ptr as active_lock.ptr, they
11615  * will get different reg->id assigned to each lookup, hence different
11616  * active_lock.id.
11617  *
11618  * In case of allocated objects, active_lock.ptr is the reg->btf, and the
11619  * reg->id is a unique ID preserved after the NULL pointer check on the pointer
11620  * returned from bpf_obj_new. Each allocation receives a new reg->id.
11621  */
11622 static int check_reg_allocation_locked(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
11623 {
11624         void *ptr;
11625         u32 id;
11626
11627         switch ((int)reg->type) {
11628         case PTR_TO_MAP_VALUE:
11629                 ptr = reg->map_ptr;
11630                 break;
11631         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC:
11632                 ptr = reg->btf;
11633                 break;
11634         default:
11635                 verbose(env, "verifier internal error: unknown reg type for lock check\n");
11636                 return -EFAULT;
11637         }
11638         id = reg->id;
11639
11640         if (!env->cur_state->active_lock.ptr)
11641                 return -EINVAL;
11642         if (env->cur_state->active_lock.ptr != ptr ||
11643             env->cur_state->active_lock.id != id) {
11644                 verbose(env, "held lock and object are not in the same allocation\n");
11645                 return -EINVAL;
11646         }
11647         return 0;
11648 }
11649
11650 static bool is_bpf_list_api_kfunc(u32 btf_id)
11651 {
11652         return btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_front_impl] ||
11653                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_back_impl] ||
11654                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_pop_front] ||
11655                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_pop_back];
11656 }
11657
11658 static bool is_bpf_rbtree_api_kfunc(u32 btf_id)
11659 {
11660         return btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl] ||
11661                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_remove] ||
11662                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_first];
11663 }
11664
11665 static bool is_bpf_graph_api_kfunc(u32 btf_id)
11666 {
11667         return is_bpf_list_api_kfunc(btf_id) || is_bpf_rbtree_api_kfunc(btf_id) ||
11668                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl];
11669 }
11670
11671 static bool is_sync_callback_calling_kfunc(u32 btf_id)
11672 {
11673         return btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl];
11674 }
11675
11676 static bool is_async_callback_calling_kfunc(u32 btf_id)
11677 {
11678         return btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_wq_set_callback_impl];
11679 }
11680
11681 static bool is_bpf_throw_kfunc(struct bpf_insn *insn)
11682 {
11683         return bpf_pseudo_kfunc_call(insn) && insn->off == 0 &&
11684                insn->imm == special_kfunc_list[KF_bpf_throw];
11685 }
11686
11687 static bool is_bpf_wq_set_callback_impl_kfunc(u32 btf_id)
11688 {
11689         return btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_wq_set_callback_impl];
11690 }
11691
11692 static bool is_callback_calling_kfunc(u32 btf_id)
11693 {
11694         return is_sync_callback_calling_kfunc(btf_id) ||
11695                is_async_callback_calling_kfunc(btf_id);
11696 }
11697
11698 static bool is_rbtree_lock_required_kfunc(u32 btf_id)
11699 {
11700         return is_bpf_rbtree_api_kfunc(btf_id);
11701 }
11702
11703 static bool check_kfunc_is_graph_root_api(struct bpf_verifier_env *env,
11704                                           enum btf_field_type head_field_type,
11705                                           u32 kfunc_btf_id)
11706 {
11707         bool ret;
11708
11709         switch (head_field_type) {
11710         case BPF_LIST_HEAD:
11711                 ret = is_bpf_list_api_kfunc(kfunc_btf_id);
11712                 break;
11713         case BPF_RB_ROOT:
11714                 ret = is_bpf_rbtree_api_kfunc(kfunc_btf_id);
11715                 break;
11716         default:
11717                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected graph root argument type %s\n",
11718                         btf_field_type_name(head_field_type));
11719                 return false;
11720         }
11721
11722         if (!ret)
11723                 verbose(env, "verifier internal error: %s head arg for unknown kfunc\n",
11724                         btf_field_type_name(head_field_type));
11725         return ret;
11726 }
11727
11728 static bool check_kfunc_is_graph_node_api(struct bpf_verifier_env *env,
11729                                           enum btf_field_type node_field_type,
11730                                           u32 kfunc_btf_id)
11731 {
11732         bool ret;
11733
11734         switch (node_field_type) {
11735         case BPF_LIST_NODE:
11736                 ret = (kfunc_btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_front_impl] ||
11737                        kfunc_btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_back_impl]);
11738                 break;
11739         case BPF_RB_NODE:
11740                 ret = (kfunc_btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_remove] ||
11741                        kfunc_btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl]);
11742                 break;
11743         default:
11744                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected graph node argument type %s\n",
11745                         btf_field_type_name(node_field_type));
11746                 return false;
11747         }
11748
11749         if (!ret)
11750                 verbose(env, "verifier internal error: %s node arg for unknown kfunc\n",
11751                         btf_field_type_name(node_field_type));
11752         return ret;
11753 }
11754
11755 static int
11756 __process_kf_arg_ptr_to_graph_root(struct bpf_verifier_env *env,
11757                                    struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
11758                                    struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
11759                                    enum btf_field_type head_field_type,
11760                                    struct btf_field **head_field)
11761 {
11762         const char *head_type_name;
11763         struct btf_field *field;
11764         struct btf_record *rec;
11765         u32 head_off;
11766
11767         if (meta->btf != btf_vmlinux) {
11768                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected btf mismatch in kfunc call\n");
11769                 return -EFAULT;
11770         }
11771
11772         if (!check_kfunc_is_graph_root_api(env, head_field_type, meta->func_id))
11773                 return -EFAULT;
11774
11775         head_type_name = btf_field_type_name(head_field_type);
11776         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
11777                 verbose(env,
11778                         "R%d doesn't have constant offset. %s has to be at the constant offset\n",
11779                         regno, head_type_name);
11780                 return -EINVAL;
11781         }
11782
11783         rec = reg_btf_record(reg);
11784         head_off = reg->off + reg->var_off.value;
11785         field = btf_record_find(rec, head_off, head_field_type);
11786         if (!field) {
11787                 verbose(env, "%s not found at offset=%u\n", head_type_name, head_off);
11788                 return -EINVAL;
11789         }
11790
11791         /* All functions require bpf_list_head to be protected using a bpf_spin_lock */
11792         if (check_reg_allocation_locked(env, reg)) {
11793                 verbose(env, "bpf_spin_lock at off=%d must be held for %s\n",
11794                         rec->spin_lock_off, head_type_name);
11795                 return -EINVAL;
11796         }
11797
11798         if (*head_field) {
11799                 verbose(env, "verifier internal error: repeating %s arg\n", head_type_name);
11800                 return -EFAULT;
11801         }
11802         *head_field = field;
11803         return 0;
11804 }
11805
11806 static int process_kf_arg_ptr_to_list_head(struct bpf_verifier_env *env,
11807                                            struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
11808                                            struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
11809 {
11810         return __process_kf_arg_ptr_to_graph_root(env, reg, regno, meta, BPF_LIST_HEAD,
11811                                                           &meta->arg_list_head.field);
11812 }
11813
11814 static int process_kf_arg_ptr_to_rbtree_root(struct bpf_verifier_env *env,
11815                                              struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
11816                                              struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
11817 {
11818         return __process_kf_arg_ptr_to_graph_root(env, reg, regno, meta, BPF_RB_ROOT,
11819                                                           &meta->arg_rbtree_root.field);
11820 }
11821
11822 static int
11823 __process_kf_arg_ptr_to_graph_node(struct bpf_verifier_env *env,
11824                                    struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
11825                                    struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
11826                                    enum btf_field_type head_field_type,
11827                                    enum btf_field_type node_field_type,
11828                                    struct btf_field **node_field)
11829 {
11830         const char *node_type_name;
11831         const struct btf_type *et, *t;
11832         struct btf_field *field;
11833         u32 node_off;
11834
11835         if (meta->btf != btf_vmlinux) {
11836                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected btf mismatch in kfunc call\n");
11837                 return -EFAULT;
11838         }
11839
11840         if (!check_kfunc_is_graph_node_api(env, node_field_type, meta->func_id))
11841                 return -EFAULT;
11842
11843         node_type_name = btf_field_type_name(node_field_type);
11844         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
11845                 verbose(env,
11846                         "R%d doesn't have constant offset. %s has to be at the constant offset\n",
11847                         regno, node_type_name);
11848                 return -EINVAL;
11849         }
11850
11851         node_off = reg->off + reg->var_off.value;
11852         field = reg_find_field_offset(reg, node_off, node_field_type);
11853         if (!field) {
11854                 verbose(env, "%s not found at offset=%u\n", node_type_name, node_off);
11855                 return -EINVAL;
11856         }
11857
11858         field = *node_field;
11859
11860         et = btf_type_by_id(field->graph_root.btf, field->graph_root.value_btf_id);
11861         t = btf_type_by_id(reg->btf, reg->btf_id);
11862         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg->btf, reg->btf_id, 0, field->graph_root.btf,
11863                                   field->graph_root.value_btf_id, true)) {
11864                 verbose(env, "operation on %s expects arg#1 %s at offset=%d "
11865                         "in struct %s, but arg is at offset=%d in struct %s\n",
11866                         btf_field_type_name(head_field_type),
11867                         btf_field_type_name(node_field_type),
11868                         field->graph_root.node_offset,
11869                         btf_name_by_offset(field->graph_root.btf, et->name_off),
11870                         node_off, btf_name_by_offset(reg->btf, t->name_off));
11871                 return -EINVAL;
11872         }
11873         meta->arg_btf = reg->btf;
11874         meta->arg_btf_id = reg->btf_id;
11875
11876         if (node_off != field->graph_root.node_offset) {
11877                 verbose(env, "arg#1 offset=%d, but expected %s at offset=%d in struct %s\n",
11878                         node_off, btf_field_type_name(node_field_type),
11879                         field->graph_root.node_offset,
11880                         btf_name_by_offset(field->graph_root.btf, et->name_off));
11881                 return -EINVAL;
11882         }
11883
11884         return 0;
11885 }
11886
11887 static int process_kf_arg_ptr_to_list_node(struct bpf_verifier_env *env,
11888                                            struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
11889                                            struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
11890 {
11891         return __process_kf_arg_ptr_to_graph_node(env, reg, regno, meta,
11892                                                   BPF_LIST_HEAD, BPF_LIST_NODE,
11893                                                   &meta->arg_list_head.field);
11894 }
11895
11896 static int process_kf_arg_ptr_to_rbtree_node(struct bpf_verifier_env *env,
11897                                              struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
11898                                              struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
11899 {
11900         return __process_kf_arg_ptr_to_graph_node(env, reg, regno, meta,
11901                                                   BPF_RB_ROOT, BPF_RB_NODE,
11902                                                   &meta->arg_rbtree_root.field);
11903 }
11904
11905 /*
11906  * css_task iter allowlist is needed to avoid dead locking on css_set_lock.
11907  * LSM hooks and iters (both sleepable and non-sleepable) are safe.
11908  * Any sleepable progs are also safe since bpf_check_attach_target() enforce
11909  * them can only be attached to some specific hook points.
11910  */
11911 static bool check_css_task_iter_allowlist(struct bpf_verifier_env *env)
11912 {
11913         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
11914
11915         switch (prog_type) {
11916         case BPF_PROG_TYPE_LSM:
11917                 return true;
11918         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
11919                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_ITER)
11920                         return true;
11921                 fallthrough;
11922         default:
11923                 return in_sleepable(env);
11924         }
11925 }
11926
11927 static int check_kfunc_args(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
11928                             int insn_idx)
11929 {
11930         const char *func_name = meta->func_name, *ref_tname;
11931         const struct btf *btf = meta->btf;
11932         const struct btf_param *args;
11933         struct btf_record *rec;
11934         u32 i, nargs;
11935         int ret;
11936
11937         args = (const struct btf_param *)(meta->func_proto + 1);
11938         nargs = btf_type_vlen(meta->func_proto);
11939         if (nargs > MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS) {
11940                 verbose(env, "Function %s has %d > %d args\n", func_name, nargs,
11941                         MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS);
11942                 return -EINVAL;
11943         }
11944
11945         /* Check that BTF function arguments match actual types that the
11946          * verifier sees.
11947          */
11948         for (i = 0; i < nargs; i++) {
11949                 struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[i + 1];
11950                 const struct btf_type *t, *ref_t, *resolve_ret;
11951                 enum bpf_arg_type arg_type = ARG_DONTCARE;
11952                 u32 regno = i + 1, ref_id, type_size;
11953                 bool is_ret_buf_sz = false;
11954                 int kf_arg_type;
11955
11956                 t = btf_type_skip_modifiers(btf, args[i].type, NULL);
11957
11958                 if (is_kfunc_arg_ignore(btf, &args[i]))
11959                         continue;
11960
11961                 if (btf_type_is_scalar(t)) {
11962                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
11963                                 verbose(env, "R%d is not a scalar\n", regno);
11964                                 return -EINVAL;
11965                         }
11966
11967                         if (is_kfunc_arg_constant(meta->btf, &args[i])) {
11968                                 if (meta->arg_constant.found) {
11969                                         verbose(env, "verifier internal error: only one constant argument permitted\n");
11970                                         return -EFAULT;
11971                                 }
11972                                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
11973                                         verbose(env, "R%d must be a known constant\n", regno);
11974                                         return -EINVAL;
11975                                 }
11976                                 ret = mark_chain_precision(env, regno);
11977                                 if (ret < 0)
11978                                         return ret;
11979                                 meta->arg_constant.found = true;
11980                                 meta->arg_constant.value = reg->var_off.value;
11981                         } else if (is_kfunc_arg_scalar_with_name(btf, &args[i], "rdonly_buf_size")) {
11982                                 meta->r0_rdonly = true;
11983                                 is_ret_buf_sz = true;
11984                         } else if (is_kfunc_arg_scalar_with_name(btf, &args[i], "rdwr_buf_size")) {
11985                                 is_ret_buf_sz = true;
11986                         }
11987
11988                         if (is_ret_buf_sz) {
11989                                 if (meta->r0_size) {
11990                                         verbose(env, "2 or more rdonly/rdwr_buf_size parameters for kfunc");
11991                                         return -EINVAL;
11992                                 }
11993
11994                                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
11995                                         verbose(env, "R%d is not a const\n", regno);
11996                                         return -EINVAL;
11997                                 }
11998
11999                                 meta->r0_size = reg->var_off.value;
12000                                 ret = mark_chain_precision(env, regno);
12001                                 if (ret)
12002                                         return ret;
12003                         }
12004                         continue;
12005                 }
12006
12007                 if (!btf_type_is_ptr(t)) {
12008                         verbose(env, "Unrecognized arg#%d type %s\n", i, btf_type_str(t));
12009                         return -EINVAL;
12010                 }
12011
12012                 if ((is_kfunc_trusted_args(meta) || is_kfunc_rcu(meta)) &&
12013                     (register_is_null(reg) || type_may_be_null(reg->type)) &&
12014                         !is_kfunc_arg_nullable(meta->btf, &args[i])) {
12015                         verbose(env, "Possibly NULL pointer passed to trusted arg%d\n", i);
12016                         return -EACCES;
12017                 }
12018
12019                 if (reg->ref_obj_id) {
12020                         if (is_kfunc_release(meta) && meta->ref_obj_id) {
12021                                 verbose(env, "verifier internal error: more than one arg with ref_obj_id R%d %u %u\n",
12022                                         regno, reg->ref_obj_id,
12023                                         meta->ref_obj_id);
12024                                 return -EFAULT;
12025                         }
12026                         meta->ref_obj_id = reg->ref_obj_id;
12027                         if (is_kfunc_release(meta))
12028                                 meta->release_regno = regno;
12029                 }
12030
12031                 ref_t = btf_type_skip_modifiers(btf, t->type, &ref_id);
12032                 ref_tname = btf_name_by_offset(btf, ref_t->name_off);
12033
12034                 kf_arg_type = get_kfunc_ptr_arg_type(env, meta, t, ref_t, ref_tname, args, i, nargs);
12035                 if (kf_arg_type < 0)
12036                         return kf_arg_type;
12037
12038                 switch (kf_arg_type) {
12039                 case KF_ARG_PTR_TO_NULL:
12040                         continue;
12041                 case KF_ARG_PTR_TO_MAP:
12042                         if (!reg->map_ptr) {
12043                                 verbose(env, "pointer in R%d isn't map pointer\n", regno);
12044                                 return -EINVAL;
12045                         }
12046                         if (meta->map.ptr && reg->map_ptr->record->wq_off >= 0) {
12047                                 /* Use map_uid (which is unique id of inner map) to reject:
12048                                  * inner_map1 = bpf_map_lookup_elem(outer_map, key1)
12049                                  * inner_map2 = bpf_map_lookup_elem(outer_map, key2)
12050                                  * if (inner_map1 && inner_map2) {
12051                                  *     wq = bpf_map_lookup_elem(inner_map1);
12052                                  *     if (wq)
12053                                  *         // mismatch would have been allowed
12054                                  *         bpf_wq_init(wq, inner_map2);
12055                                  * }
12056                                  *
12057                                  * Comparing map_ptr is enough to distinguish normal and outer maps.
12058                                  */
12059                                 if (meta->map.ptr != reg->map_ptr ||
12060                                     meta->map.uid != reg->map_uid) {
12061                                         verbose(env,
12062                                                 "workqueue pointer in R1 map_uid=%d doesn't match map pointer in R2 map_uid=%d\n",
12063                                                 meta->map.uid, reg->map_uid);
12064                                         return -EINVAL;
12065                                 }
12066                         }
12067                         meta->map.ptr = reg->map_ptr;
12068                         meta->map.uid = reg->map_uid;
12069                         fallthrough;
12070                 case KF_ARG_PTR_TO_ALLOC_BTF_ID:
12071                 case KF_ARG_PTR_TO_BTF_ID:
12072                         if (!is_kfunc_trusted_args(meta) && !is_kfunc_rcu(meta))
12073                                 break;
12074
12075                         if (!is_trusted_reg(reg)) {
12076                                 if (!is_kfunc_rcu(meta)) {
12077                                         verbose(env, "R%d must be referenced or trusted\n", regno);
12078                                         return -EINVAL;
12079                                 }
12080                                 if (!is_rcu_reg(reg)) {
12081                                         verbose(env, "R%d must be a rcu pointer\n", regno);
12082                                         return -EINVAL;
12083                                 }
12084                         }
12085                         fallthrough;
12086                 case KF_ARG_PTR_TO_CTX:
12087                 case KF_ARG_PTR_TO_DYNPTR:
12088                 case KF_ARG_PTR_TO_ITER:
12089                 case KF_ARG_PTR_TO_LIST_HEAD:
12090                 case KF_ARG_PTR_TO_LIST_NODE:
12091                 case KF_ARG_PTR_TO_RB_ROOT:
12092                 case KF_ARG_PTR_TO_RB_NODE:
12093                 case KF_ARG_PTR_TO_MEM:
12094                 case KF_ARG_PTR_TO_MEM_SIZE:
12095                 case KF_ARG_PTR_TO_CALLBACK:
12096                 case KF_ARG_PTR_TO_REFCOUNTED_KPTR:
12097                 case KF_ARG_PTR_TO_CONST_STR:
12098                 case KF_ARG_PTR_TO_WORKQUEUE:
12099                         break;
12100                 default:
12101                         WARN_ON_ONCE(1);
12102                         return -EFAULT;
12103                 }
12104
12105                 if (is_kfunc_release(meta) && reg->ref_obj_id)
12106                         arg_type |= OBJ_RELEASE;
12107                 ret = check_func_arg_reg_off(env, reg, regno, arg_type);
12108                 if (ret < 0)
12109                         return ret;
12110
12111                 switch (kf_arg_type) {
12112                 case KF_ARG_PTR_TO_CTX:
12113                         if (reg->type != PTR_TO_CTX) {
12114                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to ctx, but got %s\n",
12115                                         i, reg_type_str(env, reg->type));
12116                                 return -EINVAL;
12117                         }
12118
12119                         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_cast_to_kern_ctx]) {
12120                                 ret = get_kern_ctx_btf_id(&env->log, resolve_prog_type(env->prog));
12121                                 if (ret < 0)
12122                                         return -EINVAL;
12123                                 meta->ret_btf_id  = ret;
12124                         }
12125                         break;
12126                 case KF_ARG_PTR_TO_ALLOC_BTF_ID:
12127                         if (reg->type == (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
12128                                 if (meta->func_id != special_kfunc_list[KF_bpf_obj_drop_impl]) {
12129                                         verbose(env, "arg#%d expected for bpf_obj_drop_impl()\n", i);
12130                                         return -EINVAL;
12131                                 }
12132                         } else if (reg->type == (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | MEM_PERCPU)) {
12133                                 if (meta->func_id != special_kfunc_list[KF_bpf_percpu_obj_drop_impl]) {
12134                                         verbose(env, "arg#%d expected for bpf_percpu_obj_drop_impl()\n", i);
12135                                         return -EINVAL;
12136                                 }
12137                         } else {
12138                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to allocated object\n", i);
12139                                 return -EINVAL;
12140                         }
12141                         if (!reg->ref_obj_id) {
12142                                 verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
12143                                 return -EINVAL;
12144                         }
12145                         if (meta->btf == btf_vmlinux) {
12146                                 meta->arg_btf = reg->btf;
12147                                 meta->arg_btf_id = reg->btf_id;
12148                         }
12149                         break;
12150                 case KF_ARG_PTR_TO_DYNPTR:
12151                 {
12152                         enum bpf_arg_type dynptr_arg_type = ARG_PTR_TO_DYNPTR;
12153                         int clone_ref_obj_id = 0;
12154
12155                         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
12156                                 dynptr_arg_type |= MEM_RDONLY;
12157
12158                         if (is_kfunc_arg_uninit(btf, &args[i]))
12159                                 dynptr_arg_type |= MEM_UNINIT;
12160
12161                         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_from_skb]) {
12162                                 dynptr_arg_type |= DYNPTR_TYPE_SKB;
12163                         } else if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_from_xdp]) {
12164                                 dynptr_arg_type |= DYNPTR_TYPE_XDP;
12165                         } else if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_clone] &&
12166                                    (dynptr_arg_type & MEM_UNINIT)) {
12167                                 enum bpf_dynptr_type parent_type = meta->initialized_dynptr.type;
12168
12169                                 if (parent_type == BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID) {
12170                                         verbose(env, "verifier internal error: no dynptr type for parent of clone\n");
12171                                         return -EFAULT;
12172                                 }
12173
12174                                 dynptr_arg_type |= (unsigned int)get_dynptr_type_flag(parent_type);
12175                                 clone_ref_obj_id = meta->initialized_dynptr.ref_obj_id;
12176                                 if (dynptr_type_refcounted(parent_type) && !clone_ref_obj_id) {
12177                                         verbose(env, "verifier internal error: missing ref obj id for parent of clone\n");
12178                                         return -EFAULT;
12179                                 }
12180                         }
12181
12182                         ret = process_dynptr_func(env, regno, insn_idx, dynptr_arg_type, clone_ref_obj_id);
12183                         if (ret < 0)
12184                                 return ret;
12185
12186                         if (!(dynptr_arg_type & MEM_UNINIT)) {
12187                                 int id = dynptr_id(env, reg);
12188
12189                                 if (id < 0) {
12190                                         verbose(env, "verifier internal error: failed to obtain dynptr id\n");
12191                                         return id;
12192                                 }
12193                                 meta->initialized_dynptr.id = id;
12194                                 meta->initialized_dynptr.type = dynptr_get_type(env, reg);
12195                                 meta->initialized_dynptr.ref_obj_id = dynptr_ref_obj_id(env, reg);
12196                         }
12197
12198                         break;
12199                 }
12200                 case KF_ARG_PTR_TO_ITER:
12201                         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_iter_css_task_new]) {
12202                                 if (!check_css_task_iter_allowlist(env)) {
12203                                         verbose(env, "css_task_iter is only allowed in bpf_lsm, bpf_iter and sleepable progs\n");
12204                                         return -EINVAL;
12205                                 }
12206                         }
12207                         ret = process_iter_arg(env, regno, insn_idx, meta);
12208                         if (ret < 0)
12209                                 return ret;
12210                         break;
12211                 case KF_ARG_PTR_TO_LIST_HEAD:
12212                         if (reg->type != PTR_TO_MAP_VALUE &&
12213                             reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
12214                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to map value or allocated object\n", i);
12215                                 return -EINVAL;
12216                         }
12217                         if (reg->type == (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC) && !reg->ref_obj_id) {
12218                                 verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
12219                                 return -EINVAL;
12220                         }
12221                         ret = process_kf_arg_ptr_to_list_head(env, reg, regno, meta);
12222                         if (ret < 0)
12223                                 return ret;
12224                         break;
12225                 case KF_ARG_PTR_TO_RB_ROOT:
12226                         if (reg->type != PTR_TO_MAP_VALUE &&
12227                             reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
12228                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to map value or allocated object\n", i);
12229                                 return -EINVAL;
12230                         }
12231                         if (reg->type == (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC) && !reg->ref_obj_id) {
12232                                 verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
12233                                 return -EINVAL;
12234                         }
12235                         ret = process_kf_arg_ptr_to_rbtree_root(env, reg, regno, meta);
12236                         if (ret < 0)
12237                                 return ret;
12238                         break;
12239                 case KF_ARG_PTR_TO_LIST_NODE:
12240                         if (reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
12241                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to allocated object\n", i);
12242                                 return -EINVAL;
12243                         }
12244                         if (!reg->ref_obj_id) {
12245                                 verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
12246                                 return -EINVAL;
12247                         }
12248                         ret = process_kf_arg_ptr_to_list_node(env, reg, regno, meta);
12249                         if (ret < 0)
12250                                 return ret;
12251                         break;
12252                 case KF_ARG_PTR_TO_RB_NODE:
12253                         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_remove]) {
12254                                 if (!type_is_non_owning_ref(reg->type) || reg->ref_obj_id) {
12255                                         verbose(env, "rbtree_remove node input must be non-owning ref\n");
12256                                         return -EINVAL;
12257                                 }
12258                                 if (in_rbtree_lock_required_cb(env)) {
12259                                         verbose(env, "rbtree_remove not allowed in rbtree cb\n");
12260                                         return -EINVAL;
12261                                 }
12262                         } else {
12263                                 if (reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
12264                                         verbose(env, "arg#%d expected pointer to allocated object\n", i);
12265                                         return -EINVAL;
12266                                 }
12267                                 if (!reg->ref_obj_id) {
12268                                         verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
12269                                         return -EINVAL;
12270                                 }
12271                         }
12272
12273                         ret = process_kf_arg_ptr_to_rbtree_node(env, reg, regno, meta);
12274                         if (ret < 0)
12275                                 return ret;
12276                         break;
12277                 case KF_ARG_PTR_TO_MAP:
12278                         /* If argument has '__map' suffix expect 'struct bpf_map *' */
12279                         ref_id = *reg2btf_ids[CONST_PTR_TO_MAP];
12280                         ref_t = btf_type_by_id(btf_vmlinux, ref_id);
12281                         ref_tname = btf_name_by_offset(btf, ref_t->name_off);
12282                         fallthrough;
12283                 case KF_ARG_PTR_TO_BTF_ID:
12284                         /* Only base_type is checked, further checks are done here */
12285                         if ((base_type(reg->type) != PTR_TO_BTF_ID ||
12286                              (bpf_type_has_unsafe_modifiers(reg->type) && !is_rcu_reg(reg))) &&
12287                             !reg2btf_ids[base_type(reg->type)]) {
12288                                 verbose(env, "arg#%d is %s ", i, reg_type_str(env, reg->type));
12289                                 verbose(env, "expected %s or socket\n",
12290                                         reg_type_str(env, base_type(reg->type) |
12291                                                           (type_flag(reg->type) & BPF_REG_TRUSTED_MODIFIERS)));
12292                                 return -EINVAL;
12293                         }
12294                         ret = process_kf_arg_ptr_to_btf_id(env, reg, ref_t, ref_tname, ref_id, meta, i);
12295                         if (ret < 0)
12296                                 return ret;
12297                         break;
12298                 case KF_ARG_PTR_TO_MEM:
12299                         resolve_ret = btf_resolve_size(btf, ref_t, &type_size);
12300                         if (IS_ERR(resolve_ret)) {
12301                                 verbose(env, "arg#%d reference type('%s %s') size cannot be determined: %ld\n",
12302                                         i, btf_type_str(ref_t), ref_tname, PTR_ERR(resolve_ret));
12303                                 return -EINVAL;
12304                         }
12305                         ret = check_mem_reg(env, reg, regno, type_size);
12306                         if (ret < 0)
12307                                 return ret;
12308                         break;
12309                 case KF_ARG_PTR_TO_MEM_SIZE:
12310                 {
12311                         struct bpf_reg_state *buff_reg = &regs[regno];
12312                         const struct btf_param *buff_arg = &args[i];
12313                         struct bpf_reg_state *size_reg = &regs[regno + 1];
12314                         const struct btf_param *size_arg = &args[i + 1];
12315
12316                         if (!register_is_null(buff_reg) || !is_kfunc_arg_optional(meta->btf, buff_arg)) {
12317                                 ret = check_kfunc_mem_size_reg(env, size_reg, regno + 1);
12318                                 if (ret < 0) {
12319                                         verbose(env, "arg#%d arg#%d memory, len pair leads to invalid memory access\n", i, i + 1);
12320                                         return ret;
12321                                 }
12322                         }
12323
12324                         if (is_kfunc_arg_const_mem_size(meta->btf, size_arg, size_reg)) {
12325                                 if (meta->arg_constant.found) {
12326                                         verbose(env, "verifier internal error: only one constant argument permitted\n");
12327                                         return -EFAULT;
12328                                 }
12329                                 if (!tnum_is_const(size_reg->var_off)) {
12330                                         verbose(env, "R%d must be a known constant\n", regno + 1);
12331                                         return -EINVAL;
12332                                 }
12333                                 meta->arg_constant.found = true;
12334                                 meta->arg_constant.value = size_reg->var_off.value;
12335                         }
12336
12337                         /* Skip next '__sz' or '__szk' argument */
12338                         i++;
12339                         break;
12340                 }
12341                 case KF_ARG_PTR_TO_CALLBACK:
12342                         if (reg->type != PTR_TO_FUNC) {
12343                                 verbose(env, "arg%d expected pointer to func\n", i);
12344                                 return -EINVAL;
12345                         }
12346                         meta->subprogno = reg->subprogno;
12347                         break;
12348                 case KF_ARG_PTR_TO_REFCOUNTED_KPTR:
12349                         if (!type_is_ptr_alloc_obj(reg->type)) {
12350                                 verbose(env, "arg#%d is neither owning or non-owning ref\n", i);
12351                                 return -EINVAL;
12352                         }
12353                         if (!type_is_non_owning_ref(reg->type))
12354                                 meta->arg_owning_ref = true;
12355
12356                         rec = reg_btf_record(reg);
12357                         if (!rec) {
12358                                 verbose(env, "verifier internal error: Couldn't find btf_record\n");
12359                                 return -EFAULT;
12360                         }
12361
12362                         if (rec->refcount_off < 0) {
12363                                 verbose(env, "arg#%d doesn't point to a type with bpf_refcount field\n", i);
12364                                 return -EINVAL;
12365                         }
12366
12367                         meta->arg_btf = reg->btf;
12368                         meta->arg_btf_id = reg->btf_id;
12369                         break;
12370                 case KF_ARG_PTR_TO_CONST_STR:
12371                         if (reg->type != PTR_TO_MAP_VALUE) {
12372                                 verbose(env, "arg#%d doesn't point to a const string\n", i);
12373                                 return -EINVAL;
12374                         }
12375                         ret = check_reg_const_str(env, reg, regno);
12376                         if (ret)
12377                                 return ret;
12378                         break;
12379                 case KF_ARG_PTR_TO_WORKQUEUE:
12380                         if (reg->type != PTR_TO_MAP_VALUE) {
12381                                 verbose(env, "arg#%d doesn't point to a map value\n", i);
12382                                 return -EINVAL;
12383                         }
12384                         ret = process_wq_func(env, regno, meta);
12385                         if (ret < 0)
12386                                 return ret;
12387                         break;
12388                 }
12389         }
12390
12391         if (is_kfunc_release(meta) && !meta->release_regno) {
12392                 verbose(env, "release kernel function %s expects refcounted PTR_TO_BTF_ID\n",
12393                         func_name);
12394                 return -EINVAL;
12395         }
12396
12397         return 0;
12398 }
12399
12400 static int fetch_kfunc_meta(struct bpf_verifier_env *env,
12401                             struct bpf_insn *insn,
12402                             struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
12403                             const char **kfunc_name)
12404 {
12405         const struct btf_type *func, *func_proto;
12406         u32 func_id, *kfunc_flags;
12407         const char *func_name;
12408         struct btf *desc_btf;
12409
12410         if (kfunc_name)
12411                 *kfunc_name = NULL;
12412
12413         if (!insn->imm)
12414                 return -EINVAL;
12415
12416         desc_btf = find_kfunc_desc_btf(env, insn->off);
12417         if (IS_ERR(desc_btf))
12418                 return PTR_ERR(desc_btf);
12419
12420         func_id = insn->imm;
12421         func = btf_type_by_id(desc_btf, func_id);
12422         func_name = btf_name_by_offset(desc_btf, func->name_off);
12423         if (kfunc_name)
12424                 *kfunc_name = func_name;
12425         func_proto = btf_type_by_id(desc_btf, func->type);
12426
12427         kfunc_flags = btf_kfunc_id_set_contains(desc_btf, func_id, env->prog);
12428         if (!kfunc_flags) {
12429                 return -EACCES;
12430         }
12431
12432         memset(meta, 0, sizeof(*meta));
12433         meta->btf = desc_btf;
12434         meta->func_id = func_id;
12435         meta->kfunc_flags = *kfunc_flags;
12436         meta->func_proto = func_proto;
12437         meta->func_name = func_name;
12438
12439         return 0;
12440 }
12441
12442 static int check_return_code(struct bpf_verifier_env *env, int regno, const char *reg_name);
12443
12444 static int check_kfunc_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
12445                             int *insn_idx_p)
12446 {
12447         bool sleepable, rcu_lock, rcu_unlock, preempt_disable, preempt_enable;
12448         u32 i, nargs, ptr_type_id, release_ref_obj_id;
12449         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
12450         const char *func_name, *ptr_type_name;
12451         const struct btf_type *t, *ptr_type;
12452         struct bpf_kfunc_call_arg_meta meta;
12453         struct bpf_insn_aux_data *insn_aux;
12454         int err, insn_idx = *insn_idx_p;
12455         const struct btf_param *args;
12456         const struct btf_type *ret_t;
12457         struct btf *desc_btf;
12458
12459         /* skip for now, but return error when we find this in fixup_kfunc_call */
12460         if (!insn->imm)
12461                 return 0;
12462
12463         err = fetch_kfunc_meta(env, insn, &meta, &func_name);
12464         if (err == -EACCES && func_name)
12465                 verbose(env, "calling kernel function %s is not allowed\n", func_name);
12466         if (err)
12467                 return err;
12468         desc_btf = meta.btf;
12469         insn_aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
12470
12471         insn_aux->is_iter_next = is_iter_next_kfunc(&meta);
12472
12473         if (is_kfunc_destructive(&meta) && !capable(CAP_SYS_BOOT)) {
12474                 verbose(env, "destructive kfunc calls require CAP_SYS_BOOT capability\n");
12475                 return -EACCES;
12476         }
12477
12478         sleepable = is_kfunc_sleepable(&meta);
12479         if (sleepable && !in_sleepable(env)) {
12480                 verbose(env, "program must be sleepable to call sleepable kfunc %s\n", func_name);
12481                 return -EACCES;
12482         }
12483
12484         /* Check the arguments */
12485         err = check_kfunc_args(env, &meta, insn_idx);
12486         if (err < 0)
12487                 return err;
12488
12489         if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl]) {
12490                 err = push_callback_call(env, insn, insn_idx, meta.subprogno,
12491                                          set_rbtree_add_callback_state);
12492                 if (err) {
12493                         verbose(env, "kfunc %s#%d failed callback verification\n",
12494                                 func_name, meta.func_id);
12495                         return err;
12496                 }
12497         }
12498
12499         if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_session_cookie]) {
12500                 meta.r0_size = sizeof(u64);
12501                 meta.r0_rdonly = false;
12502         }
12503
12504         if (is_bpf_wq_set_callback_impl_kfunc(meta.func_id)) {
12505                 err = push_callback_call(env, insn, insn_idx, meta.subprogno,
12506                                          set_timer_callback_state);
12507                 if (err) {
12508                         verbose(env, "kfunc %s#%d failed callback verification\n",
12509                                 func_name, meta.func_id);
12510                         return err;
12511                 }
12512         }
12513
12514         rcu_lock = is_kfunc_bpf_rcu_read_lock(&meta);
12515         rcu_unlock = is_kfunc_bpf_rcu_read_unlock(&meta);
12516
12517         preempt_disable = is_kfunc_bpf_preempt_disable(&meta);
12518         preempt_enable = is_kfunc_bpf_preempt_enable(&meta);
12519
12520         if (env->cur_state->active_rcu_lock) {
12521                 struct bpf_func_state *state;
12522                 struct bpf_reg_state *reg;
12523                 u32 clear_mask = (1 << STACK_SPILL) | (1 << STACK_ITER);
12524
12525                 if (in_rbtree_lock_required_cb(env) && (rcu_lock || rcu_unlock)) {
12526                         verbose(env, "Calling bpf_rcu_read_{lock,unlock} in unnecessary rbtree callback\n");
12527                         return -EACCES;
12528                 }
12529
12530                 if (rcu_lock) {
12531                         verbose(env, "nested rcu read lock (kernel function %s)\n", func_name);
12532                         return -EINVAL;
12533                 } else if (rcu_unlock) {
12534                         bpf_for_each_reg_in_vstate_mask(env->cur_state, state, reg, clear_mask, ({
12535                                 if (reg->type & MEM_RCU) {
12536                                         reg->type &= ~(MEM_RCU | PTR_MAYBE_NULL);
12537                                         reg->type |= PTR_UNTRUSTED;
12538                                 }
12539                         }));
12540                         env->cur_state->active_rcu_lock = false;
12541                 } else if (sleepable) {
12542                         verbose(env, "kernel func %s is sleepable within rcu_read_lock region\n", func_name);
12543                         return -EACCES;
12544                 }
12545         } else if (rcu_lock) {
12546                 env->cur_state->active_rcu_lock = true;
12547         } else if (rcu_unlock) {
12548                 verbose(env, "unmatched rcu read unlock (kernel function %s)\n", func_name);
12549                 return -EINVAL;
12550         }
12551
12552         if (env->cur_state->active_preempt_lock) {
12553                 if (preempt_disable) {
12554                         env->cur_state->active_preempt_lock++;
12555                 } else if (preempt_enable) {
12556                         env->cur_state->active_preempt_lock--;
12557                 } else if (sleepable) {
12558                         verbose(env, "kernel func %s is sleepable within non-preemptible region\n", func_name);
12559                         return -EACCES;
12560                 }
12561         } else if (preempt_disable) {
12562                 env->cur_state->active_preempt_lock++;
12563         } else if (preempt_enable) {
12564                 verbose(env, "unmatched attempt to enable preemption (kernel function %s)\n", func_name);
12565                 return -EINVAL;
12566         }
12567
12568         /* In case of release function, we get register number of refcounted
12569          * PTR_TO_BTF_ID in bpf_kfunc_arg_meta, do the release now.
12570          */
12571         if (meta.release_regno) {
12572                 err = release_reference(env, regs[meta.release_regno].ref_obj_id);
12573                 if (err) {
12574                         verbose(env, "kfunc %s#%d reference has not been acquired before\n",
12575                                 func_name, meta.func_id);
12576                         return err;
12577                 }
12578         }
12579
12580         if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_front_impl] ||
12581             meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_back_impl] ||
12582             meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl]) {
12583                 release_ref_obj_id = regs[BPF_REG_2].ref_obj_id;
12584                 insn_aux->insert_off = regs[BPF_REG_2].off;
12585                 insn_aux->kptr_struct_meta = btf_find_struct_meta(meta.arg_btf, meta.arg_btf_id);
12586                 err = ref_convert_owning_non_owning(env, release_ref_obj_id);
12587                 if (err) {
12588                         verbose(env, "kfunc %s#%d conversion of owning ref to non-owning failed\n",
12589                                 func_name, meta.func_id);
12590                         return err;
12591                 }
12592
12593                 err = release_reference(env, release_ref_obj_id);
12594                 if (err) {
12595                         verbose(env, "kfunc %s#%d reference has not been acquired before\n",
12596                                 func_name, meta.func_id);
12597                         return err;
12598                 }
12599         }
12600
12601         if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_throw]) {
12602                 if (!bpf_jit_supports_exceptions()) {
12603                         verbose(env, "JIT does not support calling kfunc %s#%d\n",
12604                                 func_name, meta.func_id);
12605                         return -ENOTSUPP;
12606                 }
12607                 env->seen_exception = true;
12608
12609                 /* In the case of the default callback, the cookie value passed
12610                  * to bpf_throw becomes the return value of the program.
12611                  */
12612                 if (!env->exception_callback_subprog) {
12613                         err = check_return_code(env, BPF_REG_1, "R1");
12614                         if (err < 0)
12615                                 return err;
12616                 }
12617         }
12618
12619         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++)
12620                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
12621
12622         /* Check return type */
12623         t = btf_type_skip_modifiers(desc_btf, meta.func_proto->type, NULL);
12624
12625         if (is_kfunc_acquire(&meta) && !btf_type_is_struct_ptr(meta.btf, t)) {
12626                 /* Only exception is bpf_obj_new_impl */
12627                 if (meta.btf != btf_vmlinux ||
12628                     (meta.func_id != special_kfunc_list[KF_bpf_obj_new_impl] &&
12629                      meta.func_id != special_kfunc_list[KF_bpf_percpu_obj_new_impl] &&
12630                      meta.func_id != special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl])) {
12631                         verbose(env, "acquire kernel function does not return PTR_TO_BTF_ID\n");
12632                         return -EINVAL;
12633                 }
12634         }
12635
12636         if (btf_type_is_scalar(t)) {
12637                 mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
12638                 mark_btf_func_reg_size(env, BPF_REG_0, t->size);
12639         } else if (btf_type_is_ptr(t)) {
12640                 ptr_type = btf_type_skip_modifiers(desc_btf, t->type, &ptr_type_id);
12641
12642                 if (meta.btf == btf_vmlinux && btf_id_set_contains(&special_kfunc_set, meta.func_id)) {
12643                         if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_new_impl] ||
12644                             meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_percpu_obj_new_impl]) {
12645                                 struct btf_struct_meta *struct_meta;
12646                                 struct btf *ret_btf;
12647                                 u32 ret_btf_id;
12648
12649                                 if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_new_impl] && !bpf_global_ma_set)
12650                                         return -ENOMEM;
12651
12652                                 if (((u64)(u32)meta.arg_constant.value) != meta.arg_constant.value) {
12653                                         verbose(env, "local type ID argument must be in range [0, U32_MAX]\n");
12654                                         return -EINVAL;
12655                                 }
12656
12657                                 ret_btf = env->prog->aux->btf;
12658                                 ret_btf_id = meta.arg_constant.value;
12659
12660                                 /* This may be NULL due to user not supplying a BTF */
12661                                 if (!ret_btf) {
12662                                         verbose(env, "bpf_obj_new/bpf_percpu_obj_new requires prog BTF\n");
12663                                         return -EINVAL;
12664                                 }
12665
12666                                 ret_t = btf_type_by_id(ret_btf, ret_btf_id);
12667                                 if (!ret_t || !__btf_type_is_struct(ret_t)) {
12668                                         verbose(env, "bpf_obj_new/bpf_percpu_obj_new type ID argument must be of a struct\n");
12669                                         return -EINVAL;
12670                                 }
12671
12672                                 if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_percpu_obj_new_impl]) {
12673                                         if (ret_t->size > BPF_GLOBAL_PERCPU_MA_MAX_SIZE) {
12674                                                 verbose(env, "bpf_percpu_obj_new type size (%d) is greater than %d\n",
12675                                                         ret_t->size, BPF_GLOBAL_PERCPU_MA_MAX_SIZE);
12676                                                 return -EINVAL;
12677                                         }
12678
12679                                         if (!bpf_global_percpu_ma_set) {
12680                                                 mutex_lock(&bpf_percpu_ma_lock);
12681                                                 if (!bpf_global_percpu_ma_set) {
12682                                                         /* Charge memory allocated with bpf_global_percpu_ma to
12683                                                          * root memcg. The obj_cgroup for root memcg is NULL.
12684                                                          */
12685                                                         err = bpf_mem_alloc_percpu_init(&bpf_global_percpu_ma, NULL);
12686                                                         if (!err)
12687                                                                 bpf_global_percpu_ma_set = true;
12688                                                 }
12689                                                 mutex_unlock(&bpf_percpu_ma_lock);
12690                                                 if (err)
12691                                                         return err;
12692                                         }
12693
12694                                         mutex_lock(&bpf_percpu_ma_lock);
12695                                         err = bpf_mem_alloc_percpu_unit_init(&bpf_global_percpu_ma, ret_t->size);
12696                                         mutex_unlock(&bpf_percpu_ma_lock);
12697                                         if (err)
12698                                                 return err;
12699                                 }
12700
12701                                 struct_meta = btf_find_struct_meta(ret_btf, ret_btf_id);
12702                                 if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_percpu_obj_new_impl]) {
12703                                         if (!__btf_type_is_scalar_struct(env, ret_btf, ret_t, 0)) {
12704                                                 verbose(env, "bpf_percpu_obj_new type ID argument must be of a struct of scalars\n");
12705                                                 return -EINVAL;
12706                                         }
12707
12708                                         if (struct_meta) {
12709                                                 verbose(env, "bpf_percpu_obj_new type ID argument must not contain special fields\n");
12710                                                 return -EINVAL;
12711                                         }
12712                                 }
12713
12714                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
12715                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC;
12716                                 regs[BPF_REG_0].btf = ret_btf;
12717                                 regs[BPF_REG_0].btf_id = ret_btf_id;
12718                                 if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_percpu_obj_new_impl])
12719                                         regs[BPF_REG_0].type |= MEM_PERCPU;
12720
12721                                 insn_aux->obj_new_size = ret_t->size;
12722                                 insn_aux->kptr_struct_meta = struct_meta;
12723                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl]) {
12724                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
12725                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC;
12726                                 regs[BPF_REG_0].btf = meta.arg_btf;
12727                                 regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.arg_btf_id;
12728
12729                                 insn_aux->kptr_struct_meta =
12730                                         btf_find_struct_meta(meta.arg_btf,
12731                                                              meta.arg_btf_id);
12732                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_pop_front] ||
12733                                    meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_pop_back]) {
12734                                 struct btf_field *field = meta.arg_list_head.field;
12735
12736                                 mark_reg_graph_node(regs, BPF_REG_0, &field->graph_root);
12737                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_remove] ||
12738                                    meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_first]) {
12739                                 struct btf_field *field = meta.arg_rbtree_root.field;
12740
12741                                 mark_reg_graph_node(regs, BPF_REG_0, &field->graph_root);
12742                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_cast_to_kern_ctx]) {
12743                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
12744                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED;
12745                                 regs[BPF_REG_0].btf = desc_btf;
12746                                 regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.ret_btf_id;
12747                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rdonly_cast]) {
12748                                 ret_t = btf_type_by_id(desc_btf, meta.arg_constant.value);
12749                                 if (!ret_t || !btf_type_is_struct(ret_t)) {
12750                                         verbose(env,
12751                                                 "kfunc bpf_rdonly_cast type ID argument must be of a struct\n");
12752                                         return -EINVAL;
12753                                 }
12754
12755                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
12756                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED;
12757                                 regs[BPF_REG_0].btf = desc_btf;
12758                                 regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.arg_constant.value;
12759                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_slice] ||
12760                                    meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_slice_rdwr]) {
12761                                 enum bpf_type_flag type_flag = get_dynptr_type_flag(meta.initialized_dynptr.type);
12762
12763                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
12764
12765                                 if (!meta.arg_constant.found) {
12766                                         verbose(env, "verifier internal error: bpf_dynptr_slice(_rdwr) no constant size\n");
12767                                         return -EFAULT;
12768                                 }
12769
12770                                 regs[BPF_REG_0].mem_size = meta.arg_constant.value;
12771
12772                                 /* PTR_MAYBE_NULL will be added when is_kfunc_ret_null is checked */
12773                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM | type_flag;
12774
12775                                 if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_slice]) {
12776                                         regs[BPF_REG_0].type |= MEM_RDONLY;
12777                                 } else {
12778                                         /* this will set env->seen_direct_write to true */
12779                                         if (!may_access_direct_pkt_data(env, NULL, BPF_WRITE)) {
12780                                                 verbose(env, "the prog does not allow writes to packet data\n");
12781                                                 return -EINVAL;
12782                                         }
12783                                 }
12784
12785                                 if (!meta.initialized_dynptr.id) {
12786                                         verbose(env, "verifier internal error: no dynptr id\n");
12787                                         return -EFAULT;
12788                                 }
12789                                 regs[BPF_REG_0].dynptr_id = meta.initialized_dynptr.id;
12790
12791                                 /* we don't need to set BPF_REG_0's ref obj id
12792                                  * because packet slices are not refcounted (see
12793                                  * dynptr_type_refcounted)
12794                                  */
12795                         } else {
12796                                 verbose(env, "kernel function %s unhandled dynamic return type\n",
12797                                         meta.func_name);
12798                                 return -EFAULT;
12799                         }
12800                 } else if (btf_type_is_void(ptr_type)) {
12801                         /* kfunc returning 'void *' is equivalent to returning scalar */
12802                         mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
12803                 } else if (!__btf_type_is_struct(ptr_type)) {
12804                         if (!meta.r0_size) {
12805                                 __u32 sz;
12806
12807                                 if (!IS_ERR(btf_resolve_size(desc_btf, ptr_type, &sz))) {
12808                                         meta.r0_size = sz;
12809                                         meta.r0_rdonly = true;
12810                                 }
12811                         }
12812                         if (!meta.r0_size) {
12813                                 ptr_type_name = btf_name_by_offset(desc_btf,
12814                                                                    ptr_type->name_off);
12815                                 verbose(env,
12816                                         "kernel function %s returns pointer type %s %s is not supported\n",
12817                                         func_name,
12818                                         btf_type_str(ptr_type),
12819                                         ptr_type_name);
12820                                 return -EINVAL;
12821                         }
12822
12823                         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
12824                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM;
12825                         regs[BPF_REG_0].mem_size = meta.r0_size;
12826
12827                         if (meta.r0_rdonly)
12828                                 regs[BPF_REG_0].type |= MEM_RDONLY;
12829
12830                         /* Ensures we don't access the memory after a release_reference() */
12831                         if (meta.ref_obj_id)
12832                                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = meta.ref_obj_id;
12833                 } else {
12834                         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
12835                         regs[BPF_REG_0].btf = desc_btf;
12836                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID;
12837                         regs[BPF_REG_0].btf_id = ptr_type_id;
12838
12839                         if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_get_kmem_cache])
12840                                 regs[BPF_REG_0].type |= PTR_UNTRUSTED;
12841
12842                         if (is_iter_next_kfunc(&meta)) {
12843                                 struct bpf_reg_state *cur_iter;
12844
12845                                 cur_iter = get_iter_from_state(env->cur_state, &meta);
12846
12847                                 if (cur_iter->type & MEM_RCU) /* KF_RCU_PROTECTED */
12848                                         regs[BPF_REG_0].type |= MEM_RCU;
12849                                 else
12850                                         regs[BPF_REG_0].type |= PTR_TRUSTED;
12851                         }
12852                 }
12853
12854                 if (is_kfunc_ret_null(&meta)) {
12855                         regs[BPF_REG_0].type |= PTR_MAYBE_NULL;
12856                         /* For mark_ptr_or_null_reg, see 93c230e3f5bd6 */
12857                         regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
12858                 }
12859                 mark_btf_func_reg_size(env, BPF_REG_0, sizeof(void *));
12860                 if (is_kfunc_acquire(&meta)) {
12861                         int id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
12862
12863                         if (id < 0)
12864                                 return id;
12865                         if (is_kfunc_ret_null(&meta))
12866                                 regs[BPF_REG_0].id = id;
12867                         regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = id;
12868                 } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_first]) {
12869                         ref_set_non_owning(env, &regs[BPF_REG_0]);
12870                 }
12871
12872                 if (reg_may_point_to_spin_lock(&regs[BPF_REG_0]) && !regs[BPF_REG_0].id)
12873                         regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
12874         } else if (btf_type_is_void(t)) {
12875                 if (meta.btf == btf_vmlinux && btf_id_set_contains(&special_kfunc_set, meta.func_id)) {
12876                         if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_drop_impl] ||
12877                             meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_percpu_obj_drop_impl]) {
12878                                 insn_aux->kptr_struct_meta =
12879                                         btf_find_struct_meta(meta.arg_btf,
12880                                                              meta.arg_btf_id);
12881                         }
12882                 }
12883         }
12884
12885         nargs = btf_type_vlen(meta.func_proto);
12886         args = (const struct btf_param *)(meta.func_proto + 1);
12887         for (i = 0; i < nargs; i++) {
12888                 u32 regno = i + 1;
12889
12890                 t = btf_type_skip_modifiers(desc_btf, args[i].type, NULL);
12891                 if (btf_type_is_ptr(t))
12892                         mark_btf_func_reg_size(env, regno, sizeof(void *));
12893                 else
12894                         /* scalar. ensured by btf_check_kfunc_arg_match() */
12895                         mark_btf_func_reg_size(env, regno, t->size);
12896         }
12897
12898         if (is_iter_next_kfunc(&meta)) {
12899                 err = process_iter_next_call(env, insn_idx, &meta);
12900                 if (err)
12901                         return err;
12902         }
12903
12904         return 0;
12905 }
12906
12907 static bool check_reg_sane_offset(struct bpf_verifier_env *env,
12908                                   const struct bpf_reg_state *reg,
12909                                   enum bpf_reg_type type)
12910 {
12911         bool known = tnum_is_const(reg->var_off);
12912         s64 val = reg->var_off.value;
12913         s64 smin = reg->smin_value;
12914
12915         if (known && (val >= BPF_MAX_VAR_OFF || val <= -BPF_MAX_VAR_OFF)) {
12916                 verbose(env, "math between %s pointer and %lld is not allowed\n",
12917                         reg_type_str(env, type), val);
12918                 return false;
12919         }
12920
12921         if (reg->off >= BPF_MAX_VAR_OFF || reg->off <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
12922                 verbose(env, "%s pointer offset %d is not allowed\n",
12923                         reg_type_str(env, type), reg->off);
12924                 return false;
12925         }
12926
12927         if (smin == S64_MIN) {
12928                 verbose(env, "math between %s pointer and register with unbounded min value is not allowed\n",
12929                         reg_type_str(env, type));
12930                 return false;
12931         }
12932
12933         if (smin >= BPF_MAX_VAR_OFF || smin <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
12934                 verbose(env, "value %lld makes %s pointer be out of bounds\n",
12935                         smin, reg_type_str(env, type));
12936                 return false;
12937         }
12938
12939         return true;
12940 }
12941
12942 enum {
12943         REASON_BOUNDS   = -1,
12944         REASON_TYPE     = -2,
12945         REASON_PATHS    = -3,
12946         REASON_LIMIT    = -4,
12947         REASON_STACK    = -5,
12948 };
12949
12950 static int retrieve_ptr_limit(const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
12951                               u32 *alu_limit, bool mask_to_left)
12952 {
12953         u32 max = 0, ptr_limit = 0;
12954
12955         switch (ptr_reg->type) {
12956         case PTR_TO_STACK:
12957                 /* Offset 0 is out-of-bounds, but acceptable start for the
12958                  * left direction, see BPF_REG_FP. Also, unknown scalar
12959                  * offset where we would need to deal with min/max bounds is
12960                  * currently prohibited for unprivileged.
12961                  */
12962                 max = MAX_BPF_STACK + mask_to_left;
12963                 ptr_limit = -(ptr_reg->var_off.value + ptr_reg->off);
12964                 break;
12965         case PTR_TO_MAP_VALUE:
12966                 max = ptr_reg->map_ptr->value_size;
12967                 ptr_limit = (mask_to_left ?
12968                              ptr_reg->smin_value :
12969                              ptr_reg->umax_value) + ptr_reg->off;
12970                 break;
12971         default:
12972                 return REASON_TYPE;
12973         }
12974
12975         if (ptr_limit >= max)
12976                 return REASON_LIMIT;
12977         *alu_limit = ptr_limit;
12978         return 0;
12979 }
12980
12981 static bool can_skip_alu_sanitation(const struct bpf_verifier_env *env,
12982                                     const struct bpf_insn *insn)
12983 {
12984         return env->bypass_spec_v1 || BPF_SRC(insn->code) == BPF_K;
12985 }
12986
12987 static int update_alu_sanitation_state(struct bpf_insn_aux_data *aux,
12988                                        u32 alu_state, u32 alu_limit)
12989 {
12990         /* If we arrived here from different branches with different
12991          * state or limits to sanitize, then this won't work.
12992          */
12993         if (aux->alu_state &&
12994             (aux->alu_state != alu_state ||
12995              aux->alu_limit != alu_limit))
12996                 return REASON_PATHS;
12997
12998         /* Corresponding fixup done in do_misc_fixups(). */
12999         aux->alu_state = alu_state;
13000         aux->alu_limit = alu_limit;
13001         return 0;
13002 }
13003
13004 static int sanitize_val_alu(struct bpf_verifier_env *env,
13005                             struct bpf_insn *insn)
13006 {
13007         struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
13008
13009         if (can_skip_alu_sanitation(env, insn))
13010                 return 0;
13011
13012         return update_alu_sanitation_state(aux, BPF_ALU_NON_POINTER, 0);
13013 }
13014
13015 static bool sanitize_needed(u8 opcode)
13016 {
13017         return opcode == BPF_ADD || opcode == BPF_SUB;
13018 }
13019
13020 struct bpf_sanitize_info {
13021         struct bpf_insn_aux_data aux;
13022         bool mask_to_left;
13023 };
13024
13025 static struct bpf_verifier_state *
13026 sanitize_speculative_path(struct bpf_verifier_env *env,
13027                           const struct bpf_insn *insn,
13028                           u32 next_idx, u32 curr_idx)
13029 {
13030         struct bpf_verifier_state *branch;
13031         struct bpf_reg_state *regs;
13032
13033         branch = push_stack(env, next_idx, curr_idx, true);
13034         if (branch && insn) {
13035                 regs = branch->frame[branch->curframe]->regs;
13036                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
13037                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
13038                 } else if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
13039                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
13040                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->src_reg);
13041                 }
13042         }
13043         return branch;
13044 }
13045
13046 static int sanitize_ptr_alu(struct bpf_verifier_env *env,
13047                             struct bpf_insn *insn,
13048                             const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
13049                             const struct bpf_reg_state *off_reg,
13050                             struct bpf_reg_state *dst_reg,
13051                             struct bpf_sanitize_info *info,
13052                             const bool commit_window)
13053 {
13054         struct bpf_insn_aux_data *aux = commit_window ? cur_aux(env) : &info->aux;
13055         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
13056         bool off_is_imm = tnum_is_const(off_reg->var_off);
13057         bool off_is_neg = off_reg->smin_value < 0;
13058         bool ptr_is_dst_reg = ptr_reg == dst_reg;
13059         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
13060         u32 alu_state, alu_limit;
13061         struct bpf_reg_state tmp;
13062         bool ret;
13063         int err;
13064
13065         if (can_skip_alu_sanitation(env, insn))
13066                 return 0;
13067
13068         /* We already marked aux for masking from non-speculative
13069          * paths, thus we got here in the first place. We only care
13070          * to explore bad access from here.
13071          */
13072         if (vstate->speculative)
13073                 goto do_sim;
13074
13075         if (!commit_window) {
13076                 if (!tnum_is_const(off_reg->var_off) &&
13077                     (off_reg->smin_value < 0) != (off_reg->smax_value < 0))
13078                         return REASON_BOUNDS;
13079
13080                 info->mask_to_left = (opcode == BPF_ADD &&  off_is_neg) ||
13081                                      (opcode == BPF_SUB && !off_is_neg);
13082         }
13083
13084         err = retrieve_ptr_limit(ptr_reg, &alu_limit, info->mask_to_left);
13085         if (err < 0)
13086                 return err;
13087
13088         if (commit_window) {
13089                 /* In commit phase we narrow the masking window based on
13090                  * the observed pointer move after the simulated operation.
13091                  */
13092                 alu_state = info->aux.alu_state;
13093                 alu_limit = abs(info->aux.alu_limit - alu_limit);
13094         } else {
13095                 alu_state  = off_is_neg ? BPF_ALU_NEG_VALUE : 0;
13096                 alu_state |= off_is_imm ? BPF_ALU_IMMEDIATE : 0;
13097                 alu_state |= ptr_is_dst_reg ?
13098                              BPF_ALU_SANITIZE_SRC : BPF_ALU_SANITIZE_DST;
13099
13100                 /* Limit pruning on unknown scalars to enable deep search for
13101                  * potential masking differences from other program paths.
13102                  */
13103                 if (!off_is_imm)
13104                         env->explore_alu_limits = true;
13105         }
13106
13107         err = update_alu_sanitation_state(aux, alu_state, alu_limit);
13108         if (err < 0)
13109                 return err;
13110 do_sim:
13111         /* If we're in commit phase, we're done here given we already
13112          * pushed the truncated dst_reg into the speculative verification
13113          * stack.
13114          *
13115          * Also, when register is a known constant, we rewrite register-based
13116          * operation to immediate-based, and thus do not need masking (and as
13117          * a consequence, do not need to simulate the zero-truncation either).
13118          */
13119         if (commit_window || off_is_imm)
13120                 return 0;
13121
13122         /* Simulate and find potential out-of-bounds access under
13123          * speculative execution from truncation as a result of
13124          * masking when off was not within expected range. If off
13125          * sits in dst, then we temporarily need to move ptr there
13126          * to simulate dst (== 0) +/-= ptr. Needed, for example,
13127          * for cases where we use K-based arithmetic in one direction
13128          * and truncated reg-based in the other in order to explore
13129          * bad access.
13130          */
13131         if (!ptr_is_dst_reg) {
13132                 tmp = *dst_reg;
13133                 copy_register_state(dst_reg, ptr_reg);
13134         }
13135         ret = sanitize_speculative_path(env, NULL, env->insn_idx + 1,
13136                                         env->insn_idx);
13137         if (!ptr_is_dst_reg && ret)
13138                 *dst_reg = tmp;
13139         return !ret ? REASON_STACK : 0;
13140 }
13141
13142 static void sanitize_mark_insn_seen(struct bpf_verifier_env *env)
13143 {
13144         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
13145
13146         /* If we simulate paths under speculation, we don't update the
13147          * insn as 'seen' such that when we verify unreachable paths in
13148          * the non-speculative domain, sanitize_dead_code() can still
13149          * rewrite/sanitize them.
13150          */
13151         if (!vstate->speculative)
13152                 env->insn_aux_data[env->insn_idx].seen = env->pass_cnt;
13153 }
13154
13155 static int sanitize_err(struct bpf_verifier_env *env,
13156                         const struct bpf_insn *insn, int reason,
13157                         const struct bpf_reg_state *off_reg,
13158                         const struct bpf_reg_state *dst_reg)
13159 {
13160         static const char *err = "pointer arithmetic with it prohibited for !root";
13161         const char *op = BPF_OP(insn->code) == BPF_ADD ? "add" : "sub";
13162         u32 dst = insn->dst_reg, src = insn->src_reg;
13163
13164         switch (reason) {
13165         case REASON_BOUNDS:
13166                 verbose(env, "R%d has unknown scalar with mixed signed bounds, %s\n",
13167                         off_reg == dst_reg ? dst : src, err);
13168                 break;
13169         case REASON_TYPE:
13170                 verbose(env, "R%d has pointer with unsupported alu operation, %s\n",
13171                         off_reg == dst_reg ? src : dst, err);
13172                 break;
13173         case REASON_PATHS:
13174                 verbose(env, "R%d tried to %s from different maps, paths or scalars, %s\n",
13175                         dst, op, err);
13176                 break;
13177         case REASON_LIMIT:
13178                 verbose(env, "R%d tried to %s beyond pointer bounds, %s\n",
13179                         dst, op, err);
13180                 break;
13181         case REASON_STACK:
13182                 verbose(env, "R%d could not be pushed for speculative verification, %s\n",
13183                         dst, err);
13184                 break;
13185         default:
13186                 verbose(env, "verifier internal error: unknown reason (%d)\n",
13187                         reason);
13188                 break;
13189         }
13190
13191         return -EACCES;
13192 }
13193
13194 /* check that stack access falls within stack limits and that 'reg' doesn't
13195  * have a variable offset.
13196  *
13197  * Variable offset is prohibited for unprivileged mode for simplicity since it
13198  * requires corresponding support in Spectre masking for stack ALU.  See also
13199  * retrieve_ptr_limit().
13200  *
13201  *
13202  * 'off' includes 'reg->off'.
13203  */
13204 static int check_stack_access_for_ptr_arithmetic(
13205                                 struct bpf_verifier_env *env,
13206                                 int regno,
13207                                 const struct bpf_reg_state *reg,
13208                                 int off)
13209 {
13210         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
13211                 char tn_buf[48];
13212
13213                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
13214                 verbose(env, "R%d variable stack access prohibited for !root, var_off=%s off=%d\n",
13215                         regno, tn_buf, off);
13216                 return -EACCES;
13217         }
13218
13219         if (off >= 0 || off < -MAX_BPF_STACK) {
13220                 verbose(env, "R%d stack pointer arithmetic goes out of range, "
13221                         "prohibited for !root; off=%d\n", regno, off);
13222                 return -EACCES;
13223         }
13224
13225         return 0;
13226 }
13227
13228 static int sanitize_check_bounds(struct bpf_verifier_env *env,
13229                                  const struct bpf_insn *insn,
13230                                  const struct bpf_reg_state *dst_reg)
13231 {
13232         u32 dst = insn->dst_reg;
13233
13234         /* For unprivileged we require that resulting offset must be in bounds
13235          * in order to be able to sanitize access later on.
13236          */
13237         if (env->bypass_spec_v1)
13238                 return 0;
13239
13240         switch (dst_reg->type) {
13241         case PTR_TO_STACK:
13242                 if (check_stack_access_for_ptr_arithmetic(env, dst, dst_reg,
13243                                         dst_reg->off + dst_reg->var_off.value))
13244                         return -EACCES;
13245                 break;
13246         case PTR_TO_MAP_VALUE:
13247                 if (check_map_access(env, dst, dst_reg->off, 1, false, ACCESS_HELPER)) {
13248                         verbose(env, "R%d pointer arithmetic of map value goes out of range, "
13249                                 "prohibited for !root\n", dst);
13250                         return -EACCES;
13251                 }
13252                 break;
13253         default:
13254                 break;
13255         }
13256
13257         return 0;
13258 }
13259
13260 /* Handles arithmetic on a pointer and a scalar: computes new min/max and var_off.
13261  * Caller should also handle BPF_MOV case separately.
13262  * If we return -EACCES, caller may want to try again treating pointer as a
13263  * scalar.  So we only emit a diagnostic if !env->allow_ptr_leaks.
13264  */
13265 static int adjust_ptr_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
13266                                    struct bpf_insn *insn,
13267                                    const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
13268                                    const struct bpf_reg_state *off_reg)
13269 {
13270         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
13271         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
13272         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *dst_reg;
13273         bool known = tnum_is_const(off_reg->var_off);
13274         s64 smin_val = off_reg->smin_value, smax_val = off_reg->smax_value,
13275             smin_ptr = ptr_reg->smin_value, smax_ptr = ptr_reg->smax_value;
13276         u64 umin_val = off_reg->umin_value, umax_val = off_reg->umax_value,
13277             umin_ptr = ptr_reg->umin_value, umax_ptr = ptr_reg->umax_value;
13278         struct bpf_sanitize_info info = {};
13279         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
13280         u32 dst = insn->dst_reg;
13281         int ret;
13282
13283         dst_reg = &regs[dst];
13284
13285         if ((known && (smin_val != smax_val || umin_val != umax_val)) ||
13286             smin_val > smax_val || umin_val > umax_val) {
13287                 /* Taint dst register if offset had invalid bounds derived from
13288                  * e.g. dead branches.
13289                  */
13290                 __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
13291                 return 0;
13292         }
13293
13294         if (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_ALU64) {
13295                 /* 32-bit ALU ops on pointers produce (meaningless) scalars */
13296                 if (opcode == BPF_SUB && env->allow_ptr_leaks) {
13297                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
13298                         return 0;
13299                 }
13300
13301                 verbose(env,
13302                         "R%d 32-bit pointer arithmetic prohibited\n",
13303                         dst);
13304                 return -EACCES;
13305         }
13306
13307         if (ptr_reg->type & PTR_MAYBE_NULL) {
13308                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic on %s prohibited, null-check it first\n",
13309                         dst, reg_type_str(env, ptr_reg->type));
13310                 return -EACCES;
13311         }
13312
13313         switch (base_type(ptr_reg->type)) {
13314         case PTR_TO_CTX:
13315         case PTR_TO_MAP_VALUE:
13316         case PTR_TO_MAP_KEY:
13317         case PTR_TO_STACK:
13318         case PTR_TO_PACKET_META:
13319         case PTR_TO_PACKET:
13320         case PTR_TO_TP_BUFFER:
13321         case PTR_TO_BTF_ID:
13322         case PTR_TO_MEM:
13323         case PTR_TO_BUF:
13324         case PTR_TO_FUNC:
13325         case CONST_PTR_TO_DYNPTR:
13326                 break;
13327         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
13328                 if (known)
13329                         break;
13330                 fallthrough;
13331         case CONST_PTR_TO_MAP:
13332                 /* smin_val represents the known value */
13333                 if (known && smin_val == 0 && opcode == BPF_ADD)
13334                         break;
13335                 fallthrough;
13336         default:
13337                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic on %s prohibited\n",
13338                         dst, reg_type_str(env, ptr_reg->type));
13339                 return -EACCES;
13340         }
13341
13342         /* In case of 'scalar += pointer', dst_reg inherits pointer type and id.
13343          * The id may be overwritten later if we create a new variable offset.
13344          */
13345         dst_reg->type = ptr_reg->type;
13346         dst_reg->id = ptr_reg->id;
13347
13348         if (!check_reg_sane_offset(env, off_reg, ptr_reg->type) ||
13349             !check_reg_sane_offset(env, ptr_reg, ptr_reg->type))
13350                 return -EINVAL;
13351
13352         /* pointer types do not carry 32-bit bounds at the moment. */
13353         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
13354
13355         if (sanitize_needed(opcode)) {
13356                 ret = sanitize_ptr_alu(env, insn, ptr_reg, off_reg, dst_reg,
13357                                        &info, false);
13358                 if (ret < 0)
13359                         return sanitize_err(env, insn, ret, off_reg, dst_reg);
13360         }
13361
13362         switch (opcode) {
13363         case BPF_ADD:
13364                 /* We can take a fixed offset as long as it doesn't overflow
13365                  * the s32 'off' field
13366                  */
13367                 if (known && (ptr_reg->off + smin_val ==
13368                               (s64)(s32)(ptr_reg->off + smin_val))) {
13369                         /* pointer += K.  Accumulate it into fixed offset */
13370                         dst_reg->smin_value = smin_ptr;
13371                         dst_reg->smax_value = smax_ptr;
13372                         dst_reg->umin_value = umin_ptr;
13373                         dst_reg->umax_value = umax_ptr;
13374                         dst_reg->var_off = ptr_reg->var_off;
13375                         dst_reg->off = ptr_reg->off + smin_val;
13376                         dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
13377                         break;
13378                 }
13379                 /* A new variable offset is created.  Note that off_reg->off
13380                  * == 0, since it's a scalar.
13381                  * dst_reg gets the pointer type and since some positive
13382                  * integer value was added to the pointer, give it a new 'id'
13383                  * if it's a PTR_TO_PACKET.
13384                  * this creates a new 'base' pointer, off_reg (variable) gets
13385                  * added into the variable offset, and we copy the fixed offset
13386                  * from ptr_reg.
13387                  */
13388                 if (check_add_overflow(smin_ptr, smin_val, &dst_reg->smin_value) ||
13389                     check_add_overflow(smax_ptr, smax_val, &dst_reg->smax_value)) {
13390                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
13391                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
13392                 }
13393                 if (check_add_overflow(umin_ptr, umin_val, &dst_reg->umin_value) ||
13394                     check_add_overflow(umax_ptr, umax_val, &dst_reg->umax_value)) {
13395                         dst_reg->umin_value = 0;
13396                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
13397                 }
13398                 dst_reg->var_off = tnum_add(ptr_reg->var_off, off_reg->var_off);
13399                 dst_reg->off = ptr_reg->off;
13400                 dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
13401                 if (reg_is_pkt_pointer(ptr_reg)) {
13402                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
13403                         /* something was added to pkt_ptr, set range to zero */
13404                         memset(&dst_reg->raw, 0, sizeof(dst_reg->raw));
13405                 }
13406                 break;
13407         case BPF_SUB:
13408                 if (dst_reg == off_reg) {
13409                         /* scalar -= pointer.  Creates an unknown scalar */
13410                         verbose(env, "R%d tried to subtract pointer from scalar\n",
13411                                 dst);
13412                         return -EACCES;
13413                 }
13414                 /* We don't allow subtraction from FP, because (according to
13415                  * test_verifier.c test "invalid fp arithmetic", JITs might not
13416                  * be able to deal with it.
13417                  */
13418                 if (ptr_reg->type == PTR_TO_STACK) {
13419                         verbose(env, "R%d subtraction from stack pointer prohibited\n",
13420                                 dst);
13421                         return -EACCES;
13422                 }
13423                 if (known && (ptr_reg->off - smin_val ==
13424                               (s64)(s32)(ptr_reg->off - smin_val))) {
13425                         /* pointer -= K.  Subtract it from fixed offset */
13426                         dst_reg->smin_value = smin_ptr;
13427                         dst_reg->smax_value = smax_ptr;
13428                         dst_reg->umin_value = umin_ptr;
13429                         dst_reg->umax_value = umax_ptr;
13430                         dst_reg->var_off = ptr_reg->var_off;
13431                         dst_reg->id = ptr_reg->id;
13432                         dst_reg->off = ptr_reg->off - smin_val;
13433                         dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
13434                         break;
13435                 }
13436                 /* A new variable offset is created.  If the subtrahend is known
13437                  * nonnegative, then any reg->range we had before is still good.
13438                  */
13439                 if (check_sub_overflow(smin_ptr, smax_val, &dst_reg->smin_value) ||
13440                     check_sub_overflow(smax_ptr, smin_val, &dst_reg->smax_value)) {
13441                         /* Overflow possible, we know nothing */
13442                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
13443                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
13444                 }
13445                 if (umin_ptr < umax_val) {
13446                         /* Overflow possible, we know nothing */
13447                         dst_reg->umin_value = 0;
13448                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
13449                 } else {
13450                         /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
13451                         dst_reg->umin_value = umin_ptr - umax_val;
13452                         dst_reg->umax_value = umax_ptr - umin_val;
13453                 }
13454                 dst_reg->var_off = tnum_sub(ptr_reg->var_off, off_reg->var_off);
13455                 dst_reg->off = ptr_reg->off;
13456                 dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
13457                 if (reg_is_pkt_pointer(ptr_reg)) {
13458                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
13459                         /* something was added to pkt_ptr, set range to zero */
13460                         if (smin_val < 0)
13461                                 memset(&dst_reg->raw, 0, sizeof(dst_reg->raw));
13462                 }
13463                 break;
13464         case BPF_AND:
13465         case BPF_OR:
13466         case BPF_XOR:
13467                 /* bitwise ops on pointers are troublesome, prohibit. */
13468                 verbose(env, "R%d bitwise operator %s on pointer prohibited\n",
13469                         dst, bpf_alu_string[opcode >> 4]);
13470                 return -EACCES;
13471         default:
13472                 /* other operators (e.g. MUL,LSH) produce non-pointer results */
13473                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic with %s operator prohibited\n",
13474                         dst, bpf_alu_string[opcode >> 4]);
13475                 return -EACCES;
13476         }
13477
13478         if (!check_reg_sane_offset(env, dst_reg, ptr_reg->type))
13479                 return -EINVAL;
13480         reg_bounds_sync(dst_reg);
13481         if (sanitize_check_bounds(env, insn, dst_reg) < 0)
13482                 return -EACCES;
13483         if (sanitize_needed(opcode)) {
13484                 ret = sanitize_ptr_alu(env, insn, dst_reg, off_reg, dst_reg,
13485                                        &info, true);
13486                 if (ret < 0)
13487                         return sanitize_err(env, insn, ret, off_reg, dst_reg);
13488         }
13489
13490         return 0;
13491 }
13492
13493 static void scalar32_min_max_add(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13494                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
13495 {
13496         s32 *dst_smin = &dst_reg->s32_min_value;
13497         s32 *dst_smax = &dst_reg->s32_max_value;
13498         u32 *dst_umin = &dst_reg->u32_min_value;
13499         u32 *dst_umax = &dst_reg->u32_max_value;
13500
13501         if (check_add_overflow(*dst_smin, src_reg->s32_min_value, dst_smin) ||
13502             check_add_overflow(*dst_smax, src_reg->s32_max_value, dst_smax)) {
13503                 *dst_smin = S32_MIN;
13504                 *dst_smax = S32_MAX;
13505         }
13506         if (check_add_overflow(*dst_umin, src_reg->u32_min_value, dst_umin) ||
13507             check_add_overflow(*dst_umax, src_reg->u32_max_value, dst_umax)) {
13508                 *dst_umin = 0;
13509                 *dst_umax = U32_MAX;
13510         }
13511 }
13512
13513 static void scalar_min_max_add(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13514                                struct bpf_reg_state *src_reg)
13515 {
13516         s64 *dst_smin = &dst_reg->smin_value;
13517         s64 *dst_smax = &dst_reg->smax_value;
13518         u64 *dst_umin = &dst_reg->umin_value;
13519         u64 *dst_umax = &dst_reg->umax_value;
13520
13521         if (check_add_overflow(*dst_smin, src_reg->smin_value, dst_smin) ||
13522             check_add_overflow(*dst_smax, src_reg->smax_value, dst_smax)) {
13523                 *dst_smin = S64_MIN;
13524                 *dst_smax = S64_MAX;
13525         }
13526         if (check_add_overflow(*dst_umin, src_reg->umin_value, dst_umin) ||
13527             check_add_overflow(*dst_umax, src_reg->umax_value, dst_umax)) {
13528                 *dst_umin = 0;
13529                 *dst_umax = U64_MAX;
13530         }
13531 }
13532
13533 static void scalar32_min_max_sub(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13534                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
13535 {
13536         s32 *dst_smin = &dst_reg->s32_min_value;
13537         s32 *dst_smax = &dst_reg->s32_max_value;
13538         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
13539         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
13540
13541         if (check_sub_overflow(*dst_smin, src_reg->s32_max_value, dst_smin) ||
13542             check_sub_overflow(*dst_smax, src_reg->s32_min_value, dst_smax)) {
13543                 /* Overflow possible, we know nothing */
13544                 *dst_smin = S32_MIN;
13545                 *dst_smax = S32_MAX;
13546         }
13547         if (dst_reg->u32_min_value < umax_val) {
13548                 /* Overflow possible, we know nothing */
13549                 dst_reg->u32_min_value = 0;
13550                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
13551         } else {
13552                 /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
13553                 dst_reg->u32_min_value -= umax_val;
13554                 dst_reg->u32_max_value -= umin_val;
13555         }
13556 }
13557
13558 static void scalar_min_max_sub(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13559                                struct bpf_reg_state *src_reg)
13560 {
13561         s64 *dst_smin = &dst_reg->smin_value;
13562         s64 *dst_smax = &dst_reg->smax_value;
13563         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
13564         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
13565
13566         if (check_sub_overflow(*dst_smin, src_reg->smax_value, dst_smin) ||
13567             check_sub_overflow(*dst_smax, src_reg->smin_value, dst_smax)) {
13568                 /* Overflow possible, we know nothing */
13569                 *dst_smin = S64_MIN;
13570                 *dst_smax = S64_MAX;
13571         }
13572         if (dst_reg->umin_value < umax_val) {
13573                 /* Overflow possible, we know nothing */
13574                 dst_reg->umin_value = 0;
13575                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
13576         } else {
13577                 /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
13578                 dst_reg->umin_value -= umax_val;
13579                 dst_reg->umax_value -= umin_val;
13580         }
13581 }
13582
13583 static void scalar32_min_max_mul(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13584                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
13585 {
13586         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
13587         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
13588         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
13589
13590         if (smin_val < 0 || dst_reg->s32_min_value < 0) {
13591                 /* Ain't nobody got time to multiply that sign */
13592                 __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
13593                 return;
13594         }
13595         /* Both values are positive, so we can work with unsigned and
13596          * copy the result to signed (unless it exceeds S32_MAX).
13597          */
13598         if (umax_val > U16_MAX || dst_reg->u32_max_value > U16_MAX) {
13599                 /* Potential overflow, we know nothing */
13600                 __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
13601                 return;
13602         }
13603         dst_reg->u32_min_value *= umin_val;
13604         dst_reg->u32_max_value *= umax_val;
13605         if (dst_reg->u32_max_value > S32_MAX) {
13606                 /* Overflow possible, we know nothing */
13607                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
13608                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
13609         } else {
13610                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
13611                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
13612         }
13613 }
13614
13615 static void scalar_min_max_mul(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13616                                struct bpf_reg_state *src_reg)
13617 {
13618         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
13619         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
13620         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
13621
13622         if (smin_val < 0 || dst_reg->smin_value < 0) {
13623                 /* Ain't nobody got time to multiply that sign */
13624                 __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
13625                 return;
13626         }
13627         /* Both values are positive, so we can work with unsigned and
13628          * copy the result to signed (unless it exceeds S64_MAX).
13629          */
13630         if (umax_val > U32_MAX || dst_reg->umax_value > U32_MAX) {
13631                 /* Potential overflow, we know nothing */
13632                 __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
13633                 return;
13634         }
13635         dst_reg->umin_value *= umin_val;
13636         dst_reg->umax_value *= umax_val;
13637         if (dst_reg->umax_value > S64_MAX) {
13638                 /* Overflow possible, we know nothing */
13639                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
13640                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
13641         } else {
13642                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
13643                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
13644         }
13645 }
13646
13647 static void scalar32_min_max_and(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13648                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
13649 {
13650         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
13651         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
13652         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
13653         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
13654
13655         if (src_known && dst_known) {
13656                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
13657                 return;
13658         }
13659
13660         /* We get our minimum from the var_off, since that's inherently
13661          * bitwise.  Our maximum is the minimum of the operands' maxima.
13662          */
13663         dst_reg->u32_min_value = var32_off.value;
13664         dst_reg->u32_max_value = min(dst_reg->u32_max_value, umax_val);
13665
13666         /* Safe to set s32 bounds by casting u32 result into s32 when u32
13667          * doesn't cross sign boundary. Otherwise set s32 bounds to unbounded.
13668          */
13669         if ((s32)dst_reg->u32_min_value <= (s32)dst_reg->u32_max_value) {
13670                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
13671                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
13672         } else {
13673                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
13674                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
13675         }
13676 }
13677
13678 static void scalar_min_max_and(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13679                                struct bpf_reg_state *src_reg)
13680 {
13681         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
13682         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
13683         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
13684
13685         if (src_known && dst_known) {
13686                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
13687                 return;
13688         }
13689
13690         /* We get our minimum from the var_off, since that's inherently
13691          * bitwise.  Our maximum is the minimum of the operands' maxima.
13692          */
13693         dst_reg->umin_value = dst_reg->var_off.value;
13694         dst_reg->umax_value = min(dst_reg->umax_value, umax_val);
13695
13696         /* Safe to set s64 bounds by casting u64 result into s64 when u64
13697          * doesn't cross sign boundary. Otherwise set s64 bounds to unbounded.
13698          */
13699         if ((s64)dst_reg->umin_value <= (s64)dst_reg->umax_value) {
13700                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
13701                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
13702         } else {
13703                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
13704                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
13705         }
13706         /* We may learn something more from the var_off */
13707         __update_reg_bounds(dst_reg);
13708 }
13709
13710 static void scalar32_min_max_or(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13711                                 struct bpf_reg_state *src_reg)
13712 {
13713         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
13714         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
13715         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
13716         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
13717
13718         if (src_known && dst_known) {
13719                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
13720                 return;
13721         }
13722
13723         /* We get our maximum from the var_off, and our minimum is the
13724          * maximum of the operands' minima
13725          */
13726         dst_reg->u32_min_value = max(dst_reg->u32_min_value, umin_val);
13727         dst_reg->u32_max_value = var32_off.value | var32_off.mask;
13728
13729         /* Safe to set s32 bounds by casting u32 result into s32 when u32
13730          * doesn't cross sign boundary. Otherwise set s32 bounds to unbounded.
13731          */
13732         if ((s32)dst_reg->u32_min_value <= (s32)dst_reg->u32_max_value) {
13733                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
13734                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
13735         } else {
13736                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
13737                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
13738         }
13739 }
13740
13741 static void scalar_min_max_or(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13742                               struct bpf_reg_state *src_reg)
13743 {
13744         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
13745         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
13746         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
13747
13748         if (src_known && dst_known) {
13749                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
13750                 return;
13751         }
13752
13753         /* We get our maximum from the var_off, and our minimum is the
13754          * maximum of the operands' minima
13755          */
13756         dst_reg->umin_value = max(dst_reg->umin_value, umin_val);
13757         dst_reg->umax_value = dst_reg->var_off.value | dst_reg->var_off.mask;
13758
13759         /* Safe to set s64 bounds by casting u64 result into s64 when u64
13760          * doesn't cross sign boundary. Otherwise set s64 bounds to unbounded.
13761          */
13762         if ((s64)dst_reg->umin_value <= (s64)dst_reg->umax_value) {
13763                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
13764                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
13765         } else {
13766                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
13767                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
13768         }
13769         /* We may learn something more from the var_off */
13770         __update_reg_bounds(dst_reg);
13771 }
13772
13773 static void scalar32_min_max_xor(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13774                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
13775 {
13776         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
13777         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
13778         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
13779
13780         if (src_known && dst_known) {
13781                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
13782                 return;
13783         }
13784
13785         /* We get both minimum and maximum from the var32_off. */
13786         dst_reg->u32_min_value = var32_off.value;
13787         dst_reg->u32_max_value = var32_off.value | var32_off.mask;
13788
13789         /* Safe to set s32 bounds by casting u32 result into s32 when u32
13790          * doesn't cross sign boundary. Otherwise set s32 bounds to unbounded.
13791          */
13792         if ((s32)dst_reg->u32_min_value <= (s32)dst_reg->u32_max_value) {
13793                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
13794                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
13795         } else {
13796                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
13797                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
13798         }
13799 }
13800
13801 static void scalar_min_max_xor(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13802                                struct bpf_reg_state *src_reg)
13803 {
13804         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
13805         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
13806
13807         if (src_known && dst_known) {
13808                 /* dst_reg->var_off.value has been updated earlier */
13809                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
13810                 return;
13811         }
13812
13813         /* We get both minimum and maximum from the var_off. */
13814         dst_reg->umin_value = dst_reg->var_off.value;
13815         dst_reg->umax_value = dst_reg->var_off.value | dst_reg->var_off.mask;
13816
13817         /* Safe to set s64 bounds by casting u64 result into s64 when u64
13818          * doesn't cross sign boundary. Otherwise set s64 bounds to unbounded.
13819          */
13820         if ((s64)dst_reg->umin_value <= (s64)dst_reg->umax_value) {
13821                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
13822                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
13823         } else {
13824                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
13825                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
13826         }
13827
13828         __update_reg_bounds(dst_reg);
13829 }
13830
13831 static void __scalar32_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13832                                    u64 umin_val, u64 umax_val)
13833 {
13834         /* We lose all sign bit information (except what we can pick
13835          * up from var_off)
13836          */
13837         dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
13838         dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
13839         /* If we might shift our top bit out, then we know nothing */
13840         if (umax_val > 31 || dst_reg->u32_max_value > 1ULL << (31 - umax_val)) {
13841                 dst_reg->u32_min_value = 0;
13842                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
13843         } else {
13844                 dst_reg->u32_min_value <<= umin_val;
13845                 dst_reg->u32_max_value <<= umax_val;
13846         }
13847 }
13848
13849 static void scalar32_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13850                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
13851 {
13852         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
13853         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
13854         /* u32 alu operation will zext upper bits */
13855         struct tnum subreg = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
13856
13857         __scalar32_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
13858         dst_reg->var_off = tnum_subreg(tnum_lshift(subreg, umin_val));
13859         /* Not required but being careful mark reg64 bounds as unknown so
13860          * that we are forced to pick them up from tnum and zext later and
13861          * if some path skips this step we are still safe.
13862          */
13863         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
13864         __update_reg32_bounds(dst_reg);
13865 }
13866
13867 static void __scalar64_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13868                                    u64 umin_val, u64 umax_val)
13869 {
13870         /* Special case <<32 because it is a common compiler pattern to sign
13871          * extend subreg by doing <<32 s>>32. In this case if 32bit bounds are
13872          * positive we know this shift will also be positive so we can track
13873          * bounds correctly. Otherwise we lose all sign bit information except
13874          * what we can pick up from var_off. Perhaps we can generalize this
13875          * later to shifts of any length.
13876          */
13877         if (umin_val == 32 && umax_val == 32 && dst_reg->s32_max_value >= 0)
13878                 dst_reg->smax_value = (s64)dst_reg->s32_max_value << 32;
13879         else
13880                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
13881
13882         if (umin_val == 32 && umax_val == 32 && dst_reg->s32_min_value >= 0)
13883                 dst_reg->smin_value = (s64)dst_reg->s32_min_value << 32;
13884         else
13885                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
13886
13887         /* If we might shift our top bit out, then we know nothing */
13888         if (dst_reg->umax_value > 1ULL << (63 - umax_val)) {
13889                 dst_reg->umin_value = 0;
13890                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
13891         } else {
13892                 dst_reg->umin_value <<= umin_val;
13893                 dst_reg->umax_value <<= umax_val;
13894         }
13895 }
13896
13897 static void scalar_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13898                                struct bpf_reg_state *src_reg)
13899 {
13900         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
13901         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
13902
13903         /* scalar64 calc uses 32bit unshifted bounds so must be called first */
13904         __scalar64_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
13905         __scalar32_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
13906
13907         dst_reg->var_off = tnum_lshift(dst_reg->var_off, umin_val);
13908         /* We may learn something more from the var_off */
13909         __update_reg_bounds(dst_reg);
13910 }
13911
13912 static void scalar32_min_max_rsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13913                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
13914 {
13915         struct tnum subreg = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
13916         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
13917         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
13918
13919         /* BPF_RSH is an unsigned shift.  If the value in dst_reg might
13920          * be negative, then either:
13921          * 1) src_reg might be zero, so the sign bit of the result is
13922          *    unknown, so we lose our signed bounds
13923          * 2) it's known negative, thus the unsigned bounds capture the
13924          *    signed bounds
13925          * 3) the signed bounds cross zero, so they tell us nothing
13926          *    about the result
13927          * If the value in dst_reg is known nonnegative, then again the
13928          * unsigned bounds capture the signed bounds.
13929          * Thus, in all cases it suffices to blow away our signed bounds
13930          * and rely on inferring new ones from the unsigned bounds and
13931          * var_off of the result.
13932          */
13933         dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
13934         dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
13935
13936         dst_reg->var_off = tnum_rshift(subreg, umin_val);
13937         dst_reg->u32_min_value >>= umax_val;
13938         dst_reg->u32_max_value >>= umin_val;
13939
13940         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
13941         __update_reg32_bounds(dst_reg);
13942 }
13943
13944 static void scalar_min_max_rsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13945                                struct bpf_reg_state *src_reg)
13946 {
13947         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
13948         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
13949
13950         /* BPF_RSH is an unsigned shift.  If the value in dst_reg might
13951          * be negative, then either:
13952          * 1) src_reg might be zero, so the sign bit of the result is
13953          *    unknown, so we lose our signed bounds
13954          * 2) it's known negative, thus the unsigned bounds capture the
13955          *    signed bounds
13956          * 3) the signed bounds cross zero, so they tell us nothing
13957          *    about the result
13958          * If the value in dst_reg is known nonnegative, then again the
13959          * unsigned bounds capture the signed bounds.
13960          * Thus, in all cases it suffices to blow away our signed bounds
13961          * and rely on inferring new ones from the unsigned bounds and
13962          * var_off of the result.
13963          */
13964         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
13965         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
13966         dst_reg->var_off = tnum_rshift(dst_reg->var_off, umin_val);
13967         dst_reg->umin_value >>= umax_val;
13968         dst_reg->umax_value >>= umin_val;
13969
13970         /* Its not easy to operate on alu32 bounds here because it depends
13971          * on bits being shifted in. Take easy way out and mark unbounded
13972          * so we can recalculate later from tnum.
13973          */
13974         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
13975         __update_reg_bounds(dst_reg);
13976 }
13977
13978 static void scalar32_min_max_arsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13979                                   struct bpf_reg_state *src_reg)
13980 {
13981         u64 umin_val = src_reg->u32_min_value;
13982
13983         /* Upon reaching here, src_known is true and
13984          * umax_val is equal to umin_val.
13985          */
13986         dst_reg->s32_min_value = (u32)(((s32)dst_reg->s32_min_value) >> umin_val);
13987         dst_reg->s32_max_value = (u32)(((s32)dst_reg->s32_max_value) >> umin_val);
13988
13989         dst_reg->var_off = tnum_arshift(tnum_subreg(dst_reg->var_off), umin_val, 32);
13990
13991         /* blow away the dst_reg umin_value/umax_value and rely on
13992          * dst_reg var_off to refine the result.
13993          */
13994         dst_reg->u32_min_value = 0;
13995         dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
13996
13997         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
13998         __update_reg32_bounds(dst_reg);
13999 }
14000
14001 static void scalar_min_max_arsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
14002                                 struct bpf_reg_state *src_reg)
14003 {
14004         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
14005
14006         /* Upon reaching here, src_known is true and umax_val is equal
14007          * to umin_val.
14008          */
14009         dst_reg->smin_value >>= umin_val;
14010         dst_reg->smax_value >>= umin_val;
14011
14012         dst_reg->var_off = tnum_arshift(dst_reg->var_off, umin_val, 64);
14013
14014         /* blow away the dst_reg umin_value/umax_value and rely on
14015          * dst_reg var_off to refine the result.
14016          */
14017         dst_reg->umin_value = 0;
14018         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
14019
14020         /* Its not easy to operate on alu32 bounds here because it depends
14021          * on bits being shifted in from upper 32-bits. Take easy way out
14022          * and mark unbounded so we can recalculate later from tnum.
14023          */
14024         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
14025         __update_reg_bounds(dst_reg);
14026 }
14027
14028 static bool is_safe_to_compute_dst_reg_range(struct bpf_insn *insn,
14029                                              const struct bpf_reg_state *src_reg)
14030 {
14031         bool src_is_const = false;
14032         u64 insn_bitness = (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) ? 64 : 32;
14033
14034         if (insn_bitness == 32) {
14035                 if (tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off)
14036                     && src_reg->s32_min_value == src_reg->s32_max_value
14037                     && src_reg->u32_min_value == src_reg->u32_max_value)
14038                         src_is_const = true;
14039         } else {
14040                 if (tnum_is_const(src_reg->var_off)
14041                     && src_reg->smin_value == src_reg->smax_value
14042                     && src_reg->umin_value == src_reg->umax_value)
14043                         src_is_const = true;
14044         }
14045
14046         switch (BPF_OP(insn->code)) {
14047         case BPF_ADD:
14048         case BPF_SUB:
14049         case BPF_AND:
14050         case BPF_XOR:
14051         case BPF_OR:
14052         case BPF_MUL:
14053                 return true;
14054
14055         /* Shift operators range is only computable if shift dimension operand
14056          * is a constant. Shifts greater than 31 or 63 are undefined. This
14057          * includes shifts by a negative number.
14058          */
14059         case BPF_LSH:
14060         case BPF_RSH:
14061         case BPF_ARSH:
14062                 return (src_is_const && src_reg->umax_value < insn_bitness);
14063         default:
14064                 return false;
14065         }
14066 }
14067
14068 /* WARNING: This function does calculations on 64-bit values, but the actual
14069  * execution may occur on 32-bit values. Therefore, things like bitshifts
14070  * need extra checks in the 32-bit case.
14071  */
14072 static int adjust_scalar_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
14073                                       struct bpf_insn *insn,
14074                                       struct bpf_reg_state *dst_reg,
14075                                       struct bpf_reg_state src_reg)
14076 {
14077         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
14078         bool alu32 = (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_ALU64);
14079         int ret;
14080
14081         if (!is_safe_to_compute_dst_reg_range(insn, &src_reg)) {
14082                 __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
14083                 return 0;
14084         }
14085
14086         if (sanitize_needed(opcode)) {
14087                 ret = sanitize_val_alu(env, insn);
14088                 if (ret < 0)
14089                         return sanitize_err(env, insn, ret, NULL, NULL);
14090         }
14091
14092         /* Calculate sign/unsigned bounds and tnum for alu32 and alu64 bit ops.
14093          * There are two classes of instructions: The first class we track both
14094          * alu32 and alu64 sign/unsigned bounds independently this provides the
14095          * greatest amount of precision when alu operations are mixed with jmp32
14096          * operations. These operations are BPF_ADD, BPF_SUB, BPF_MUL, BPF_ADD,
14097          * and BPF_OR. This is possible because these ops have fairly easy to
14098          * understand and calculate behavior in both 32-bit and 64-bit alu ops.
14099          * See alu32 verifier tests for examples. The second class of
14100          * operations, BPF_LSH, BPF_RSH, and BPF_ARSH, however are not so easy
14101          * with regards to tracking sign/unsigned bounds because the bits may
14102          * cross subreg boundaries in the alu64 case. When this happens we mark
14103          * the reg unbounded in the subreg bound space and use the resulting
14104          * tnum to calculate an approximation of the sign/unsigned bounds.
14105          */
14106         switch (opcode) {
14107         case BPF_ADD:
14108                 scalar32_min_max_add(dst_reg, &src_reg);
14109                 scalar_min_max_add(dst_reg, &src_reg);
14110                 dst_reg->var_off = tnum_add(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
14111                 break;
14112         case BPF_SUB:
14113                 scalar32_min_max_sub(dst_reg, &src_reg);
14114                 scalar_min_max_sub(dst_reg, &src_reg);
14115                 dst_reg->var_off = tnum_sub(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
14116                 break;
14117         case BPF_MUL:
14118                 dst_reg->var_off = tnum_mul(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
14119                 scalar32_min_max_mul(dst_reg, &src_reg);
14120                 scalar_min_max_mul(dst_reg, &src_reg);
14121                 break;
14122         case BPF_AND:
14123                 dst_reg->var_off = tnum_and(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
14124                 scalar32_min_max_and(dst_reg, &src_reg);
14125                 scalar_min_max_and(dst_reg, &src_reg);
14126                 break;
14127         case BPF_OR:
14128                 dst_reg->var_off = tnum_or(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
14129                 scalar32_min_max_or(dst_reg, &src_reg);
14130                 scalar_min_max_or(dst_reg, &src_reg);
14131                 break;
14132         case BPF_XOR:
14133                 dst_reg->var_off = tnum_xor(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
14134                 scalar32_min_max_xor(dst_reg, &src_reg);
14135                 scalar_min_max_xor(dst_reg, &src_reg);
14136                 break;
14137         case BPF_LSH:
14138                 if (alu32)
14139                         scalar32_min_max_lsh(dst_reg, &src_reg);
14140                 else
14141                         scalar_min_max_lsh(dst_reg, &src_reg);
14142                 break;
14143         case BPF_RSH:
14144                 if (alu32)
14145                         scalar32_min_max_rsh(dst_reg, &src_reg);
14146                 else
14147                         scalar_min_max_rsh(dst_reg, &src_reg);
14148                 break;
14149         case BPF_ARSH:
14150                 if (alu32)
14151                         scalar32_min_max_arsh(dst_reg, &src_reg);
14152                 else
14153                         scalar_min_max_arsh(dst_reg, &src_reg);
14154                 break;
14155         default:
14156                 break;
14157         }
14158
14159         /* ALU32 ops are zero extended into 64bit register */
14160         if (alu32)
14161                 zext_32_to_64(dst_reg);
14162         reg_bounds_sync(dst_reg);
14163         return 0;
14164 }
14165
14166 /* Handles ALU ops other than BPF_END, BPF_NEG and BPF_MOV: computes new min/max
14167  * and var_off.
14168  */
14169 static int adjust_reg_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
14170                                    struct bpf_insn *insn)
14171 {
14172         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
14173         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
14174         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *dst_reg, *src_reg;
14175         struct bpf_reg_state *ptr_reg = NULL, off_reg = {0};
14176         bool alu32 = (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_ALU64);
14177         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
14178         int err;
14179
14180         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
14181         src_reg = NULL;
14182
14183         if (dst_reg->type == PTR_TO_ARENA) {
14184                 struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
14185
14186                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64)
14187                         /*
14188                          * 32-bit operations zero upper bits automatically.
14189                          * 64-bit operations need to be converted to 32.
14190                          */
14191                         aux->needs_zext = true;
14192
14193                 /* Any arithmetic operations are allowed on arena pointers */
14194                 return 0;
14195         }
14196
14197         if (dst_reg->type != SCALAR_VALUE)
14198                 ptr_reg = dst_reg;
14199
14200         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
14201                 src_reg = &regs[insn->src_reg];
14202                 if (src_reg->type != SCALAR_VALUE) {
14203                         if (dst_reg->type != SCALAR_VALUE) {
14204                                 /* Combining two pointers by any ALU op yields
14205                                  * an arbitrary scalar. Disallow all math except
14206                                  * pointer subtraction
14207                                  */
14208                                 if (opcode == BPF_SUB && env->allow_ptr_leaks) {
14209                                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
14210                                         return 0;
14211                                 }
14212                                 verbose(env, "R%d pointer %s pointer prohibited\n",
14213                                         insn->dst_reg,
14214                                         bpf_alu_string[opcode >> 4]);
14215                                 return -EACCES;
14216                         } else {
14217                                 /* scalar += pointer
14218                                  * This is legal, but we have to reverse our
14219                                  * src/dest handling in computing the range
14220                                  */
14221                                 err = mark_chain_precision(env, insn->dst_reg);
14222                                 if (err)
14223                                         return err;
14224                                 return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
14225                                                                src_reg, dst_reg);
14226                         }
14227                 } else if (ptr_reg) {
14228                         /* pointer += scalar */
14229                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
14230                         if (err)
14231                                 return err;
14232                         return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
14233                                                        dst_reg, src_reg);
14234                 } else if (dst_reg->precise) {
14235                         /* if dst_reg is precise, src_reg should be precise as well */
14236                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
14237                         if (err)
14238                                 return err;
14239                 }
14240         } else {
14241                 /* Pretend the src is a reg with a known value, since we only
14242                  * need to be able to read from this state.
14243                  */
14244                 off_reg.type = SCALAR_VALUE;
14245                 __mark_reg_known(&off_reg, insn->imm);
14246                 src_reg = &off_reg;
14247                 if (ptr_reg) /* pointer += K */
14248                         return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
14249                                                        ptr_reg, src_reg);
14250         }
14251
14252         /* Got here implies adding two SCALAR_VALUEs */
14253         if (WARN_ON_ONCE(ptr_reg)) {
14254                 print_verifier_state(env, state, true);
14255                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected ptr_reg\n");
14256                 return -EINVAL;
14257         }
14258         if (WARN_ON(!src_reg)) {
14259                 print_verifier_state(env, state, true);
14260                 verbose(env, "verifier internal error: no src_reg\n");
14261                 return -EINVAL;
14262         }
14263         err = adjust_scalar_min_max_vals(env, insn, dst_reg, *src_reg);
14264         if (err)
14265                 return err;
14266         /*
14267          * Compilers can generate the code
14268          * r1 = r2
14269          * r1 += 0x1
14270          * if r2 < 1000 goto ...
14271          * use r1 in memory access
14272          * So remember constant delta between r2 and r1 and update r1 after
14273          * 'if' condition.
14274          */
14275         if (env->bpf_capable && BPF_OP(insn->code) == BPF_ADD &&
14276             dst_reg->id && is_reg_const(src_reg, alu32)) {
14277                 u64 val = reg_const_value(src_reg, alu32);
14278
14279                 if ((dst_reg->id & BPF_ADD_CONST) ||
14280                     /* prevent overflow in sync_linked_regs() later */
14281                     val > (u32)S32_MAX) {
14282                         /*
14283                          * If the register already went through rX += val
14284                          * we cannot accumulate another val into rx->off.
14285                          */
14286                         dst_reg->off = 0;
14287                         dst_reg->id = 0;
14288                 } else {
14289                         dst_reg->id |= BPF_ADD_CONST;
14290                         dst_reg->off = val;
14291                 }
14292         } else {
14293                 /*
14294                  * Make sure ID is cleared otherwise dst_reg min/max could be
14295                  * incorrectly propagated into other registers by sync_linked_regs()
14296                  */
14297                 dst_reg->id = 0;
14298         }
14299         return 0;
14300 }
14301
14302 /* check validity of 32-bit and 64-bit arithmetic operations */
14303 static int check_alu_op(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
14304 {
14305         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
14306         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
14307         int err;
14308
14309         if (opcode == BPF_END || opcode == BPF_NEG) {
14310                 if (opcode == BPF_NEG) {
14311                         if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
14312                             insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
14313                             insn->off != 0 || insn->imm != 0) {
14314                                 verbose(env, "BPF_NEG uses reserved fields\n");
14315                                 return -EINVAL;
14316                         }
14317                 } else {
14318                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0 ||
14319                             (insn->imm != 16 && insn->imm != 32 && insn->imm != 64) ||
14320                             (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64 &&
14321                              BPF_SRC(insn->code) != BPF_TO_LE)) {
14322                                 verbose(env, "BPF_END uses reserved fields\n");
14323                                 return -EINVAL;
14324                         }
14325                 }
14326
14327                 /* check src operand */
14328                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
14329                 if (err)
14330                         return err;
14331
14332                 if (is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
14333                         verbose(env, "R%d pointer arithmetic prohibited\n",
14334                                 insn->dst_reg);
14335                         return -EACCES;
14336                 }
14337
14338                 /* check dest operand */
14339                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP);
14340                 if (err)
14341                         return err;
14342
14343         } else if (opcode == BPF_MOV) {
14344
14345                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
14346                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU) {
14347                                 if ((insn->off != 0 && insn->off != 8 && insn->off != 16) ||
14348                                     insn->imm) {
14349                                         verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
14350                                         return -EINVAL;
14351                                 }
14352                         } else if (insn->off == BPF_ADDR_SPACE_CAST) {
14353                                 if (insn->imm != 1 && insn->imm != 1u << 16) {
14354                                         verbose(env, "addr_space_cast insn can only convert between address space 1 and 0\n");
14355                                         return -EINVAL;
14356                                 }
14357                                 if (!env->prog->aux->arena) {
14358                                         verbose(env, "addr_space_cast insn can only be used in a program that has an associated arena\n");
14359                                         return -EINVAL;
14360                                 }
14361                         } else {
14362                                 if ((insn->off != 0 && insn->off != 8 && insn->off != 16 &&
14363                                      insn->off != 32) || insn->imm) {
14364                                         verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
14365                                         return -EINVAL;
14366                                 }
14367                         }
14368
14369                         /* check src operand */
14370                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
14371                         if (err)
14372                                 return err;
14373                 } else {
14374                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0) {
14375                                 verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
14376                                 return -EINVAL;
14377                         }
14378                 }
14379
14380                 /* check dest operand, mark as required later */
14381                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
14382                 if (err)
14383                         return err;
14384
14385                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
14386                         struct bpf_reg_state *src_reg = regs + insn->src_reg;
14387                         struct bpf_reg_state *dst_reg = regs + insn->dst_reg;
14388
14389                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
14390                                 if (insn->imm) {
14391                                         /* off == BPF_ADDR_SPACE_CAST */
14392                                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
14393                                         if (insn->imm == 1) { /* cast from as(1) to as(0) */
14394                                                 dst_reg->type = PTR_TO_ARENA;
14395                                                 /* PTR_TO_ARENA is 32-bit */
14396                                                 dst_reg->subreg_def = env->insn_idx + 1;
14397                                         }
14398                                 } else if (insn->off == 0) {
14399                                         /* case: R1 = R2
14400                                          * copy register state to dest reg
14401                                          */
14402                                         assign_scalar_id_before_mov(env, src_reg);
14403                                         copy_register_state(dst_reg, src_reg);
14404                                         dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
14405                                         dst_reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
14406                                 } else {
14407                                         /* case: R1 = (s8, s16 s32)R2 */
14408                                         if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
14409                                                 verbose(env,
14410                                                         "R%d sign-extension part of pointer\n",
14411                                                         insn->src_reg);
14412                                                 return -EACCES;
14413                                         } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE) {
14414                                                 bool no_sext;
14415
14416                                                 no_sext = src_reg->umax_value < (1ULL << (insn->off - 1));
14417                                                 if (no_sext)
14418                                                         assign_scalar_id_before_mov(env, src_reg);
14419                                                 copy_register_state(dst_reg, src_reg);
14420                                                 if (!no_sext)
14421                                                         dst_reg->id = 0;
14422                                                 coerce_reg_to_size_sx(dst_reg, insn->off >> 3);
14423                                                 dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
14424                                                 dst_reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
14425                                         } else {
14426                                                 mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
14427                                         }
14428                                 }
14429                         } else {
14430                                 /* R1 = (u32) R2 */
14431                                 if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
14432                                         verbose(env,
14433                                                 "R%d partial copy of pointer\n",
14434                                                 insn->src_reg);
14435                                         return -EACCES;
14436                                 } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE) {
14437                                         if (insn->off == 0) {
14438                                                 bool is_src_reg_u32 = get_reg_width(src_reg) <= 32;
14439
14440                                                 if (is_src_reg_u32)
14441                                                         assign_scalar_id_before_mov(env, src_reg);
14442                                                 copy_register_state(dst_reg, src_reg);
14443                                                 /* Make sure ID is cleared if src_reg is not in u32
14444                                                  * range otherwise dst_reg min/max could be incorrectly
14445                                                  * propagated into src_reg by sync_linked_regs()
14446                                                  */
14447                                                 if (!is_src_reg_u32)
14448                                                         dst_reg->id = 0;
14449                                                 dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
14450                                                 dst_reg->subreg_def = env->insn_idx + 1;
14451                                         } else {
14452                                                 /* case: W1 = (s8, s16)W2 */
14453                                                 bool no_sext = src_reg->umax_value < (1ULL << (insn->off - 1));
14454
14455                                                 if (no_sext)
14456                                                         assign_scalar_id_before_mov(env, src_reg);
14457                                                 copy_register_state(dst_reg, src_reg);
14458                                                 if (!no_sext)
14459                                                         dst_reg->id = 0;
14460                                                 dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
14461                                                 dst_reg->subreg_def = env->insn_idx + 1;
14462                                                 coerce_subreg_to_size_sx(dst_reg, insn->off >> 3);
14463                                         }
14464                                 } else {
14465                                         mark_reg_unknown(env, regs,
14466                                                          insn->dst_reg);
14467                                 }
14468                                 zext_32_to_64(dst_reg);
14469                                 reg_bounds_sync(dst_reg);
14470                         }
14471                 } else {
14472                         /* case: R = imm
14473                          * remember the value we stored into this reg
14474                          */
14475                         /* clear any state __mark_reg_known doesn't set */
14476                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
14477                         regs[insn->dst_reg].type = SCALAR_VALUE;
14478                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
14479                                 __mark_reg_known(regs + insn->dst_reg,
14480                                                  insn->imm);
14481                         } else {
14482                                 __mark_reg_known(regs + insn->dst_reg,
14483                                                  (u32)insn->imm);
14484                         }
14485                 }
14486
14487         } else if (opcode > BPF_END) {
14488                 verbose(env, "invalid BPF_ALU opcode %x\n", opcode);
14489                 return -EINVAL;
14490
14491         } else {        /* all other ALU ops: and, sub, xor, add, ... */
14492
14493                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
14494                         if (insn->imm != 0 || insn->off > 1 ||
14495                             (insn->off == 1 && opcode != BPF_MOD && opcode != BPF_DIV)) {
14496                                 verbose(env, "BPF_ALU uses reserved fields\n");
14497                                 return -EINVAL;
14498                         }
14499                         /* check src1 operand */
14500                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
14501                         if (err)
14502                                 return err;
14503                 } else {
14504                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off > 1 ||
14505                             (insn->off == 1 && opcode != BPF_MOD && opcode != BPF_DIV)) {
14506                                 verbose(env, "BPF_ALU uses reserved fields\n");
14507                                 return -EINVAL;
14508                         }
14509                 }
14510
14511                 /* check src2 operand */
14512                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
14513                 if (err)
14514                         return err;
14515
14516                 if ((opcode == BPF_MOD || opcode == BPF_DIV) &&
14517                     BPF_SRC(insn->code) == BPF_K && insn->imm == 0) {
14518                         verbose(env, "div by zero\n");
14519                         return -EINVAL;
14520                 }
14521
14522                 if ((opcode == BPF_LSH || opcode == BPF_RSH ||
14523                      opcode == BPF_ARSH) && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
14524                         int size = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64 ? 64 : 32;
14525
14526                         if (insn->imm < 0 || insn->imm >= size) {
14527                                 verbose(env, "invalid shift %d\n", insn->imm);
14528                                 return -EINVAL;
14529                         }
14530                 }
14531
14532                 /* check dest operand */
14533                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
14534                 err = err ?: adjust_reg_min_max_vals(env, insn);
14535                 if (err)
14536                         return err;
14537         }
14538
14539         return reg_bounds_sanity_check(env, &regs[insn->dst_reg], "alu");
14540 }
14541
14542 static void find_good_pkt_pointers(struct bpf_verifier_state *vstate,
14543                                    struct bpf_reg_state *dst_reg,
14544                                    enum bpf_reg_type type,
14545                                    bool range_right_open)
14546 {
14547         struct bpf_func_state *state;
14548         struct bpf_reg_state *reg;
14549         int new_range;
14550
14551         if (dst_reg->off < 0 ||
14552             (dst_reg->off == 0 && range_right_open))
14553                 /* This doesn't give us any range */
14554                 return;
14555
14556         if (dst_reg->umax_value > MAX_PACKET_OFF ||
14557             dst_reg->umax_value + dst_reg->off > MAX_PACKET_OFF)
14558                 /* Risk of overflow.  For instance, ptr + (1<<63) may be less
14559                  * than pkt_end, but that's because it's also less than pkt.
14560                  */
14561                 return;
14562
14563         new_range = dst_reg->off;
14564         if (range_right_open)
14565                 new_range++;
14566
14567         /* Examples for register markings:
14568          *
14569          * pkt_data in dst register:
14570          *
14571          *   r2 = r3;
14572          *   r2 += 8;
14573          *   if (r2 > pkt_end) goto <handle exception>
14574          *   <access okay>
14575          *
14576          *   r2 = r3;
14577          *   r2 += 8;
14578          *   if (r2 < pkt_end) goto <access okay>
14579          *   <handle exception>
14580          *
14581          *   Where:
14582          *     r2 == dst_reg, pkt_end == src_reg
14583          *     r2=pkt(id=n,off=8,r=0)
14584          *     r3=pkt(id=n,off=0,r=0)
14585          *
14586          * pkt_data in src register:
14587          *
14588          *   r2 = r3;
14589          *   r2 += 8;
14590          *   if (pkt_end >= r2) goto <access okay>
14591          *   <handle exception>
14592          *
14593          *   r2 = r3;
14594          *   r2 += 8;
14595          *   if (pkt_end <= r2) goto <handle exception>
14596          *   <access okay>
14597          *
14598          *   Where:
14599          *     pkt_end == dst_reg, r2 == src_reg
14600          *     r2=pkt(id=n,off=8,r=0)
14601          *     r3=pkt(id=n,off=0,r=0)
14602          *
14603          * Find register r3 and mark its range as r3=pkt(id=n,off=0,r=8)
14604          * or r3=pkt(id=n,off=0,r=8-1), so that range of bytes [r3, r3 + 8)
14605          * and [r3, r3 + 8-1) respectively is safe to access depending on
14606          * the check.
14607          */
14608
14609         /* If our ids match, then we must have the same max_value.  And we
14610          * don't care about the other reg's fixed offset, since if it's too big
14611          * the range won't allow anything.
14612          * dst_reg->off is known < MAX_PACKET_OFF, therefore it fits in a u16.
14613          */
14614         bpf_for_each_reg_in_vstate(vstate, state, reg, ({
14615                 if (reg->type == type && reg->id == dst_reg->id)
14616                         /* keep the maximum range already checked */
14617                         reg->range = max(reg->range, new_range);
14618         }));
14619 }
14620
14621 /*
14622  * <reg1> <op> <reg2>, currently assuming reg2 is a constant
14623  */
14624 static int is_scalar_branch_taken(struct bpf_reg_state *reg1, struct bpf_reg_state *reg2,
14625                                   u8 opcode, bool is_jmp32)
14626 {
14627         struct tnum t1 = is_jmp32 ? tnum_subreg(reg1->var_off) : reg1->var_off;
14628         struct tnum t2 = is_jmp32 ? tnum_subreg(reg2->var_off) : reg2->var_off;
14629         u64 umin1 = is_jmp32 ? (u64)reg1->u32_min_value : reg1->umin_value;
14630         u64 umax1 = is_jmp32 ? (u64)reg1->u32_max_value : reg1->umax_value;
14631         s64 smin1 = is_jmp32 ? (s64)reg1->s32_min_value : reg1->smin_value;
14632         s64 smax1 = is_jmp32 ? (s64)reg1->s32_max_value : reg1->smax_value;
14633         u64 umin2 = is_jmp32 ? (u64)reg2->u32_min_value : reg2->umin_value;
14634         u64 umax2 = is_jmp32 ? (u64)reg2->u32_max_value : reg2->umax_value;
14635         s64 smin2 = is_jmp32 ? (s64)reg2->s32_min_value : reg2->smin_value;
14636         s64 smax2 = is_jmp32 ? (s64)reg2->s32_max_value : reg2->smax_value;
14637
14638         switch (opcode) {
14639         case BPF_JEQ:
14640                 /* constants, umin/umax and smin/smax checks would be
14641                  * redundant in this case because they all should match
14642                  */
14643                 if (tnum_is_const(t1) && tnum_is_const(t2))
14644                         return t1.value == t2.value;
14645                 /* non-overlapping ranges */
14646                 if (umin1 > umax2 || umax1 < umin2)
14647                         return 0;
14648                 if (smin1 > smax2 || smax1 < smin2)
14649                         return 0;
14650                 if (!is_jmp32) {
14651                         /* if 64-bit ranges are inconclusive, see if we can
14652                          * utilize 32-bit subrange knowledge to eliminate
14653                          * branches that can't be taken a priori
14654                          */
14655                         if (reg1->u32_min_value > reg2->u32_max_value ||
14656                             reg1->u32_max_value < reg2->u32_min_value)
14657                                 return 0;
14658                         if (reg1->s32_min_value > reg2->s32_max_value ||
14659                             reg1->s32_max_value < reg2->s32_min_value)
14660                                 return 0;
14661                 }
14662                 break;
14663         case BPF_JNE:
14664                 /* constants, umin/umax and smin/smax checks would be
14665                  * redundant in this case because they all should match
14666                  */
14667                 if (tnum_is_const(t1) && tnum_is_const(t2))
14668                         return t1.value != t2.value;
14669                 /* non-overlapping ranges */
14670                 if (umin1 > umax2 || umax1 < umin2)
14671                         return 1;
14672                 if (smin1 > smax2 || smax1 < smin2)
14673                         return 1;
14674                 if (!is_jmp32) {
14675                         /* if 64-bit ranges are inconclusive, see if we can
14676                          * utilize 32-bit subrange knowledge to eliminate
14677                          * branches that can't be taken a priori
14678                          */
14679                         if (reg1->u32_min_value > reg2->u32_max_value ||
14680                             reg1->u32_max_value < reg2->u32_min_value)
14681                                 return 1;
14682                         if (reg1->s32_min_value > reg2->s32_max_value ||
14683                             reg1->s32_max_value < reg2->s32_min_value)
14684                                 return 1;
14685                 }
14686                 break;
14687         case BPF_JSET:
14688                 if (!is_reg_const(reg2, is_jmp32)) {
14689                         swap(reg1, reg2);
14690                         swap(t1, t2);
14691                 }
14692                 if (!is_reg_const(reg2, is_jmp32))
14693                         return -1;
14694                 if ((~t1.mask & t1.value) & t2.value)
14695                         return 1;
14696                 if (!((t1.mask | t1.value) & t2.value))
14697                         return 0;
14698                 break;
14699         case BPF_JGT:
14700                 if (umin1 > umax2)
14701                         return 1;
14702                 else if (umax1 <= umin2)
14703                         return 0;
14704                 break;
14705         case BPF_JSGT:
14706                 if (smin1 > smax2)
14707                         return 1;
14708                 else if (smax1 <= smin2)
14709                         return 0;
14710                 break;
14711         case BPF_JLT:
14712                 if (umax1 < umin2)
14713                         return 1;
14714                 else if (umin1 >= umax2)
14715                         return 0;
14716                 break;
14717         case BPF_JSLT:
14718                 if (smax1 < smin2)
14719                         return 1;
14720                 else if (smin1 >= smax2)
14721                         return 0;
14722                 break;
14723         case BPF_JGE:
14724                 if (umin1 >= umax2)
14725                         return 1;
14726                 else if (umax1 < umin2)
14727                         return 0;
14728                 break;
14729         case BPF_JSGE:
14730                 if (smin1 >= smax2)
14731                         return 1;
14732                 else if (smax1 < smin2)
14733                         return 0;
14734                 break;
14735         case BPF_JLE:
14736                 if (umax1 <= umin2)
14737                         return 1;
14738                 else if (umin1 > umax2)
14739                         return 0;
14740                 break;
14741         case BPF_JSLE:
14742                 if (smax1 <= smin2)
14743                         return 1;
14744                 else if (smin1 > smax2)
14745                         return 0;
14746                 break;
14747         }
14748
14749         return -1;
14750 }
14751
14752 static int flip_opcode(u32 opcode)
14753 {
14754         /* How can we transform "a <op> b" into "b <op> a"? */
14755         static const u8 opcode_flip[16] = {
14756                 /* these stay the same */
14757                 [BPF_JEQ  >> 4] = BPF_JEQ,
14758                 [BPF_JNE  >> 4] = BPF_JNE,
14759                 [BPF_JSET >> 4] = BPF_JSET,
14760                 /* these swap "lesser" and "greater" (L and G in the opcodes) */
14761                 [BPF_JGE  >> 4] = BPF_JLE,
14762                 [BPF_JGT  >> 4] = BPF_JLT,
14763                 [BPF_JLE  >> 4] = BPF_JGE,
14764                 [BPF_JLT  >> 4] = BPF_JGT,
14765                 [BPF_JSGE >> 4] = BPF_JSLE,
14766                 [BPF_JSGT >> 4] = BPF_JSLT,
14767                 [BPF_JSLE >> 4] = BPF_JSGE,
14768                 [BPF_JSLT >> 4] = BPF_JSGT
14769         };
14770         return opcode_flip[opcode >> 4];
14771 }
14772
14773 static int is_pkt_ptr_branch_taken(struct bpf_reg_state *dst_reg,
14774                                    struct bpf_reg_state *src_reg,
14775                                    u8 opcode)
14776 {
14777         struct bpf_reg_state *pkt;
14778
14779         if (src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) {
14780                 pkt = dst_reg;
14781         } else if (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) {
14782                 pkt = src_reg;
14783                 opcode = flip_opcode(opcode);
14784         } else {
14785                 return -1;
14786         }
14787
14788         if (pkt->range >= 0)
14789                 return -1;
14790
14791         switch (opcode) {
14792         case BPF_JLE:
14793                 /* pkt <= pkt_end */
14794                 fallthrough;
14795         case BPF_JGT:
14796                 /* pkt > pkt_end */
14797                 if (pkt->range == BEYOND_PKT_END)
14798                         /* pkt has at last one extra byte beyond pkt_end */
14799                         return opcode == BPF_JGT;
14800                 break;
14801         case BPF_JLT:
14802                 /* pkt < pkt_end */
14803                 fallthrough;
14804         case BPF_JGE:
14805                 /* pkt >= pkt_end */
14806                 if (pkt->range == BEYOND_PKT_END || pkt->range == AT_PKT_END)
14807                         return opcode == BPF_JGE;
14808                 break;
14809         }
14810         return -1;
14811 }
14812
14813 /* compute branch direction of the expression "if (<reg1> opcode <reg2>) goto target;"
14814  * and return:
14815  *  1 - branch will be taken and "goto target" will be executed
14816  *  0 - branch will not be taken and fall-through to next insn
14817  * -1 - unknown. Example: "if (reg1 < 5)" is unknown when register value
14818  *      range [0,10]
14819  */
14820 static int is_branch_taken(struct bpf_reg_state *reg1, struct bpf_reg_state *reg2,
14821                            u8 opcode, bool is_jmp32)
14822 {
14823         if (reg_is_pkt_pointer_any(reg1) && reg_is_pkt_pointer_any(reg2) && !is_jmp32)
14824                 return is_pkt_ptr_branch_taken(reg1, reg2, opcode);
14825
14826         if (__is_pointer_value(false, reg1) || __is_pointer_value(false, reg2)) {
14827                 u64 val;
14828
14829                 /* arrange that reg2 is a scalar, and reg1 is a pointer */
14830                 if (!is_reg_const(reg2, is_jmp32)) {
14831                         opcode = flip_opcode(opcode);
14832                         swap(reg1, reg2);
14833                 }
14834                 /* and ensure that reg2 is a constant */
14835                 if (!is_reg_const(reg2, is_jmp32))
14836                         return -1;
14837
14838                 if (!reg_not_null(reg1))
14839                         return -1;
14840
14841                 /* If pointer is valid tests against zero will fail so we can
14842                  * use this to direct branch taken.
14843                  */
14844                 val = reg_const_value(reg2, is_jmp32);
14845                 if (val != 0)
14846                         return -1;
14847
14848                 switch (opcode) {
14849                 case BPF_JEQ:
14850                         return 0;
14851                 case BPF_JNE:
14852                         return 1;
14853                 default:
14854                         return -1;
14855                 }
14856         }
14857
14858         /* now deal with two scalars, but not necessarily constants */
14859         return is_scalar_branch_taken(reg1, reg2, opcode, is_jmp32);
14860 }
14861
14862 /* Opcode that corresponds to a *false* branch condition.
14863  * E.g., if r1 < r2, then reverse (false) condition is r1 >= r2
14864  */
14865 static u8 rev_opcode(u8 opcode)
14866 {
14867         switch (opcode) {
14868         case BPF_JEQ:           return BPF_JNE;
14869         case BPF_JNE:           return BPF_JEQ;
14870         /* JSET doesn't have it's reverse opcode in BPF, so add
14871          * BPF_X flag to denote the reverse of that operation
14872          */
14873         case BPF_JSET:          return BPF_JSET | BPF_X;
14874         case BPF_JSET | BPF_X:  return BPF_JSET;
14875         case BPF_JGE:           return BPF_JLT;
14876         case BPF_JGT:           return BPF_JLE;
14877         case BPF_JLE:           return BPF_JGT;
14878         case BPF_JLT:           return BPF_JGE;
14879         case BPF_JSGE:          return BPF_JSLT;
14880         case BPF_JSGT:          return BPF_JSLE;
14881         case BPF_JSLE:          return BPF_JSGT;
14882         case BPF_JSLT:          return BPF_JSGE;
14883         default:                return 0;
14884         }
14885 }
14886
14887 /* Refine range knowledge for <reg1> <op> <reg>2 conditional operation. */
14888 static void regs_refine_cond_op(struct bpf_reg_state *reg1, struct bpf_reg_state *reg2,
14889                                 u8 opcode, bool is_jmp32)
14890 {
14891         struct tnum t;
14892         u64 val;
14893
14894         /* In case of GE/GT/SGE/JST, reuse LE/LT/SLE/SLT logic from below */
14895         switch (opcode) {
14896         case BPF_JGE:
14897         case BPF_JGT:
14898         case BPF_JSGE:
14899         case BPF_JSGT:
14900                 opcode = flip_opcode(opcode);
14901                 swap(reg1, reg2);
14902                 break;
14903         default:
14904                 break;
14905         }
14906
14907         switch (opcode) {
14908         case BPF_JEQ:
14909                 if (is_jmp32) {
14910                         reg1->u32_min_value = max(reg1->u32_min_value, reg2->u32_min_value);
14911                         reg1->u32_max_value = min(reg1->u32_max_value, reg2->u32_max_value);
14912                         reg1->s32_min_value = max(reg1->s32_min_value, reg2->s32_min_value);
14913                         reg1->s32_max_value = min(reg1->s32_max_value, reg2->s32_max_value);
14914                         reg2->u32_min_value = reg1->u32_min_value;
14915                         reg2->u32_max_value = reg1->u32_max_value;
14916                         reg2->s32_min_value = reg1->s32_min_value;
14917                         reg2->s32_max_value = reg1->s32_max_value;
14918
14919                         t = tnum_intersect(tnum_subreg(reg1->var_off), tnum_subreg(reg2->var_off));
14920                         reg1->var_off = tnum_with_subreg(reg1->var_off, t);
14921                         reg2->var_off = tnum_with_subreg(reg2->var_off, t);
14922                 } else {
14923                         reg1->umin_value = max(reg1->umin_value, reg2->umin_value);
14924                         reg1->umax_value = min(reg1->umax_value, reg2->umax_value);
14925                         reg1->smin_value = max(reg1->smin_value, reg2->smin_value);
14926                         reg1->smax_value = min(reg1->smax_value, reg2->smax_value);
14927                         reg2->umin_value = reg1->umin_value;
14928                         reg2->umax_value = reg1->umax_value;
14929                         reg2->smin_value = reg1->smin_value;
14930                         reg2->smax_value = reg1->smax_value;
14931
14932                         reg1->var_off = tnum_intersect(reg1->var_off, reg2->var_off);
14933                         reg2->var_off = reg1->var_off;
14934                 }
14935                 break;
14936         case BPF_JNE:
14937                 if (!is_reg_const(reg2, is_jmp32))
14938                         swap(reg1, reg2);
14939                 if (!is_reg_const(reg2, is_jmp32))
14940                         break;
14941
14942                 /* try to recompute the bound of reg1 if reg2 is a const and
14943                  * is exactly the edge of reg1.
14944                  */
14945                 val = reg_const_value(reg2, is_jmp32);
14946                 if (is_jmp32) {
14947                         /* u32_min_value is not equal to 0xffffffff at this point,
14948                          * because otherwise u32_max_value is 0xffffffff as well,
14949                          * in such a case both reg1 and reg2 would be constants,
14950                          * jump would be predicted and reg_set_min_max() won't
14951                          * be called.
14952                          *
14953                          * Same reasoning works for all {u,s}{min,max}{32,64} cases
14954                          * below.
14955                          */
14956                         if (reg1->u32_min_value == (u32)val)
14957                                 reg1->u32_min_value++;
14958                         if (reg1->u32_max_value == (u32)val)
14959                                 reg1->u32_max_value--;
14960                         if (reg1->s32_min_value == (s32)val)
14961                                 reg1->s32_min_value++;
14962                         if (reg1->s32_max_value == (s32)val)
14963                                 reg1->s32_max_value--;
14964                 } else {
14965                         if (reg1->umin_value == (u64)val)
14966                                 reg1->umin_value++;
14967                         if (reg1->umax_value == (u64)val)
14968                                 reg1->umax_value--;
14969                         if (reg1->smin_value == (s64)val)
14970                                 reg1->smin_value++;
14971                         if (reg1->smax_value == (s64)val)
14972                                 reg1->smax_value--;
14973                 }
14974                 break;
14975         case BPF_JSET:
14976                 if (!is_reg_const(reg2, is_jmp32))
14977                         swap(reg1, reg2);
14978                 if (!is_reg_const(reg2, is_jmp32))
14979                         break;
14980                 val = reg_const_value(reg2, is_jmp32);
14981                 /* BPF_JSET (i.e., TRUE branch, *not* BPF_JSET | BPF_X)
14982                  * requires single bit to learn something useful. E.g., if we
14983                  * know that `r1 & 0x3` is true, then which bits (0, 1, or both)
14984                  * are actually set? We can learn something definite only if
14985                  * it's a single-bit value to begin with.
14986                  *
14987                  * BPF_JSET | BPF_X (i.e., negation of BPF_JSET) doesn't have
14988                  * this restriction. I.e., !(r1 & 0x3) means neither bit 0 nor
14989                  * bit 1 is set, which we can readily use in adjustments.
14990                  */
14991                 if (!is_power_of_2(val))
14992                         break;
14993                 if (is_jmp32) {
14994                         t = tnum_or(tnum_subreg(reg1->var_off), tnum_const(val));
14995                         reg1->var_off = tnum_with_subreg(reg1->var_off, t);
14996                 } else {
14997                         reg1->var_off = tnum_or(reg1->var_off, tnum_const(val));
14998                 }
14999                 break;
15000         case BPF_JSET | BPF_X: /* reverse of BPF_JSET, see rev_opcode() */
15001                 if (!is_reg_const(reg2, is_jmp32))
15002                         swap(reg1, reg2);
15003                 if (!is_reg_const(reg2, is_jmp32))
15004                         break;
15005                 val = reg_const_value(reg2, is_jmp32);
15006                 if (is_jmp32) {
15007                         t = tnum_and(tnum_subreg(reg1->var_off), tnum_const(~val));
15008                         reg1->var_off = tnum_with_subreg(reg1->var_off, t);
15009                 } else {
15010                         reg1->var_off = tnum_and(reg1->var_off, tnum_const(~val));
15011                 }
15012                 break;
15013         case BPF_JLE:
15014                 if (is_jmp32) {
15015                         reg1->u32_max_value = min(reg1->u32_max_value, reg2->u32_max_value);
15016                         reg2->u32_min_value = max(reg1->u32_min_value, reg2->u32_min_value);
15017                 } else {
15018                         reg1->umax_value = min(reg1->umax_value, reg2->umax_value);
15019                         reg2->umin_value = max(reg1->umin_value, reg2->umin_value);
15020                 }
15021                 break;
15022         case BPF_JLT:
15023                 if (is_jmp32) {
15024                         reg1->u32_max_value = min(reg1->u32_max_value, reg2->u32_max_value - 1);
15025                         reg2->u32_min_value = max(reg1->u32_min_value + 1, reg2->u32_min_value);
15026                 } else {
15027                         reg1->umax_value = min(reg1->umax_value, reg2->umax_value - 1);
15028                         reg2->umin_value = max(reg1->umin_value + 1, reg2->umin_value);
15029                 }
15030                 break;
15031         case BPF_JSLE:
15032                 if (is_jmp32) {
15033                         reg1->s32_max_value = min(reg1->s32_max_value, reg2->s32_max_value);
15034                         reg2->s32_min_value = max(reg1->s32_min_value, reg2->s32_min_value);
15035                 } else {
15036                         reg1->smax_value = min(reg1->smax_value, reg2->smax_value);
15037                         reg2->smin_value = max(reg1->smin_value, reg2->smin_value);
15038                 }
15039                 break;
15040         case BPF_JSLT:
15041                 if (is_jmp32) {
15042                         reg1->s32_max_value = min(reg1->s32_max_value, reg2->s32_max_value - 1);
15043                         reg2->s32_min_value = max(reg1->s32_min_value + 1, reg2->s32_min_value);
15044                 } else {
15045                         reg1->smax_value = min(reg1->smax_value, reg2->smax_value - 1);
15046                         reg2->smin_value = max(reg1->smin_value + 1, reg2->smin_value);
15047                 }
15048                 break;
15049         default:
15050                 return;
15051         }
15052 }
15053
15054 /* Adjusts the register min/max values in the case that the dst_reg and
15055  * src_reg are both SCALAR_VALUE registers (or we are simply doing a BPF_K
15056  * check, in which case we have a fake SCALAR_VALUE representing insn->imm).
15057  * Technically we can do similar adjustments for pointers to the same object,
15058  * but we don't support that right now.
15059  */
15060 static int reg_set_min_max(struct bpf_verifier_env *env,
15061                            struct bpf_reg_state *true_reg1,
15062                            struct bpf_reg_state *true_reg2,
15063                            struct bpf_reg_state *false_reg1,
15064                            struct bpf_reg_state *false_reg2,
15065                            u8 opcode, bool is_jmp32)
15066 {
15067         int err;
15068
15069         /* If either register is a pointer, we can't learn anything about its
15070          * variable offset from the compare (unless they were a pointer into
15071          * the same object, but we don't bother with that).
15072          */
15073         if (false_reg1->type != SCALAR_VALUE || false_reg2->type != SCALAR_VALUE)
15074                 return 0;
15075
15076         /* fallthrough (FALSE) branch */
15077         regs_refine_cond_op(false_reg1, false_reg2, rev_opcode(opcode), is_jmp32);
15078         reg_bounds_sync(false_reg1);
15079         reg_bounds_sync(false_reg2);
15080
15081         /* jump (TRUE) branch */
15082         regs_refine_cond_op(true_reg1, true_reg2, opcode, is_jmp32);
15083         reg_bounds_sync(true_reg1);
15084         reg_bounds_sync(true_reg2);
15085
15086         err = reg_bounds_sanity_check(env, true_reg1, "true_reg1");
15087         err = err ?: reg_bounds_sanity_check(env, true_reg2, "true_reg2");
15088         err = err ?: reg_bounds_sanity_check(env, false_reg1, "false_reg1");
15089         err = err ?: reg_bounds_sanity_check(env, false_reg2, "false_reg2");
15090         return err;
15091 }
15092
15093 static void mark_ptr_or_null_reg(struct bpf_func_state *state,
15094                                  struct bpf_reg_state *reg, u32 id,
15095                                  bool is_null)
15096 {
15097         if (type_may_be_null(reg->type) && reg->id == id &&
15098             (is_rcu_reg(reg) || !WARN_ON_ONCE(!reg->id))) {
15099                 /* Old offset (both fixed and variable parts) should have been
15100                  * known-zero, because we don't allow pointer arithmetic on
15101                  * pointers that might be NULL. If we see this happening, don't
15102                  * convert the register.
15103                  *
15104                  * But in some cases, some helpers that return local kptrs
15105                  * advance offset for the returned pointer. In those cases, it
15106                  * is fine to expect to see reg->off.
15107                  */
15108                 if (WARN_ON_ONCE(reg->smin_value || reg->smax_value || !tnum_equals_const(reg->var_off, 0)))
15109                         return;
15110                 if (!(type_is_ptr_alloc_obj(reg->type) || type_is_non_owning_ref(reg->type)) &&
15111                     WARN_ON_ONCE(reg->off))
15112                         return;
15113
15114                 if (is_null) {
15115                         reg->type = SCALAR_VALUE;
15116                         /* We don't need id and ref_obj_id from this point
15117                          * onwards anymore, thus we should better reset it,
15118                          * so that state pruning has chances to take effect.
15119                          */
15120                         reg->id = 0;
15121                         reg->ref_obj_id = 0;
15122
15123                         return;
15124                 }
15125
15126                 mark_ptr_not_null_reg(reg);
15127
15128                 if (!reg_may_point_to_spin_lock(reg)) {
15129                         /* For not-NULL ptr, reg->ref_obj_id will be reset
15130                          * in release_reference().
15131                          *
15132                          * reg->id is still used by spin_lock ptr. Other
15133                          * than spin_lock ptr type, reg->id can be reset.
15134                          */
15135                         reg->id = 0;
15136                 }
15137         }
15138 }
15139
15140 /* The logic is similar to find_good_pkt_pointers(), both could eventually
15141  * be folded together at some point.
15142  */
15143 static void mark_ptr_or_null_regs(struct bpf_verifier_state *vstate, u32 regno,
15144                                   bool is_null)
15145 {
15146         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
15147         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *reg;
15148         u32 ref_obj_id = regs[regno].ref_obj_id;
15149         u32 id = regs[regno].id;
15150
15151         if (ref_obj_id && ref_obj_id == id && is_null)
15152                 /* regs[regno] is in the " == NULL" branch.
15153                  * No one could have freed the reference state before
15154                  * doing the NULL check.
15155                  */
15156                 WARN_ON_ONCE(release_reference_state(state, id));
15157
15158         bpf_for_each_reg_in_vstate(vstate, state, reg, ({
15159                 mark_ptr_or_null_reg(state, reg, id, is_null);
15160         }));
15161 }
15162
15163 static bool try_match_pkt_pointers(const struct bpf_insn *insn,
15164                                    struct bpf_reg_state *dst_reg,
15165                                    struct bpf_reg_state *src_reg,
15166                                    struct bpf_verifier_state *this_branch,
15167                                    struct bpf_verifier_state *other_branch)
15168 {
15169         if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_X)
15170                 return false;
15171
15172         /* Pointers are always 64-bit. */
15173         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP32)
15174                 return false;
15175
15176         switch (BPF_OP(insn->code)) {
15177         case BPF_JGT:
15178                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
15179                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
15180                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
15181                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
15182                         /* pkt_data' > pkt_end, pkt_meta' > pkt_data */
15183                         find_good_pkt_pointers(this_branch, dst_reg,
15184                                                dst_reg->type, false);
15185                         mark_pkt_end(other_branch, insn->dst_reg, true);
15186                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
15187                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
15188                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
15189                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
15190                         /* pkt_end > pkt_data', pkt_data > pkt_meta' */
15191                         find_good_pkt_pointers(other_branch, src_reg,
15192                                                src_reg->type, true);
15193                         mark_pkt_end(this_branch, insn->src_reg, false);
15194                 } else {
15195                         return false;
15196                 }
15197                 break;
15198         case BPF_JLT:
15199                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
15200                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
15201                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
15202                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
15203                         /* pkt_data' < pkt_end, pkt_meta' < pkt_data */
15204                         find_good_pkt_pointers(other_branch, dst_reg,
15205                                                dst_reg->type, true);
15206                         mark_pkt_end(this_branch, insn->dst_reg, false);
15207                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
15208                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
15209                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
15210                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
15211                         /* pkt_end < pkt_data', pkt_data > pkt_meta' */
15212                         find_good_pkt_pointers(this_branch, src_reg,
15213                                                src_reg->type, false);
15214                         mark_pkt_end(other_branch, insn->src_reg, true);
15215                 } else {
15216                         return false;
15217                 }
15218                 break;
15219         case BPF_JGE:
15220                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
15221                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
15222                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
15223                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
15224                         /* pkt_data' >= pkt_end, pkt_meta' >= pkt_data */
15225                         find_good_pkt_pointers(this_branch, dst_reg,
15226                                                dst_reg->type, true);
15227                         mark_pkt_end(other_branch, insn->dst_reg, false);
15228                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
15229                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
15230                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
15231                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
15232                         /* pkt_end >= pkt_data', pkt_data >= pkt_meta' */
15233                         find_good_pkt_pointers(other_branch, src_reg,
15234                                                src_reg->type, false);
15235                         mark_pkt_end(this_branch, insn->src_reg, true);
15236                 } else {
15237                         return false;
15238                 }
15239                 break;
15240         case BPF_JLE:
15241                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
15242                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
15243                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
15244                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
15245                         /* pkt_data' <= pkt_end, pkt_meta' <= pkt_data */
15246                         find_good_pkt_pointers(other_branch, dst_reg,
15247                                                dst_reg->type, false);
15248                         mark_pkt_end(this_branch, insn->dst_reg, true);
15249                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
15250                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
15251                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
15252                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
15253                         /* pkt_end <= pkt_data', pkt_data <= pkt_meta' */
15254                         find_good_pkt_pointers(this_branch, src_reg,
15255                                                src_reg->type, true);
15256                         mark_pkt_end(other_branch, insn->src_reg, false);
15257                 } else {
15258                         return false;
15259                 }
15260                 break;
15261         default:
15262                 return false;
15263         }
15264
15265         return true;
15266 }
15267
15268 static void __collect_linked_regs(struct linked_regs *reg_set, struct bpf_reg_state *reg,
15269                                   u32 id, u32 frameno, u32 spi_or_reg, bool is_reg)
15270 {
15271         struct linked_reg *e;
15272
15273         if (reg->type != SCALAR_VALUE || (reg->id & ~BPF_ADD_CONST) != id)
15274                 return;
15275
15276         e = linked_regs_push(reg_set);
15277         if (e) {
15278                 e->frameno = frameno;
15279                 e->is_reg = is_reg;
15280                 e->regno = spi_or_reg;
15281         } else {
15282                 reg->id = 0;
15283         }
15284 }
15285
15286 /* For all R being scalar registers or spilled scalar registers
15287  * in verifier state, save R in linked_regs if R->id == id.
15288  * If there are too many Rs sharing same id, reset id for leftover Rs.
15289  */
15290 static void collect_linked_regs(struct bpf_verifier_state *vstate, u32 id,
15291                                 struct linked_regs *linked_regs)
15292 {
15293         struct bpf_func_state *func;
15294         struct bpf_reg_state *reg;
15295         int i, j;
15296
15297         id = id & ~BPF_ADD_CONST;
15298         for (i = vstate->curframe; i >= 0; i--) {
15299                 func = vstate->frame[i];
15300                 for (j = 0; j < BPF_REG_FP; j++) {
15301                         reg = &func->regs[j];
15302                         __collect_linked_regs(linked_regs, reg, id, i, j, true);
15303                 }
15304                 for (j = 0; j < func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; j++) {
15305                         if (!is_spilled_reg(&func->stack[j]))
15306                                 continue;
15307                         reg = &func->stack[j].spilled_ptr;
15308                         __collect_linked_regs(linked_regs, reg, id, i, j, false);
15309                 }
15310         }
15311 }
15312
15313 /* For all R in linked_regs, copy known_reg range into R
15314  * if R->id == known_reg->id.
15315  */
15316 static void sync_linked_regs(struct bpf_verifier_state *vstate, struct bpf_reg_state *known_reg,
15317                              struct linked_regs *linked_regs)
15318 {
15319         struct bpf_reg_state fake_reg;
15320         struct bpf_reg_state *reg;
15321         struct linked_reg *e;
15322         int i;
15323
15324         for (i = 0; i < linked_regs->cnt; ++i) {
15325                 e = &linked_regs->entries[i];
15326                 reg = e->is_reg ? &vstate->frame[e->frameno]->regs[e->regno]
15327                                 : &vstate->frame[e->frameno]->stack[e->spi].spilled_ptr;
15328                 if (reg->type != SCALAR_VALUE || reg == known_reg)
15329                         continue;
15330                 if ((reg->id & ~BPF_ADD_CONST) != (known_reg->id & ~BPF_ADD_CONST))
15331                         continue;
15332                 if ((!(reg->id & BPF_ADD_CONST) && !(known_reg->id & BPF_ADD_CONST)) ||
15333                     reg->off == known_reg->off) {
15334                         copy_register_state(reg, known_reg);
15335                 } else {
15336                         s32 saved_off = reg->off;
15337
15338                         fake_reg.type = SCALAR_VALUE;
15339                         __mark_reg_known(&fake_reg, (s32)reg->off - (s32)known_reg->off);
15340
15341                         /* reg = known_reg; reg += delta */
15342                         copy_register_state(reg, known_reg);
15343                         /*
15344                          * Must preserve off, id and add_const flag,
15345                          * otherwise another sync_linked_regs() will be incorrect.
15346                          */
15347                         reg->off = saved_off;
15348
15349                         scalar32_min_max_add(reg, &fake_reg);
15350                         scalar_min_max_add(reg, &fake_reg);
15351                         reg->var_off = tnum_add(reg->var_off, fake_reg.var_off);
15352                 }
15353         }
15354 }
15355
15356 static int check_cond_jmp_op(struct bpf_verifier_env *env,
15357                              struct bpf_insn *insn, int *insn_idx)
15358 {
15359         struct bpf_verifier_state *this_branch = env->cur_state;
15360         struct bpf_verifier_state *other_branch;
15361         struct bpf_reg_state *regs = this_branch->frame[this_branch->curframe]->regs;
15362         struct bpf_reg_state *dst_reg, *other_branch_regs, *src_reg = NULL;
15363         struct bpf_reg_state *eq_branch_regs;
15364         struct linked_regs linked_regs = {};
15365         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
15366         bool is_jmp32;
15367         int pred = -1;
15368         int err;
15369
15370         /* Only conditional jumps are expected to reach here. */
15371         if (opcode == BPF_JA || opcode > BPF_JCOND) {
15372                 verbose(env, "invalid BPF_JMP/JMP32 opcode %x\n", opcode);
15373                 return -EINVAL;
15374         }
15375
15376         if (opcode == BPF_JCOND) {
15377                 struct bpf_verifier_state *cur_st = env->cur_state, *queued_st, *prev_st;
15378                 int idx = *insn_idx;
15379
15380                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_JCOND) ||
15381                     insn->src_reg != BPF_MAY_GOTO ||
15382                     insn->dst_reg || insn->imm || insn->off == 0) {
15383                         verbose(env, "invalid may_goto off %d imm %d\n",
15384                                 insn->off, insn->imm);
15385                         return -EINVAL;
15386                 }
15387                 prev_st = find_prev_entry(env, cur_st->parent, idx);
15388
15389                 /* branch out 'fallthrough' insn as a new state to explore */
15390                 queued_st = push_stack(env, idx + 1, idx, false);
15391                 if (!queued_st)
15392                         return -ENOMEM;
15393
15394                 queued_st->may_goto_depth++;
15395                 if (prev_st)
15396                         widen_imprecise_scalars(env, prev_st, queued_st);
15397                 *insn_idx += insn->off;
15398                 return 0;
15399         }
15400
15401         /* check src2 operand */
15402         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
15403         if (err)
15404                 return err;
15405
15406         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
15407         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
15408                 if (insn->imm != 0) {
15409                         verbose(env, "BPF_JMP/JMP32 uses reserved fields\n");
15410                         return -EINVAL;
15411                 }
15412
15413                 /* check src1 operand */
15414                 err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
15415                 if (err)
15416                         return err;
15417
15418                 src_reg = &regs[insn->src_reg];
15419                 if (!(reg_is_pkt_pointer_any(dst_reg) && reg_is_pkt_pointer_any(src_reg)) &&
15420                     is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
15421                         verbose(env, "R%d pointer comparison prohibited\n",
15422                                 insn->src_reg);
15423                         return -EACCES;
15424                 }
15425         } else {
15426                 if (insn->src_reg != BPF_REG_0) {
15427                         verbose(env, "BPF_JMP/JMP32 uses reserved fields\n");
15428                         return -EINVAL;
15429                 }
15430                 src_reg = &env->fake_reg[0];
15431                 memset(src_reg, 0, sizeof(*src_reg));
15432                 src_reg->type = SCALAR_VALUE;
15433                 __mark_reg_known(src_reg, insn->imm);
15434         }
15435
15436         is_jmp32 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP32;
15437         pred = is_branch_taken(dst_reg, src_reg, opcode, is_jmp32);
15438         if (pred >= 0) {
15439                 /* If we get here with a dst_reg pointer type it is because
15440                  * above is_branch_taken() special cased the 0 comparison.
15441                  */
15442                 if (!__is_pointer_value(false, dst_reg))
15443                         err = mark_chain_precision(env, insn->dst_reg);
15444                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X && !err &&
15445                     !__is_pointer_value(false, src_reg))
15446                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
15447                 if (err)
15448                         return err;
15449         }
15450
15451         if (pred == 1) {
15452                 /* Only follow the goto, ignore fall-through. If needed, push
15453                  * the fall-through branch for simulation under speculative
15454                  * execution.
15455                  */
15456                 if (!env->bypass_spec_v1 &&
15457                     !sanitize_speculative_path(env, insn, *insn_idx + 1,
15458                                                *insn_idx))
15459                         return -EFAULT;
15460                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
15461                         print_insn_state(env, this_branch->frame[this_branch->curframe]);
15462                 *insn_idx += insn->off;
15463                 return 0;
15464         } else if (pred == 0) {
15465                 /* Only follow the fall-through branch, since that's where the
15466                  * program will go. If needed, push the goto branch for
15467                  * simulation under speculative execution.
15468                  */
15469                 if (!env->bypass_spec_v1 &&
15470                     !sanitize_speculative_path(env, insn,
15471                                                *insn_idx + insn->off + 1,
15472                                                *insn_idx))
15473                         return -EFAULT;
15474                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
15475                         print_insn_state(env, this_branch->frame[this_branch->curframe]);
15476                 return 0;
15477         }
15478
15479         /* Push scalar registers sharing same ID to jump history,
15480          * do this before creating 'other_branch', so that both
15481          * 'this_branch' and 'other_branch' share this history
15482          * if parent state is created.
15483          */
15484         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X && src_reg->type == SCALAR_VALUE && src_reg->id)
15485                 collect_linked_regs(this_branch, src_reg->id, &linked_regs);
15486         if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE && dst_reg->id)
15487                 collect_linked_regs(this_branch, dst_reg->id, &linked_regs);
15488         if (linked_regs.cnt > 1) {
15489                 err = push_jmp_history(env, this_branch, 0, linked_regs_pack(&linked_regs));
15490                 if (err)
15491                         return err;
15492         }
15493
15494         other_branch = push_stack(env, *insn_idx + insn->off + 1, *insn_idx,
15495                                   false);
15496         if (!other_branch)
15497                 return -EFAULT;
15498         other_branch_regs = other_branch->frame[other_branch->curframe]->regs;
15499
15500         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
15501                 err = reg_set_min_max(env,
15502                                       &other_branch_regs[insn->dst_reg],
15503                                       &other_branch_regs[insn->src_reg],
15504                                       dst_reg, src_reg, opcode, is_jmp32);
15505         } else /* BPF_SRC(insn->code) == BPF_K */ {
15506                 /* reg_set_min_max() can mangle the fake_reg. Make a copy
15507                  * so that these are two different memory locations. The
15508                  * src_reg is not used beyond here in context of K.
15509                  */
15510                 memcpy(&env->fake_reg[1], &env->fake_reg[0],
15511                        sizeof(env->fake_reg[0]));
15512                 err = reg_set_min_max(env,
15513                                       &other_branch_regs[insn->dst_reg],
15514                                       &env->fake_reg[0],
15515                                       dst_reg, &env->fake_reg[1],
15516                                       opcode, is_jmp32);
15517         }
15518         if (err)
15519                 return err;
15520
15521         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X &&
15522             src_reg->type == SCALAR_VALUE && src_reg->id &&
15523             !WARN_ON_ONCE(src_reg->id != other_branch_regs[insn->src_reg].id)) {
15524                 sync_linked_regs(this_branch, src_reg, &linked_regs);
15525                 sync_linked_regs(other_branch, &other_branch_regs[insn->src_reg], &linked_regs);
15526         }
15527         if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE && dst_reg->id &&
15528             !WARN_ON_ONCE(dst_reg->id != other_branch_regs[insn->dst_reg].id)) {
15529                 sync_linked_regs(this_branch, dst_reg, &linked_regs);
15530                 sync_linked_regs(other_branch, &other_branch_regs[insn->dst_reg], &linked_regs);
15531         }
15532
15533         /* if one pointer register is compared to another pointer
15534          * register check if PTR_MAYBE_NULL could be lifted.
15535          * E.g. register A - maybe null
15536          *      register B - not null
15537          * for JNE A, B, ... - A is not null in the false branch;
15538          * for JEQ A, B, ... - A is not null in the true branch.
15539          *
15540          * Since PTR_TO_BTF_ID points to a kernel struct that does
15541          * not need to be null checked by the BPF program, i.e.,
15542          * could be null even without PTR_MAYBE_NULL marking, so
15543          * only propagate nullness when neither reg is that type.
15544          */
15545         if (!is_jmp32 && BPF_SRC(insn->code) == BPF_X &&
15546             __is_pointer_value(false, src_reg) && __is_pointer_value(false, dst_reg) &&
15547             type_may_be_null(src_reg->type) != type_may_be_null(dst_reg->type) &&
15548             base_type(src_reg->type) != PTR_TO_BTF_ID &&
15549             base_type(dst_reg->type) != PTR_TO_BTF_ID) {
15550                 eq_branch_regs = NULL;
15551                 switch (opcode) {
15552                 case BPF_JEQ:
15553                         eq_branch_regs = other_branch_regs;
15554                         break;
15555                 case BPF_JNE:
15556                         eq_branch_regs = regs;
15557                         break;
15558                 default:
15559                         /* do nothing */
15560                         break;
15561                 }
15562                 if (eq_branch_regs) {
15563                         if (type_may_be_null(src_reg->type))
15564                                 mark_ptr_not_null_reg(&eq_branch_regs[insn->src_reg]);
15565                         else
15566                                 mark_ptr_not_null_reg(&eq_branch_regs[insn->dst_reg]);
15567                 }
15568         }
15569
15570         /* detect if R == 0 where R is returned from bpf_map_lookup_elem().
15571          * NOTE: these optimizations below are related with pointer comparison
15572          *       which will never be JMP32.
15573          */
15574         if (!is_jmp32 && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K &&
15575             insn->imm == 0 && (opcode == BPF_JEQ || opcode == BPF_JNE) &&
15576             type_may_be_null(dst_reg->type)) {
15577                 /* Mark all identical registers in each branch as either
15578                  * safe or unknown depending R == 0 or R != 0 conditional.
15579                  */
15580                 mark_ptr_or_null_regs(this_branch, insn->dst_reg,
15581                                       opcode == BPF_JNE);
15582                 mark_ptr_or_null_regs(other_branch, insn->dst_reg,
15583                                       opcode == BPF_JEQ);
15584         } else if (!try_match_pkt_pointers(insn, dst_reg, &regs[insn->src_reg],
15585                                            this_branch, other_branch) &&
15586                    is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
15587                 verbose(env, "R%d pointer comparison prohibited\n",
15588                         insn->dst_reg);
15589                 return -EACCES;
15590         }
15591         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
15592                 print_insn_state(env, this_branch->frame[this_branch->curframe]);
15593         return 0;
15594 }
15595
15596 /* verify BPF_LD_IMM64 instruction */
15597 static int check_ld_imm(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
15598 {
15599         struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
15600         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
15601         struct bpf_reg_state *dst_reg;
15602         struct bpf_map *map;
15603         int err;
15604
15605         if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW) {
15606                 verbose(env, "invalid BPF_LD_IMM insn\n");
15607                 return -EINVAL;
15608         }
15609         if (insn->off != 0) {
15610                 verbose(env, "BPF_LD_IMM64 uses reserved fields\n");
15611                 return -EINVAL;
15612         }
15613
15614         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP);
15615         if (err)
15616                 return err;
15617
15618         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
15619         if (insn->src_reg == 0) {
15620                 u64 imm = ((u64)(insn + 1)->imm << 32) | (u32)insn->imm;
15621
15622                 dst_reg->type = SCALAR_VALUE;
15623                 __mark_reg_known(&regs[insn->dst_reg], imm);
15624                 return 0;
15625         }
15626
15627         /* All special src_reg cases are listed below. From this point onwards
15628          * we either succeed and assign a corresponding dst_reg->type after
15629          * zeroing the offset, or fail and reject the program.
15630          */
15631         mark_reg_known_zero(env, regs, insn->dst_reg);
15632
15633         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_BTF_ID) {
15634                 dst_reg->type = aux->btf_var.reg_type;
15635                 switch (base_type(dst_reg->type)) {
15636                 case PTR_TO_MEM:
15637                         dst_reg->mem_size = aux->btf_var.mem_size;
15638                         break;
15639                 case PTR_TO_BTF_ID:
15640                         dst_reg->btf = aux->btf_var.btf;
15641                         dst_reg->btf_id = aux->btf_var.btf_id;
15642                         break;
15643                 default:
15644                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
15645                         return -EFAULT;
15646                 }
15647                 return 0;
15648         }
15649
15650         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC) {
15651                 struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
15652                 u32 subprogno = find_subprog(env,
15653                                              env->insn_idx + insn->imm + 1);
15654
15655                 if (!aux->func_info) {
15656                         verbose(env, "missing btf func_info\n");
15657                         return -EINVAL;
15658                 }
15659                 if (aux->func_info_aux[subprogno].linkage != BTF_FUNC_STATIC) {
15660                         verbose(env, "callback function not static\n");
15661                         return -EINVAL;
15662                 }
15663
15664                 dst_reg->type = PTR_TO_FUNC;
15665                 dst_reg->subprogno = subprogno;
15666                 return 0;
15667         }
15668
15669         map = env->used_maps[aux->map_index];
15670         dst_reg->map_ptr = map;
15671
15672         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_VALUE ||
15673             insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE) {
15674                 if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_ARENA) {
15675                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
15676                         return 0;
15677                 }
15678                 dst_reg->type = PTR_TO_MAP_VALUE;
15679                 dst_reg->off = aux->map_off;
15680                 WARN_ON_ONCE(map->max_entries != 1);
15681                 /* We want reg->id to be same (0) as map_value is not distinct */
15682         } else if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD ||
15683                    insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX) {
15684                 dst_reg->type = CONST_PTR_TO_MAP;
15685         } else {
15686                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
15687                 return -EINVAL;
15688         }
15689
15690         return 0;
15691 }
15692
15693 static bool may_access_skb(enum bpf_prog_type type)
15694 {
15695         switch (type) {
15696         case BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER:
15697         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
15698         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
15699                 return true;
15700         default:
15701                 return false;
15702         }
15703 }
15704
15705 /* verify safety of LD_ABS|LD_IND instructions:
15706  * - they can only appear in the programs where ctx == skb
15707  * - since they are wrappers of function calls, they scratch R1-R5 registers,
15708  *   preserve R6-R9, and store return value into R0
15709  *
15710  * Implicit input:
15711  *   ctx == skb == R6 == CTX
15712  *
15713  * Explicit input:
15714  *   SRC == any register
15715  *   IMM == 32-bit immediate
15716  *
15717  * Output:
15718  *   R0 - 8/16/32-bit skb data converted to cpu endianness
15719  */
15720 static int check_ld_abs(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
15721 {
15722         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
15723         static const int ctx_reg = BPF_REG_6;
15724         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
15725         int i, err;
15726
15727         if (!may_access_skb(resolve_prog_type(env->prog))) {
15728                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] instructions not allowed for this program type\n");
15729                 return -EINVAL;
15730         }
15731
15732         if (!env->ops->gen_ld_abs) {
15733                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
15734                 return -EINVAL;
15735         }
15736
15737         if (insn->dst_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0 ||
15738             BPF_SIZE(insn->code) == BPF_DW ||
15739             (mode == BPF_ABS && insn->src_reg != BPF_REG_0)) {
15740                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] uses reserved fields\n");
15741                 return -EINVAL;
15742         }
15743
15744         /* check whether implicit source operand (register R6) is readable */
15745         err = check_reg_arg(env, ctx_reg, SRC_OP);
15746         if (err)
15747                 return err;
15748
15749         /* Disallow usage of BPF_LD_[ABS|IND] with reference tracking, as
15750          * gen_ld_abs() may terminate the program at runtime, leading to
15751          * reference leak.
15752          */
15753         err = check_reference_leak(env, false);
15754         if (err) {
15755                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be mixed with socket references\n");
15756                 return err;
15757         }
15758
15759         if (env->cur_state->active_lock.ptr) {
15760                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be used inside bpf_spin_lock-ed region\n");
15761                 return -EINVAL;
15762         }
15763
15764         if (env->cur_state->active_rcu_lock) {
15765                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be used inside bpf_rcu_read_lock-ed region\n");
15766                 return -EINVAL;
15767         }
15768
15769         if (env->cur_state->active_preempt_lock) {
15770                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be used inside bpf_preempt_disable-ed region\n");
15771                 return -EINVAL;
15772         }
15773
15774         if (regs[ctx_reg].type != PTR_TO_CTX) {
15775                 verbose(env,
15776                         "at the time of BPF_LD_ABS|IND R6 != pointer to skb\n");
15777                 return -EINVAL;
15778         }
15779
15780         if (mode == BPF_IND) {
15781                 /* check explicit source operand */
15782                 err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
15783                 if (err)
15784                         return err;
15785         }
15786
15787         err = check_ptr_off_reg(env, &regs[ctx_reg], ctx_reg);
15788         if (err < 0)
15789                 return err;
15790
15791         /* reset caller saved regs to unreadable */
15792         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
15793                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
15794                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
15795         }
15796
15797         /* mark destination R0 register as readable, since it contains
15798          * the value fetched from the packet.
15799          * Already marked as written above.
15800          */
15801         mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
15802         /* ld_abs load up to 32-bit skb data. */
15803         regs[BPF_REG_0].subreg_def = env->insn_idx + 1;
15804         return 0;
15805 }
15806
15807 static int check_return_code(struct bpf_verifier_env *env, int regno, const char *reg_name)
15808 {
15809         const char *exit_ctx = "At program exit";
15810         struct tnum enforce_attach_type_range = tnum_unknown;
15811         const struct bpf_prog *prog = env->prog;
15812         struct bpf_reg_state *reg;
15813         struct bpf_retval_range range = retval_range(0, 1);
15814         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
15815         int err;
15816         struct bpf_func_state *frame = env->cur_state->frame[0];
15817         const bool is_subprog = frame->subprogno;
15818         bool return_32bit = false;
15819
15820         /* LSM and struct_ops func-ptr's return type could be "void" */
15821         if (!is_subprog || frame->in_exception_callback_fn) {
15822                 switch (prog_type) {
15823                 case BPF_PROG_TYPE_LSM:
15824                         if (prog->expected_attach_type == BPF_LSM_CGROUP)
15825                                 /* See below, can be 0 or 0-1 depending on hook. */
15826                                 break;
15827                         fallthrough;
15828                 case BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS:
15829                         if (!prog->aux->attach_func_proto->type)
15830                                 return 0;
15831                         break;
15832                 default:
15833                         break;
15834                 }
15835         }
15836
15837         /* eBPF calling convention is such that R0 is used
15838          * to return the value from eBPF program.
15839          * Make sure that it's readable at this time
15840          * of bpf_exit, which means that program wrote
15841          * something into it earlier
15842          */
15843         err = check_reg_arg(env, regno, SRC_OP);
15844         if (err)
15845                 return err;
15846
15847         if (is_pointer_value(env, regno)) {
15848                 verbose(env, "R%d leaks addr as return value\n", regno);
15849                 return -EACCES;
15850         }
15851
15852         reg = cur_regs(env) + regno;
15853
15854         if (frame->in_async_callback_fn) {
15855                 /* enforce return zero from async callbacks like timer */
15856                 exit_ctx = "At async callback return";
15857                 range = retval_range(0, 0);
15858                 goto enforce_retval;
15859         }
15860
15861         if (is_subprog && !frame->in_exception_callback_fn) {
15862                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
15863                         verbose(env, "At subprogram exit the register R%d is not a scalar value (%s)\n",
15864                                 regno, reg_type_str(env, reg->type));
15865                         return -EINVAL;
15866                 }
15867                 return 0;
15868         }
15869
15870         switch (prog_type) {
15871         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK_ADDR:
15872                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UDP4_RECVMSG ||
15873                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UDP6_RECVMSG ||
15874                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UNIX_RECVMSG ||
15875                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_GETPEERNAME ||
15876                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_GETPEERNAME ||
15877                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UNIX_GETPEERNAME ||
15878                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_GETSOCKNAME ||
15879                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_GETSOCKNAME ||
15880                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UNIX_GETSOCKNAME)
15881                         range = retval_range(1, 1);
15882                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_BIND ||
15883                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_BIND)
15884                         range = retval_range(0, 3);
15885                 break;
15886         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SKB:
15887                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET_EGRESS) {
15888                         range = retval_range(0, 3);
15889                         enforce_attach_type_range = tnum_range(2, 3);
15890                 }
15891                 break;
15892         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK:
15893         case BPF_PROG_TYPE_SOCK_OPS:
15894         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_DEVICE:
15895         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SYSCTL:
15896         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCKOPT:
15897                 break;
15898         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT:
15899                 if (!env->prog->aux->attach_btf_id)
15900                         return 0;
15901                 range = retval_range(0, 0);
15902                 break;
15903         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
15904                 switch (env->prog->expected_attach_type) {
15905                 case BPF_TRACE_FENTRY:
15906                 case BPF_TRACE_FEXIT:
15907                         range = retval_range(0, 0);
15908                         break;
15909                 case BPF_TRACE_RAW_TP:
15910                 case BPF_MODIFY_RETURN:
15911                         return 0;
15912                 case BPF_TRACE_ITER:
15913                         break;
15914                 default:
15915                         return -ENOTSUPP;
15916                 }
15917                 break;
15918         case BPF_PROG_TYPE_SK_LOOKUP:
15919                 range = retval_range(SK_DROP, SK_PASS);
15920                 break;
15921
15922         case BPF_PROG_TYPE_LSM:
15923                 if (env->prog->expected_attach_type != BPF_LSM_CGROUP) {
15924                         /* no range found, any return value is allowed */
15925                         if (!get_func_retval_range(env->prog, &range))
15926                                 return 0;
15927                         /* no restricted range, any return value is allowed */
15928                         if (range.minval == S32_MIN && range.maxval == S32_MAX)
15929                                 return 0;
15930                         return_32bit = true;
15931                 } else if (!env->prog->aux->attach_func_proto->type) {
15932                         /* Make sure programs that attach to void
15933                          * hooks don't try to modify return value.
15934                          */
15935                         range = retval_range(1, 1);
15936                 }
15937                 break;
15938
15939         case BPF_PROG_TYPE_NETFILTER:
15940                 range = retval_range(NF_DROP, NF_ACCEPT);
15941                 break;
15942         case BPF_PROG_TYPE_EXT:
15943                 /* freplace program can return anything as its return value
15944                  * depends on the to-be-replaced kernel func or bpf program.
15945                  */
15946         default:
15947                 return 0;
15948         }
15949
15950 enforce_retval:
15951         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
15952                 verbose(env, "%s the register R%d is not a known value (%s)\n",
15953                         exit_ctx, regno, reg_type_str(env, reg->type));
15954                 return -EINVAL;
15955         }
15956
15957         err = mark_chain_precision(env, regno);
15958         if (err)
15959                 return err;
15960
15961         if (!retval_range_within(range, reg, return_32bit)) {
15962                 verbose_invalid_scalar(env, reg, range, exit_ctx, reg_name);
15963                 if (!is_subprog &&
15964                     prog->expected_attach_type == BPF_LSM_CGROUP &&
15965                     prog_type == BPF_PROG_TYPE_LSM &&
15966                     !prog->aux->attach_func_proto->type)
15967                         verbose(env, "Note, BPF_LSM_CGROUP that attach to void LSM hooks can't modify return value!\n");
15968                 return -EINVAL;
15969         }
15970
15971         if (!tnum_is_unknown(enforce_attach_type_range) &&
15972             tnum_in(enforce_attach_type_range, reg->var_off))
15973                 env->prog->enforce_expected_attach_type = 1;
15974         return 0;
15975 }
15976
15977 /* non-recursive DFS pseudo code
15978  * 1  procedure DFS-iterative(G,v):
15979  * 2      label v as discovered
15980  * 3      let S be a stack
15981  * 4      S.push(v)
15982  * 5      while S is not empty
15983  * 6            t <- S.peek()
15984  * 7            if t is what we're looking for:
15985  * 8                return t
15986  * 9            for all edges e in G.adjacentEdges(t) do
15987  * 10               if edge e is already labelled
15988  * 11                   continue with the next edge
15989  * 12               w <- G.adjacentVertex(t,e)
15990  * 13               if vertex w is not discovered and not explored
15991  * 14                   label e as tree-edge
15992  * 15                   label w as discovered
15993  * 16                   S.push(w)
15994  * 17                   continue at 5
15995  * 18               else if vertex w is discovered
15996  * 19                   label e as back-edge
15997  * 20               else
15998  * 21                   // vertex w is explored
15999  * 22                   label e as forward- or cross-edge
16000  * 23           label t as explored
16001  * 24           S.pop()
16002  *
16003  * convention:
16004  * 0x10 - discovered
16005  * 0x11 - discovered and fall-through edge labelled
16006  * 0x12 - discovered and fall-through and branch edges labelled
16007  * 0x20 - explored
16008  */
16009
16010 enum {
16011         DISCOVERED = 0x10,
16012         EXPLORED = 0x20,
16013         FALLTHROUGH = 1,
16014         BRANCH = 2,
16015 };
16016
16017 static void mark_prune_point(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
16018 {
16019         env->insn_aux_data[idx].prune_point = true;
16020 }
16021
16022 static bool is_prune_point(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
16023 {
16024         return env->insn_aux_data[insn_idx].prune_point;
16025 }
16026
16027 static void mark_force_checkpoint(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
16028 {
16029         env->insn_aux_data[idx].force_checkpoint = true;
16030 }
16031
16032 static bool is_force_checkpoint(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
16033 {
16034         return env->insn_aux_data[insn_idx].force_checkpoint;
16035 }
16036
16037 static void mark_calls_callback(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
16038 {
16039         env->insn_aux_data[idx].calls_callback = true;
16040 }
16041
16042 static bool calls_callback(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
16043 {
16044         return env->insn_aux_data[insn_idx].calls_callback;
16045 }
16046
16047 enum {
16048         DONE_EXPLORING = 0,
16049         KEEP_EXPLORING = 1,
16050 };
16051
16052 /* t, w, e - match pseudo-code above:
16053  * t - index of current instruction
16054  * w - next instruction
16055  * e - edge
16056  */
16057 static int push_insn(int t, int w, int e, struct bpf_verifier_env *env)
16058 {
16059         int *insn_stack = env->cfg.insn_stack;
16060         int *insn_state = env->cfg.insn_state;
16061
16062         if (e == FALLTHROUGH && insn_state[t] >= (DISCOVERED | FALLTHROUGH))
16063                 return DONE_EXPLORING;
16064
16065         if (e == BRANCH && insn_state[t] >= (DISCOVERED | BRANCH))
16066                 return DONE_EXPLORING;
16067
16068         if (w < 0 || w >= env->prog->len) {
16069                 verbose_linfo(env, t, "%d: ", t);
16070                 verbose(env, "jump out of range from insn %d to %d\n", t, w);
16071                 return -EINVAL;
16072         }
16073
16074         if (e == BRANCH) {
16075                 /* mark branch target for state pruning */
16076                 mark_prune_point(env, w);
16077                 mark_jmp_point(env, w);
16078         }
16079
16080         if (insn_state[w] == 0) {
16081                 /* tree-edge */
16082                 insn_state[t] = DISCOVERED | e;
16083                 insn_state[w] = DISCOVERED;
16084                 if (env->cfg.cur_stack >= env->prog->len)
16085                         return -E2BIG;
16086                 insn_stack[env->cfg.cur_stack++] = w;
16087                 return KEEP_EXPLORING;
16088         } else if ((insn_state[w] & 0xF0) == DISCOVERED) {
16089                 if (env->bpf_capable)
16090                         return DONE_EXPLORING;
16091                 verbose_linfo(env, t, "%d: ", t);
16092                 verbose_linfo(env, w, "%d: ", w);
16093                 verbose(env, "back-edge from insn %d to %d\n", t, w);
16094                 return -EINVAL;
16095         } else if (insn_state[w] == EXPLORED) {
16096                 /* forward- or cross-edge */
16097                 insn_state[t] = DISCOVERED | e;
16098         } else {
16099                 verbose(env, "insn state internal bug\n");
16100                 return -EFAULT;
16101         }
16102         return DONE_EXPLORING;
16103 }
16104
16105 static int visit_func_call_insn(int t, struct bpf_insn *insns,
16106                                 struct bpf_verifier_env *env,
16107                                 bool visit_callee)
16108 {
16109         int ret, insn_sz;
16110
16111         insn_sz = bpf_is_ldimm64(&insns[t]) ? 2 : 1;
16112         ret = push_insn(t, t + insn_sz, FALLTHROUGH, env);
16113         if (ret)
16114                 return ret;
16115
16116         mark_prune_point(env, t + insn_sz);
16117         /* when we exit from subprog, we need to record non-linear history */
16118         mark_jmp_point(env, t + insn_sz);
16119
16120         if (visit_callee) {
16121                 mark_prune_point(env, t);
16122                 ret = push_insn(t, t + insns[t].imm + 1, BRANCH, env);
16123         }
16124         return ret;
16125 }
16126
16127 /* Bitmask with 1s for all caller saved registers */
16128 #define ALL_CALLER_SAVED_REGS ((1u << CALLER_SAVED_REGS) - 1)
16129
16130 /* Return a bitmask specifying which caller saved registers are
16131  * clobbered by a call to a helper *as if* this helper follows
16132  * bpf_fastcall contract:
16133  * - includes R0 if function is non-void;
16134  * - includes R1-R5 if corresponding parameter has is described
16135  *   in the function prototype.
16136  */
16137 static u32 helper_fastcall_clobber_mask(const struct bpf_func_proto *fn)
16138 {
16139         u32 mask;
16140         int i;
16141
16142         mask = 0;
16143         if (fn->ret_type != RET_VOID)
16144                 mask |= BIT(BPF_REG_0);
16145         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(fn->arg_type); ++i)
16146                 if (fn->arg_type[i] != ARG_DONTCARE)
16147                         mask |= BIT(BPF_REG_1 + i);
16148         return mask;
16149 }
16150
16151 /* True if do_misc_fixups() replaces calls to helper number 'imm',
16152  * replacement patch is presumed to follow bpf_fastcall contract
16153  * (see mark_fastcall_pattern_for_call() below).
16154  */
16155 static bool verifier_inlines_helper_call(struct bpf_verifier_env *env, s32 imm)
16156 {
16157         switch (imm) {
16158 #ifdef CONFIG_X86_64
16159         case BPF_FUNC_get_smp_processor_id:
16160                 return env->prog->jit_requested && bpf_jit_supports_percpu_insn();
16161 #endif
16162         default:
16163                 return false;
16164         }
16165 }
16166
16167 /* Same as helper_fastcall_clobber_mask() but for kfuncs, see comment above */
16168 static u32 kfunc_fastcall_clobber_mask(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
16169 {
16170         u32 vlen, i, mask;
16171
16172         vlen = btf_type_vlen(meta->func_proto);
16173         mask = 0;
16174         if (!btf_type_is_void(btf_type_by_id(meta->btf, meta->func_proto->type)))
16175                 mask |= BIT(BPF_REG_0);
16176         for (i = 0; i < vlen; ++i)
16177                 mask |= BIT(BPF_REG_1 + i);
16178         return mask;
16179 }
16180
16181 /* Same as verifier_inlines_helper_call() but for kfuncs, see comment above */
16182 static bool is_fastcall_kfunc_call(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
16183 {
16184         return meta->kfunc_flags & KF_FASTCALL;
16185 }
16186
16187 /* LLVM define a bpf_fastcall function attribute.
16188  * This attribute means that function scratches only some of
16189  * the caller saved registers defined by ABI.
16190  * For BPF the set of such registers could be defined as follows:
16191  * - R0 is scratched only if function is non-void;
16192  * - R1-R5 are scratched only if corresponding parameter type is defined
16193  *   in the function prototype.
16194  *
16195  * The contract between kernel and clang allows to simultaneously use
16196  * such functions and maintain backwards compatibility with old
16197  * kernels that don't understand bpf_fastcall calls:
16198  *
16199  * - for bpf_fastcall calls clang allocates registers as-if relevant r0-r5
16200  *   registers are not scratched by the call;
16201  *
16202  * - as a post-processing step, clang visits each bpf_fastcall call and adds
16203  *   spill/fill for every live r0-r5;
16204  *
16205  * - stack offsets used for the spill/fill are allocated as lowest
16206  *   stack offsets in whole function and are not used for any other
16207  *   purposes;
16208  *
16209  * - when kernel loads a program, it looks for such patterns
16210  *   (bpf_fastcall function surrounded by spills/fills) and checks if
16211  *   spill/fill stack offsets are used exclusively in fastcall patterns;
16212  *
16213  * - if so, and if verifier or current JIT inlines the call to the
16214  *   bpf_fastcall function (e.g. a helper call), kernel removes unnecessary
16215  *   spill/fill pairs;
16216  *
16217  * - when old kernel loads a program, presence of spill/fill pairs
16218  *   keeps BPF program valid, albeit slightly less efficient.
16219  *
16220  * For example:
16221  *
16222  *   r1 = 1;
16223  *   r2 = 2;
16224  *   *(u64 *)(r10 - 8)  = r1;            r1 = 1;
16225  *   *(u64 *)(r10 - 16) = r2;            r2 = 2;
16226  *   call %[to_be_inlined]         -->   call %[to_be_inlined]
16227  *   r2 = *(u64 *)(r10 - 16);            r0 = r1;
16228  *   r1 = *(u64 *)(r10 - 8);             r0 += r2;
16229  *   r0 = r1;                            exit;
16230  *   r0 += r2;
16231  *   exit;
16232  *
16233  * The purpose of mark_fastcall_pattern_for_call is to:
16234  * - look for such patterns;
16235  * - mark spill and fill instructions in env->insn_aux_data[*].fastcall_pattern;
16236  * - mark set env->insn_aux_data[*].fastcall_spills_num for call instruction;
16237  * - update env->subprog_info[*]->fastcall_stack_off to find an offset
16238  *   at which bpf_fastcall spill/fill stack slots start;
16239  * - update env->subprog_info[*]->keep_fastcall_stack.
16240  *
16241  * The .fastcall_pattern and .fastcall_stack_off are used by
16242  * check_fastcall_stack_contract() to check if every stack access to
16243  * fastcall spill/fill stack slot originates from spill/fill
16244  * instructions, members of fastcall patterns.
16245  *
16246  * If such condition holds true for a subprogram, fastcall patterns could
16247  * be rewritten by remove_fastcall_spills_fills().
16248  * Otherwise bpf_fastcall patterns are not changed in the subprogram
16249  * (code, presumably, generated by an older clang version).
16250  *
16251  * For example, it is *not* safe to remove spill/fill below:
16252  *
16253  *   r1 = 1;
16254  *   *(u64 *)(r10 - 8)  = r1;            r1 = 1;
16255  *   call %[to_be_inlined]         -->   call %[to_be_inlined]
16256  *   r1 = *(u64 *)(r10 - 8);             r0 = *(u64 *)(r10 - 8);  <---- wrong !!!
16257  *   r0 = *(u64 *)(r10 - 8);             r0 += r1;
16258  *   r0 += r1;                           exit;
16259  *   exit;
16260  */
16261 static void mark_fastcall_pattern_for_call(struct bpf_verifier_env *env,
16262                                            struct bpf_subprog_info *subprog,
16263                                            int insn_idx, s16 lowest_off)
16264 {
16265         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi, *stx, *ldx;
16266         struct bpf_insn *call = &env->prog->insnsi[insn_idx];
16267         const struct bpf_func_proto *fn;
16268         u32 clobbered_regs_mask = ALL_CALLER_SAVED_REGS;
16269         u32 expected_regs_mask;
16270         bool can_be_inlined = false;
16271         s16 off;
16272         int i;
16273
16274         if (bpf_helper_call(call)) {
16275                 if (get_helper_proto(env, call->imm, &fn) < 0)
16276                         /* error would be reported later */
16277                         return;
16278                 clobbered_regs_mask = helper_fastcall_clobber_mask(fn);
16279                 can_be_inlined = fn->allow_fastcall &&
16280                                  (verifier_inlines_helper_call(env, call->imm) ||
16281                                   bpf_jit_inlines_helper_call(call->imm));
16282         }
16283
16284         if (bpf_pseudo_kfunc_call(call)) {
16285                 struct bpf_kfunc_call_arg_meta meta;
16286                 int err;
16287
16288                 err = fetch_kfunc_meta(env, call, &meta, NULL);
16289                 if (err < 0)
16290                         /* error would be reported later */
16291                         return;
16292
16293                 clobbered_regs_mask = kfunc_fastcall_clobber_mask(&meta);
16294                 can_be_inlined = is_fastcall_kfunc_call(&meta);
16295         }
16296
16297         if (clobbered_regs_mask == ALL_CALLER_SAVED_REGS)
16298                 return;
16299
16300         /* e.g. if helper call clobbers r{0,1}, expect r{2,3,4,5} in the pattern */
16301         expected_regs_mask = ~clobbered_regs_mask & ALL_CALLER_SAVED_REGS;
16302
16303         /* match pairs of form:
16304          *
16305          * *(u64 *)(r10 - Y) = rX   (where Y % 8 == 0)
16306          * ...
16307          * call %[to_be_inlined]
16308          * ...
16309          * rX = *(u64 *)(r10 - Y)
16310          */
16311         for (i = 1, off = lowest_off; i <= ARRAY_SIZE(caller_saved); ++i, off += BPF_REG_SIZE) {
16312                 if (insn_idx - i < 0 || insn_idx + i >= env->prog->len)
16313                         break;
16314                 stx = &insns[insn_idx - i];
16315                 ldx = &insns[insn_idx + i];
16316                 /* must be a stack spill/fill pair */
16317                 if (stx->code != (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_DW) ||
16318                     ldx->code != (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_DW) ||
16319                     stx->dst_reg != BPF_REG_10 ||
16320                     ldx->src_reg != BPF_REG_10)
16321                         break;
16322                 /* must be a spill/fill for the same reg */
16323                 if (stx->src_reg != ldx->dst_reg)
16324                         break;
16325                 /* must be one of the previously unseen registers */
16326                 if ((BIT(stx->src_reg) & expected_regs_mask) == 0)
16327                         break;
16328                 /* must be a spill/fill for the same expected offset,
16329                  * no need to check offset alignment, BPF_DW stack access
16330                  * is always 8-byte aligned.
16331                  */
16332                 if (stx->off != off || ldx->off != off)
16333                         break;
16334                 expected_regs_mask &= ~BIT(stx->src_reg);
16335                 env->insn_aux_data[insn_idx - i].fastcall_pattern = 1;
16336                 env->insn_aux_data[insn_idx + i].fastcall_pattern = 1;
16337         }
16338         if (i == 1)
16339                 return;
16340
16341         /* Conditionally set 'fastcall_spills_num' to allow forward
16342          * compatibility when more helper functions are marked as
16343          * bpf_fastcall at compile time than current kernel supports, e.g:
16344          *
16345          *   1: *(u64 *)(r10 - 8) = r1
16346          *   2: call A                  ;; assume A is bpf_fastcall for current kernel
16347          *   3: r1 = *(u64 *)(r10 - 8)
16348          *   4: *(u64 *)(r10 - 8) = r1
16349          *   5: call B                  ;; assume B is not bpf_fastcall for current kernel
16350          *   6: r1 = *(u64 *)(r10 - 8)
16351          *
16352          * There is no need to block bpf_fastcall rewrite for such program.
16353          * Set 'fastcall_pattern' for both calls to keep check_fastcall_stack_contract() happy,
16354          * don't set 'fastcall_spills_num' for call B so that remove_fastcall_spills_fills()
16355          * does not remove spill/fill pair {4,6}.
16356          */
16357         if (can_be_inlined)
16358                 env->insn_aux_data[insn_idx].fastcall_spills_num = i - 1;
16359         else
16360                 subprog->keep_fastcall_stack = 1;
16361         subprog->fastcall_stack_off = min(subprog->fastcall_stack_off, off);
16362 }
16363
16364 static int mark_fastcall_patterns(struct bpf_verifier_env *env)
16365 {
16366         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
16367         struct bpf_insn *insn;
16368         s16 lowest_off;
16369         int s, i;
16370
16371         for (s = 0; s < env->subprog_cnt; ++s, ++subprog) {
16372                 /* find lowest stack spill offset used in this subprog */
16373                 lowest_off = 0;
16374                 for (i = subprog->start; i < (subprog + 1)->start; ++i) {
16375                         insn = env->prog->insnsi + i;
16376                         if (insn->code != (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_DW) ||
16377                             insn->dst_reg != BPF_REG_10)
16378                                 continue;
16379                         lowest_off = min(lowest_off, insn->off);
16380                 }
16381                 /* use this offset to find fastcall patterns */
16382                 for (i = subprog->start; i < (subprog + 1)->start; ++i) {
16383                         insn = env->prog->insnsi + i;
16384                         if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL))
16385                                 continue;
16386                         mark_fastcall_pattern_for_call(env, subprog, i, lowest_off);
16387                 }
16388         }
16389         return 0;
16390 }
16391
16392 /* Visits the instruction at index t and returns one of the following:
16393  *  < 0 - an error occurred
16394  *  DONE_EXPLORING - the instruction was fully explored
16395  *  KEEP_EXPLORING - there is still work to be done before it is fully explored
16396  */
16397 static int visit_insn(int t, struct bpf_verifier_env *env)
16398 {
16399         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi, *insn = &insns[t];
16400         int ret, off, insn_sz;
16401
16402         if (bpf_pseudo_func(insn))
16403                 return visit_func_call_insn(t, insns, env, true);
16404
16405         /* All non-branch instructions have a single fall-through edge. */
16406         if (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_JMP &&
16407             BPF_CLASS(insn->code) != BPF_JMP32) {
16408                 insn_sz = bpf_is_ldimm64(insn) ? 2 : 1;
16409                 return push_insn(t, t + insn_sz, FALLTHROUGH, env);
16410         }
16411
16412         switch (BPF_OP(insn->code)) {
16413         case BPF_EXIT:
16414                 return DONE_EXPLORING;
16415
16416         case BPF_CALL:
16417                 if (is_async_callback_calling_insn(insn))
16418                         /* Mark this call insn as a prune point to trigger
16419                          * is_state_visited() check before call itself is
16420                          * processed by __check_func_call(). Otherwise new
16421                          * async state will be pushed for further exploration.
16422                          */
16423                         mark_prune_point(env, t);
16424                 /* For functions that invoke callbacks it is not known how many times
16425                  * callback would be called. Verifier models callback calling functions
16426                  * by repeatedly visiting callback bodies and returning to origin call
16427                  * instruction.
16428                  * In order to stop such iteration verifier needs to identify when a
16429                  * state identical some state from a previous iteration is reached.
16430                  * Check below forces creation of checkpoint before callback calling
16431                  * instruction to allow search for such identical states.
16432                  */
16433                 if (is_sync_callback_calling_insn(insn)) {
16434                         mark_calls_callback(env, t);
16435                         mark_force_checkpoint(env, t);
16436                         mark_prune_point(env, t);
16437                         mark_jmp_point(env, t);
16438                 }
16439                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL) {
16440                         struct bpf_kfunc_call_arg_meta meta;
16441
16442                         ret = fetch_kfunc_meta(env, insn, &meta, NULL);
16443                         if (ret == 0 && is_iter_next_kfunc(&meta)) {
16444                                 mark_prune_point(env, t);
16445                                 /* Checking and saving state checkpoints at iter_next() call
16446                                  * is crucial for fast convergence of open-coded iterator loop
16447                                  * logic, so we need to force it. If we don't do that,
16448                                  * is_state_visited() might skip saving a checkpoint, causing
16449                                  * unnecessarily long sequence of not checkpointed
16450                                  * instructions and jumps, leading to exhaustion of jump
16451                                  * history buffer, and potentially other undesired outcomes.
16452                                  * It is expected that with correct open-coded iterators
16453                                  * convergence will happen quickly, so we don't run a risk of
16454                                  * exhausting memory.
16455                                  */
16456                                 mark_force_checkpoint(env, t);
16457                         }
16458                 }
16459                 return visit_func_call_insn(t, insns, env, insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL);
16460
16461         case BPF_JA:
16462                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K)
16463                         return -EINVAL;
16464
16465                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP)
16466                         off = insn->off;
16467                 else
16468                         off = insn->imm;
16469
16470                 /* unconditional jump with single edge */
16471                 ret = push_insn(t, t + off + 1, FALLTHROUGH, env);
16472                 if (ret)
16473                         return ret;
16474
16475                 mark_prune_point(env, t + off + 1);
16476                 mark_jmp_point(env, t + off + 1);
16477
16478                 return ret;
16479
16480         default:
16481                 /* conditional jump with two edges */
16482                 mark_prune_point(env, t);
16483                 if (is_may_goto_insn(insn))
16484                         mark_force_checkpoint(env, t);
16485
16486                 ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env);
16487                 if (ret)
16488                         return ret;
16489
16490                 return push_insn(t, t + insn->off + 1, BRANCH, env);
16491         }
16492 }
16493
16494 /* non-recursive depth-first-search to detect loops in BPF program
16495  * loop == back-edge in directed graph
16496  */
16497 static int check_cfg(struct bpf_verifier_env *env)
16498 {
16499         int insn_cnt = env->prog->len;
16500         int *insn_stack, *insn_state;
16501         int ex_insn_beg, i, ret = 0;
16502         bool ex_done = false;
16503
16504         insn_state = env->cfg.insn_state = kvcalloc(insn_cnt, sizeof(int), GFP_KERNEL);
16505         if (!insn_state)
16506                 return -ENOMEM;
16507
16508         insn_stack = env->cfg.insn_stack = kvcalloc(insn_cnt, sizeof(int), GFP_KERNEL);
16509         if (!insn_stack) {
16510                 kvfree(insn_state);
16511                 return -ENOMEM;
16512         }
16513
16514         insn_state[0] = DISCOVERED; /* mark 1st insn as discovered */
16515         insn_stack[0] = 0; /* 0 is the first instruction */
16516         env->cfg.cur_stack = 1;
16517
16518 walk_cfg:
16519         while (env->cfg.cur_stack > 0) {
16520                 int t = insn_stack[env->cfg.cur_stack - 1];
16521
16522                 ret = visit_insn(t, env);
16523                 switch (ret) {
16524                 case DONE_EXPLORING:
16525                         insn_state[t] = EXPLORED;
16526                         env->cfg.cur_stack--;
16527                         break;
16528                 case KEEP_EXPLORING:
16529                         break;
16530                 default:
16531                         if (ret > 0) {
16532                                 verbose(env, "visit_insn internal bug\n");
16533                                 ret = -EFAULT;
16534                         }
16535                         goto err_free;
16536                 }
16537         }
16538
16539         if (env->cfg.cur_stack < 0) {
16540                 verbose(env, "pop stack internal bug\n");
16541                 ret = -EFAULT;
16542                 goto err_free;
16543         }
16544
16545         if (env->exception_callback_subprog && !ex_done) {
16546                 ex_insn_beg = env->subprog_info[env->exception_callback_subprog].start;
16547
16548                 insn_state[ex_insn_beg] = DISCOVERED;
16549                 insn_stack[0] = ex_insn_beg;
16550                 env->cfg.cur_stack = 1;
16551                 ex_done = true;
16552                 goto walk_cfg;
16553         }
16554
16555         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
16556                 struct bpf_insn *insn = &env->prog->insnsi[i];
16557
16558                 if (insn_state[i] != EXPLORED) {
16559                         verbose(env, "unreachable insn %d\n", i);
16560                         ret = -EINVAL;
16561                         goto err_free;
16562                 }
16563                 if (bpf_is_ldimm64(insn)) {
16564                         if (insn_state[i + 1] != 0) {
16565                                 verbose(env, "jump into the middle of ldimm64 insn %d\n", i);
16566                                 ret = -EINVAL;
16567                                 goto err_free;
16568                         }
16569                         i++; /* skip second half of ldimm64 */
16570                 }
16571         }
16572         ret = 0; /* cfg looks good */
16573
16574 err_free:
16575         kvfree(insn_state);
16576         kvfree(insn_stack);
16577         env->cfg.insn_state = env->cfg.insn_stack = NULL;
16578         return ret;
16579 }
16580
16581 static int check_abnormal_return(struct bpf_verifier_env *env)
16582 {
16583         int i;
16584
16585         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
16586                 if (env->subprog_info[i].has_ld_abs) {
16587                         verbose(env, "LD_ABS is not allowed in subprogs without BTF\n");
16588                         return -EINVAL;
16589                 }
16590                 if (env->subprog_info[i].has_tail_call) {
16591                         verbose(env, "tail_call is not allowed in subprogs without BTF\n");
16592                         return -EINVAL;
16593                 }
16594         }
16595         return 0;
16596 }
16597
16598 /* The minimum supported BTF func info size */
16599 #define MIN_BPF_FUNCINFO_SIZE   8
16600 #define MAX_FUNCINFO_REC_SIZE   252
16601
16602 static int check_btf_func_early(struct bpf_verifier_env *env,
16603                                 const union bpf_attr *attr,
16604                                 bpfptr_t uattr)
16605 {
16606         u32 krec_size = sizeof(struct bpf_func_info);
16607         const struct btf_type *type, *func_proto;
16608         u32 i, nfuncs, urec_size, min_size;
16609         struct bpf_func_info *krecord;
16610         struct bpf_prog *prog;
16611         const struct btf *btf;
16612         u32 prev_offset = 0;
16613         bpfptr_t urecord;
16614         int ret = -ENOMEM;
16615
16616         nfuncs = attr->func_info_cnt;
16617         if (!nfuncs) {
16618                 if (check_abnormal_return(env))
16619                         return -EINVAL;
16620                 return 0;
16621         }
16622
16623         urec_size = attr->func_info_rec_size;
16624         if (urec_size < MIN_BPF_FUNCINFO_SIZE ||
16625             urec_size > MAX_FUNCINFO_REC_SIZE ||
16626             urec_size % sizeof(u32)) {
16627                 verbose(env, "invalid func info rec size %u\n", urec_size);
16628                 return -EINVAL;
16629         }
16630
16631         prog = env->prog;
16632         btf = prog->aux->btf;
16633
16634         urecord = make_bpfptr(attr->func_info, uattr.is_kernel);
16635         min_size = min_t(u32, krec_size, urec_size);
16636
16637         krecord = kvcalloc(nfuncs, krec_size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
16638         if (!krecord)
16639                 return -ENOMEM;
16640
16641         for (i = 0; i < nfuncs; i++) {
16642                 ret = bpf_check_uarg_tail_zero(urecord, krec_size, urec_size);
16643                 if (ret) {
16644                         if (ret == -E2BIG) {
16645                                 verbose(env, "nonzero tailing record in func info");
16646                                 /* set the size kernel expects so loader can zero
16647                                  * out the rest of the record.
16648                                  */
16649                                 if (copy_to_bpfptr_offset(uattr,
16650                                                           offsetof(union bpf_attr, func_info_rec_size),
16651                                                           &min_size, sizeof(min_size)))
16652                                         ret = -EFAULT;
16653                         }
16654                         goto err_free;
16655                 }
16656
16657                 if (copy_from_bpfptr(&krecord[i], urecord, min_size)) {
16658                         ret = -EFAULT;
16659                         goto err_free;
16660                 }
16661
16662                 /* check insn_off */
16663                 ret = -EINVAL;
16664                 if (i == 0) {
16665                         if (krecord[i].insn_off) {
16666                                 verbose(env,
16667                                         "nonzero insn_off %u for the first func info record",
16668                                         krecord[i].insn_off);
16669                                 goto err_free;
16670                         }
16671                 } else if (krecord[i].insn_off <= prev_offset) {
16672                         verbose(env,
16673                                 "same or smaller insn offset (%u) than previous func info record (%u)",
16674                                 krecord[i].insn_off, prev_offset);
16675                         goto err_free;
16676                 }
16677
16678                 /* check type_id */
16679                 type = btf_type_by_id(btf, krecord[i].type_id);
16680                 if (!type || !btf_type_is_func(type)) {
16681                         verbose(env, "invalid type id %d in func info",
16682                                 krecord[i].type_id);
16683                         goto err_free;
16684                 }
16685
16686                 func_proto = btf_type_by_id(btf, type->type);
16687                 if (unlikely(!func_proto || !btf_type_is_func_proto(func_proto)))
16688                         /* btf_func_check() already verified it during BTF load */
16689                         goto err_free;
16690
16691                 prev_offset = krecord[i].insn_off;
16692                 bpfptr_add(&urecord, urec_size);
16693         }
16694
16695         prog->aux->func_info = krecord;
16696         prog->aux->func_info_cnt = nfuncs;
16697         return 0;
16698
16699 err_free:
16700         kvfree(krecord);
16701         return ret;
16702 }
16703
16704 static int check_btf_func(struct bpf_verifier_env *env,
16705                           const union bpf_attr *attr,
16706                           bpfptr_t uattr)
16707 {
16708         const struct btf_type *type, *func_proto, *ret_type;
16709         u32 i, nfuncs, urec_size;
16710         struct bpf_func_info *krecord;
16711         struct bpf_func_info_aux *info_aux = NULL;
16712         struct bpf_prog *prog;
16713         const struct btf *btf;
16714         bpfptr_t urecord;
16715         bool scalar_return;
16716         int ret = -ENOMEM;
16717
16718         nfuncs = attr->func_info_cnt;
16719         if (!nfuncs) {
16720                 if (check_abnormal_return(env))
16721                         return -EINVAL;
16722                 return 0;
16723         }
16724         if (nfuncs != env->subprog_cnt) {
16725                 verbose(env, "number of funcs in func_info doesn't match number of subprogs\n");
16726                 return -EINVAL;
16727         }
16728
16729         urec_size = attr->func_info_rec_size;
16730
16731         prog = env->prog;
16732         btf = prog->aux->btf;
16733
16734         urecord = make_bpfptr(attr->func_info, uattr.is_kernel);
16735
16736         krecord = prog->aux->func_info;
16737         info_aux = kcalloc(nfuncs, sizeof(*info_aux), GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
16738         if (!info_aux)
16739                 return -ENOMEM;
16740
16741         for (i = 0; i < nfuncs; i++) {
16742                 /* check insn_off */
16743                 ret = -EINVAL;
16744
16745                 if (env->subprog_info[i].start != krecord[i].insn_off) {
16746                         verbose(env, "func_info BTF section doesn't match subprog layout in BPF program\n");
16747                         goto err_free;
16748                 }
16749
16750                 /* Already checked type_id */
16751                 type = btf_type_by_id(btf, krecord[i].type_id);
16752                 info_aux[i].linkage = BTF_INFO_VLEN(type->info);
16753                 /* Already checked func_proto */
16754                 func_proto = btf_type_by_id(btf, type->type);
16755
16756                 ret_type = btf_type_skip_modifiers(btf, func_proto->type, NULL);
16757                 scalar_return =
16758                         btf_type_is_small_int(ret_type) || btf_is_any_enum(ret_type);
16759                 if (i && !scalar_return && env->subprog_info[i].has_ld_abs) {
16760                         verbose(env, "LD_ABS is only allowed in functions that return 'int'.\n");
16761                         goto err_free;
16762                 }
16763                 if (i && !scalar_return && env->subprog_info[i].has_tail_call) {
16764                         verbose(env, "tail_call is only allowed in functions that return 'int'.\n");
16765                         goto err_free;
16766                 }
16767
16768                 bpfptr_add(&urecord, urec_size);
16769         }
16770
16771         prog->aux->func_info_aux = info_aux;
16772         return 0;
16773
16774 err_free:
16775         kfree(info_aux);
16776         return ret;
16777 }
16778
16779 static void adjust_btf_func(struct bpf_verifier_env *env)
16780 {
16781         struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
16782         int i;
16783
16784         if (!aux->func_info)
16785                 return;
16786
16787         /* func_info is not available for hidden subprogs */
16788         for (i = 0; i < env->subprog_cnt - env->hidden_subprog_cnt; i++)
16789                 aux->func_info[i].insn_off = env->subprog_info[i].start;
16790 }
16791
16792 #define MIN_BPF_LINEINFO_SIZE   offsetofend(struct bpf_line_info, line_col)
16793 #define MAX_LINEINFO_REC_SIZE   MAX_FUNCINFO_REC_SIZE
16794
16795 static int check_btf_line(struct bpf_verifier_env *env,
16796                           const union bpf_attr *attr,
16797                           bpfptr_t uattr)
16798 {
16799         u32 i, s, nr_linfo, ncopy, expected_size, rec_size, prev_offset = 0;
16800         struct bpf_subprog_info *sub;
16801         struct bpf_line_info *linfo;
16802         struct bpf_prog *prog;
16803         const struct btf *btf;
16804         bpfptr_t ulinfo;
16805         int err;
16806
16807         nr_linfo = attr->line_info_cnt;
16808         if (!nr_linfo)
16809                 return 0;
16810         if (nr_linfo > INT_MAX / sizeof(struct bpf_line_info))
16811                 return -EINVAL;
16812
16813         rec_size = attr->line_info_rec_size;
16814         if (rec_size < MIN_BPF_LINEINFO_SIZE ||
16815             rec_size > MAX_LINEINFO_REC_SIZE ||
16816             rec_size & (sizeof(u32) - 1))
16817                 return -EINVAL;
16818
16819         /* Need to zero it in case the userspace may
16820          * pass in a smaller bpf_line_info object.
16821          */
16822         linfo = kvcalloc(nr_linfo, sizeof(struct bpf_line_info),
16823                          GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
16824         if (!linfo)
16825                 return -ENOMEM;
16826
16827         prog = env->prog;
16828         btf = prog->aux->btf;
16829
16830         s = 0;
16831         sub = env->subprog_info;
16832         ulinfo = make_bpfptr(attr->line_info, uattr.is_kernel);
16833         expected_size = sizeof(struct bpf_line_info);
16834         ncopy = min_t(u32, expected_size, rec_size);
16835         for (i = 0; i < nr_linfo; i++) {
16836                 err = bpf_check_uarg_tail_zero(ulinfo, expected_size, rec_size);
16837                 if (err) {
16838                         if (err == -E2BIG) {
16839                                 verbose(env, "nonzero tailing record in line_info");
16840                                 if (copy_to_bpfptr_offset(uattr,
16841                                                           offsetof(union bpf_attr, line_info_rec_size),
16842                                                           &expected_size, sizeof(expected_size)))
16843                                         err = -EFAULT;
16844                         }
16845                         goto err_free;
16846                 }
16847
16848                 if (copy_from_bpfptr(&linfo[i], ulinfo, ncopy)) {
16849                         err = -EFAULT;
16850                         goto err_free;
16851                 }
16852
16853                 /*
16854                  * Check insn_off to ensure
16855                  * 1) strictly increasing AND
16856                  * 2) bounded by prog->len
16857                  *
16858                  * The linfo[0].insn_off == 0 check logically falls into
16859                  * the later "missing bpf_line_info for func..." case
16860                  * because the first linfo[0].insn_off must be the
16861                  * first sub also and the first sub must have
16862                  * subprog_info[0].start == 0.
16863                  */
16864                 if ((i && linfo[i].insn_off <= prev_offset) ||
16865                     linfo[i].insn_off >= prog->len) {
16866                         verbose(env, "Invalid line_info[%u].insn_off:%u (prev_offset:%u prog->len:%u)\n",
16867                                 i, linfo[i].insn_off, prev_offset,
16868                                 prog->len);
16869                         err = -EINVAL;
16870                         goto err_free;
16871                 }
16872
16873                 if (!prog->insnsi[linfo[i].insn_off].code) {
16874                         verbose(env,
16875                                 "Invalid insn code at line_info[%u].insn_off\n",
16876                                 i);
16877                         err = -EINVAL;
16878                         goto err_free;
16879                 }
16880
16881                 if (!btf_name_by_offset(btf, linfo[i].line_off) ||
16882                     !btf_name_by_offset(btf, linfo[i].file_name_off)) {
16883                         verbose(env, "Invalid line_info[%u].line_off or .file_name_off\n", i);
16884                         err = -EINVAL;
16885                         goto err_free;
16886                 }
16887
16888                 if (s != env->subprog_cnt) {
16889                         if (linfo[i].insn_off == sub[s].start) {
16890                                 sub[s].linfo_idx = i;
16891                                 s++;
16892                         } else if (sub[s].start < linfo[i].insn_off) {
16893                                 verbose(env, "missing bpf_line_info for func#%u\n", s);
16894                                 err = -EINVAL;
16895                                 goto err_free;
16896                         }
16897                 }
16898
16899                 prev_offset = linfo[i].insn_off;
16900                 bpfptr_add(&ulinfo, rec_size);
16901         }
16902
16903         if (s != env->subprog_cnt) {
16904                 verbose(env, "missing bpf_line_info for %u funcs starting from func#%u\n",
16905                         env->subprog_cnt - s, s);
16906                 err = -EINVAL;
16907                 goto err_free;
16908         }
16909
16910         prog->aux->linfo = linfo;
16911         prog->aux->nr_linfo = nr_linfo;
16912
16913         return 0;
16914
16915 err_free:
16916         kvfree(linfo);
16917         return err;
16918 }
16919
16920 #define MIN_CORE_RELO_SIZE      sizeof(struct bpf_core_relo)
16921 #define MAX_CORE_RELO_SIZE      MAX_FUNCINFO_REC_SIZE
16922
16923 static int check_core_relo(struct bpf_verifier_env *env,
16924                            const union bpf_attr *attr,
16925                            bpfptr_t uattr)
16926 {
16927         u32 i, nr_core_relo, ncopy, expected_size, rec_size;
16928         struct bpf_core_relo core_relo = {};
16929         struct bpf_prog *prog = env->prog;
16930         const struct btf *btf = prog->aux->btf;
16931         struct bpf_core_ctx ctx = {
16932                 .log = &env->log,
16933                 .btf = btf,
16934         };
16935         bpfptr_t u_core_relo;
16936         int err;
16937
16938         nr_core_relo = attr->core_relo_cnt;
16939         if (!nr_core_relo)
16940                 return 0;
16941         if (nr_core_relo > INT_MAX / sizeof(struct bpf_core_relo))
16942                 return -EINVAL;
16943
16944         rec_size = attr->core_relo_rec_size;
16945         if (rec_size < MIN_CORE_RELO_SIZE ||
16946             rec_size > MAX_CORE_RELO_SIZE ||
16947             rec_size % sizeof(u32))
16948                 return -EINVAL;
16949
16950         u_core_relo = make_bpfptr(attr->core_relos, uattr.is_kernel);
16951         expected_size = sizeof(struct bpf_core_relo);
16952         ncopy = min_t(u32, expected_size, rec_size);
16953
16954         /* Unlike func_info and line_info, copy and apply each CO-RE
16955          * relocation record one at a time.
16956          */
16957         for (i = 0; i < nr_core_relo; i++) {
16958                 /* future proofing when sizeof(bpf_core_relo) changes */
16959                 err = bpf_check_uarg_tail_zero(u_core_relo, expected_size, rec_size);
16960                 if (err) {
16961                         if (err == -E2BIG) {
16962                                 verbose(env, "nonzero tailing record in core_relo");
16963                                 if (copy_to_bpfptr_offset(uattr,
16964                                                           offsetof(union bpf_attr, core_relo_rec_size),
16965                                                           &expected_size, sizeof(expected_size)))
16966                                         err = -EFAULT;
16967                         }
16968                         break;
16969                 }
16970
16971                 if (copy_from_bpfptr(&core_relo, u_core_relo, ncopy)) {
16972                         err = -EFAULT;
16973                         break;
16974                 }
16975
16976                 if (core_relo.insn_off % 8 || core_relo.insn_off / 8 >= prog->len) {
16977                         verbose(env, "Invalid core_relo[%u].insn_off:%u prog->len:%u\n",
16978                                 i, core_relo.insn_off, prog->len);
16979                         err = -EINVAL;
16980                         break;
16981                 }
16982
16983                 err = bpf_core_apply(&ctx, &core_relo, i,
16984                                      &prog->insnsi[core_relo.insn_off / 8]);
16985                 if (err)
16986                         break;
16987                 bpfptr_add(&u_core_relo, rec_size);
16988         }
16989         return err;
16990 }
16991
16992 static int check_btf_info_early(struct bpf_verifier_env *env,
16993                                 const union bpf_attr *attr,
16994                                 bpfptr_t uattr)
16995 {
16996         struct btf *btf;
16997         int err;
16998
16999         if (!attr->func_info_cnt && !attr->line_info_cnt) {
17000                 if (check_abnormal_return(env))
17001                         return -EINVAL;
17002                 return 0;
17003         }
17004
17005         btf = btf_get_by_fd(attr->prog_btf_fd);
17006         if (IS_ERR(btf))
17007                 return PTR_ERR(btf);
17008         if (btf_is_kernel(btf)) {
17009                 btf_put(btf);
17010                 return -EACCES;
17011         }
17012         env->prog->aux->btf = btf;
17013
17014         err = check_btf_func_early(env, attr, uattr);
17015         if (err)
17016                 return err;
17017         return 0;
17018 }
17019
17020 static int check_btf_info(struct bpf_verifier_env *env,
17021                           const union bpf_attr *attr,
17022                           bpfptr_t uattr)
17023 {
17024         int err;
17025
17026         if (!attr->func_info_cnt && !attr->line_info_cnt) {
17027                 if (check_abnormal_return(env))
17028                         return -EINVAL;
17029                 return 0;
17030         }
17031
17032         err = check_btf_func(env, attr, uattr);
17033         if (err)
17034                 return err;
17035
17036         err = check_btf_line(env, attr, uattr);
17037         if (err)
17038                 return err;
17039
17040         err = check_core_relo(env, attr, uattr);
17041         if (err)
17042                 return err;
17043
17044         return 0;
17045 }
17046
17047 /* check %cur's range satisfies %old's */
17048 static bool range_within(const struct bpf_reg_state *old,
17049                          const struct bpf_reg_state *cur)
17050 {
17051         return old->umin_value <= cur->umin_value &&
17052                old->umax_value >= cur->umax_value &&
17053                old->smin_value <= cur->smin_value &&
17054                old->smax_value >= cur->smax_value &&
17055                old->u32_min_value <= cur->u32_min_value &&
17056                old->u32_max_value >= cur->u32_max_value &&
17057                old->s32_min_value <= cur->s32_min_value &&
17058                old->s32_max_value >= cur->s32_max_value;
17059 }
17060
17061 /* If in the old state two registers had the same id, then they need to have
17062  * the same id in the new state as well.  But that id could be different from
17063  * the old state, so we need to track the mapping from old to new ids.
17064  * Once we have seen that, say, a reg with old id 5 had new id 9, any subsequent
17065  * regs with old id 5 must also have new id 9 for the new state to be safe.  But
17066  * regs with a different old id could still have new id 9, we don't care about
17067  * that.
17068  * So we look through our idmap to see if this old id has been seen before.  If
17069  * so, we require the new id to match; otherwise, we add the id pair to the map.
17070  */
17071 static bool check_ids(u32 old_id, u32 cur_id, struct bpf_idmap *idmap)
17072 {
17073         struct bpf_id_pair *map = idmap->map;
17074         unsigned int i;
17075
17076         /* either both IDs should be set or both should be zero */
17077         if (!!old_id != !!cur_id)
17078                 return false;
17079
17080         if (old_id == 0) /* cur_id == 0 as well */
17081                 return true;
17082
17083         for (i = 0; i < BPF_ID_MAP_SIZE; i++) {
17084                 if (!map[i].old) {
17085                         /* Reached an empty slot; haven't seen this id before */
17086                         map[i].old = old_id;
17087                         map[i].cur = cur_id;
17088                         return true;
17089                 }
17090                 if (map[i].old == old_id)
17091                         return map[i].cur == cur_id;
17092                 if (map[i].cur == cur_id)
17093                         return false;
17094         }
17095         /* We ran out of idmap slots, which should be impossible */
17096         WARN_ON_ONCE(1);
17097         return false;
17098 }
17099
17100 /* Similar to check_ids(), but allocate a unique temporary ID
17101  * for 'old_id' or 'cur_id' of zero.
17102  * This makes pairs like '0 vs unique ID', 'unique ID vs 0' valid.
17103  */
17104 static bool check_scalar_ids(u32 old_id, u32 cur_id, struct bpf_idmap *idmap)
17105 {
17106         old_id = old_id ? old_id : ++idmap->tmp_id_gen;
17107         cur_id = cur_id ? cur_id : ++idmap->tmp_id_gen;
17108
17109         return check_ids(old_id, cur_id, idmap);
17110 }
17111
17112 static void clean_func_state(struct bpf_verifier_env *env,
17113                              struct bpf_func_state *st)
17114 {
17115         enum bpf_reg_liveness live;
17116         int i, j;
17117
17118         for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++) {
17119                 live = st->regs[i].live;
17120                 /* liveness must not touch this register anymore */
17121                 st->regs[i].live |= REG_LIVE_DONE;
17122                 if (!(live & REG_LIVE_READ))
17123                         /* since the register is unused, clear its state
17124                          * to make further comparison simpler
17125                          */
17126                         __mark_reg_not_init(env, &st->regs[i]);
17127         }
17128
17129         for (i = 0; i < st->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
17130                 live = st->stack[i].spilled_ptr.live;
17131                 /* liveness must not touch this stack slot anymore */
17132                 st->stack[i].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_DONE;
17133                 if (!(live & REG_LIVE_READ)) {
17134                         __mark_reg_not_init(env, &st->stack[i].spilled_ptr);
17135                         for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
17136                                 st->stack[i].slot_type[j] = STACK_INVALID;
17137                 }
17138         }
17139 }
17140
17141 static void clean_verifier_state(struct bpf_verifier_env *env,
17142                                  struct bpf_verifier_state *st)
17143 {
17144         int i;
17145
17146         if (st->frame[0]->regs[0].live & REG_LIVE_DONE)
17147                 /* all regs in this state in all frames were already marked */
17148                 return;
17149
17150         for (i = 0; i <= st->curframe; i++)
17151                 clean_func_state(env, st->frame[i]);
17152 }
17153
17154 /* the parentage chains form a tree.
17155  * the verifier states are added to state lists at given insn and
17156  * pushed into state stack for future exploration.
17157  * when the verifier reaches bpf_exit insn some of the verifer states
17158  * stored in the state lists have their final liveness state already,
17159  * but a lot of states will get revised from liveness point of view when
17160  * the verifier explores other branches.
17161  * Example:
17162  * 1: r0 = 1
17163  * 2: if r1 == 100 goto pc+1
17164  * 3: r0 = 2
17165  * 4: exit
17166  * when the verifier reaches exit insn the register r0 in the state list of
17167  * insn 2 will be seen as !REG_LIVE_READ. Then the verifier pops the other_branch
17168  * of insn 2 and goes exploring further. At the insn 4 it will walk the
17169  * parentage chain from insn 4 into insn 2 and will mark r0 as REG_LIVE_READ.
17170  *
17171  * Since the verifier pushes the branch states as it sees them while exploring
17172  * the program the condition of walking the branch instruction for the second
17173  * time means that all states below this branch were already explored and
17174  * their final liveness marks are already propagated.
17175  * Hence when the verifier completes the search of state list in is_state_visited()
17176  * we can call this clean_live_states() function to mark all liveness states
17177  * as REG_LIVE_DONE to indicate that 'parent' pointers of 'struct bpf_reg_state'
17178  * will not be used.
17179  * This function also clears the registers and stack for states that !READ
17180  * to simplify state merging.
17181  *
17182  * Important note here that walking the same branch instruction in the callee
17183  * doesn't meant that the states are DONE. The verifier has to compare
17184  * the callsites
17185  */
17186 static void clean_live_states(struct bpf_verifier_env *env, int insn,
17187                               struct bpf_verifier_state *cur)
17188 {
17189         struct bpf_verifier_state_list *sl;
17190
17191         sl = *explored_state(env, insn);
17192         while (sl) {
17193                 if (sl->state.branches)
17194                         goto next;
17195                 if (sl->state.insn_idx != insn ||
17196                     !same_callsites(&sl->state, cur))
17197                         goto next;
17198                 clean_verifier_state(env, &sl->state);
17199 next:
17200                 sl = sl->next;
17201         }
17202 }
17203
17204 static bool regs_exact(const struct bpf_reg_state *rold,
17205                        const struct bpf_reg_state *rcur,
17206                        struct bpf_idmap *idmap)
17207 {
17208         return memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, id)) == 0 &&
17209                check_ids(rold->id, rcur->id, idmap) &&
17210                check_ids(rold->ref_obj_id, rcur->ref_obj_id, idmap);
17211 }
17212
17213 enum exact_level {
17214         NOT_EXACT,
17215         EXACT,
17216         RANGE_WITHIN
17217 };
17218
17219 /* Returns true if (rold safe implies rcur safe) */
17220 static bool regsafe(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *rold,
17221                     struct bpf_reg_state *rcur, struct bpf_idmap *idmap,
17222                     enum exact_level exact)
17223 {
17224         if (exact == EXACT)
17225                 return regs_exact(rold, rcur, idmap);
17226
17227         if (!(rold->live & REG_LIVE_READ) && exact == NOT_EXACT)
17228                 /* explored state didn't use this */
17229                 return true;
17230         if (rold->type == NOT_INIT) {
17231                 if (exact == NOT_EXACT || rcur->type == NOT_INIT)
17232                         /* explored state can't have used this */
17233                         return true;
17234         }
17235
17236         /* Enforce that register types have to match exactly, including their
17237          * modifiers (like PTR_MAYBE_NULL, MEM_RDONLY, etc), as a general
17238          * rule.
17239          *
17240          * One can make a point that using a pointer register as unbounded
17241          * SCALAR would be technically acceptable, but this could lead to
17242          * pointer leaks because scalars are allowed to leak while pointers
17243          * are not. We could make this safe in special cases if root is
17244          * calling us, but it's probably not worth the hassle.
17245          *
17246          * Also, register types that are *not* MAYBE_NULL could technically be
17247          * safe to use as their MAYBE_NULL variants (e.g., PTR_TO_MAP_VALUE
17248          * is safe to be used as PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL, provided both point
17249          * to the same map).
17250          * However, if the old MAYBE_NULL register then got NULL checked,
17251          * doing so could have affected others with the same id, and we can't
17252          * check for that because we lost the id when we converted to
17253          * a non-MAYBE_NULL variant.
17254          * So, as a general rule we don't allow mixing MAYBE_NULL and
17255          * non-MAYBE_NULL registers as well.
17256          */
17257         if (rold->type != rcur->type)
17258                 return false;
17259
17260         switch (base_type(rold->type)) {
17261         case SCALAR_VALUE:
17262                 if (env->explore_alu_limits) {
17263                         /* explore_alu_limits disables tnum_in() and range_within()
17264                          * logic and requires everything to be strict
17265                          */
17266                         return memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, id)) == 0 &&
17267                                check_scalar_ids(rold->id, rcur->id, idmap);
17268                 }
17269                 if (!rold->precise && exact == NOT_EXACT)
17270                         return true;
17271                 if ((rold->id & BPF_ADD_CONST) != (rcur->id & BPF_ADD_CONST))
17272                         return false;
17273                 if ((rold->id & BPF_ADD_CONST) && (rold->off != rcur->off))
17274                         return false;
17275                 /* Why check_ids() for scalar registers?
17276                  *
17277                  * Consider the following BPF code:
17278                  *   1: r6 = ... unbound scalar, ID=a ...
17279                  *   2: r7 = ... unbound scalar, ID=b ...
17280                  *   3: if (r6 > r7) goto +1
17281                  *   4: r6 = r7
17282                  *   5: if (r6 > X) goto ...
17283                  *   6: ... memory operation using r7 ...
17284                  *
17285                  * First verification path is [1-6]:
17286                  * - at (4) same bpf_reg_state::id (b) would be assigned to r6 and r7;
17287                  * - at (5) r6 would be marked <= X, sync_linked_regs() would also mark
17288                  *   r7 <= X, because r6 and r7 share same id.
17289                  * Next verification path is [1-4, 6].
17290                  *
17291                  * Instruction (6) would be reached in two states:
17292                  *   I.  r6{.id=b}, r7{.id=b} via path 1-6;
17293                  *   II. r6{.id=a}, r7{.id=b} via path 1-4, 6.
17294                  *
17295                  * Use check_ids() to distinguish these states.
17296                  * ---
17297                  * Also verify that new value satisfies old value range knowledge.
17298                  */
17299                 return range_within(rold, rcur) &&
17300                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off) &&
17301                        check_scalar_ids(rold->id, rcur->id, idmap);
17302         case PTR_TO_MAP_KEY:
17303         case PTR_TO_MAP_VALUE:
17304         case PTR_TO_MEM:
17305         case PTR_TO_BUF:
17306         case PTR_TO_TP_BUFFER:
17307                 /* If the new min/max/var_off satisfy the old ones and
17308                  * everything else matches, we are OK.
17309                  */
17310                 return memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, var_off)) == 0 &&
17311                        range_within(rold, rcur) &&
17312                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off) &&
17313                        check_ids(rold->id, rcur->id, idmap) &&
17314                        check_ids(rold->ref_obj_id, rcur->ref_obj_id, idmap);
17315         case PTR_TO_PACKET_META:
17316         case PTR_TO_PACKET:
17317                 /* We must have at least as much range as the old ptr
17318                  * did, so that any accesses which were safe before are
17319                  * still safe.  This is true even if old range < old off,
17320                  * since someone could have accessed through (ptr - k), or
17321                  * even done ptr -= k in a register, to get a safe access.
17322                  */
17323                 if (rold->range > rcur->range)
17324                         return false;
17325                 /* If the offsets don't match, we can't trust our alignment;
17326                  * nor can we be sure that we won't fall out of range.
17327                  */
17328                 if (rold->off != rcur->off)
17329                         return false;
17330                 /* id relations must be preserved */
17331                 if (!check_ids(rold->id, rcur->id, idmap))
17332                         return false;
17333                 /* new val must satisfy old val knowledge */
17334                 return range_within(rold, rcur) &&
17335                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off);
17336         case PTR_TO_STACK:
17337                 /* two stack pointers are equal only if they're pointing to
17338                  * the same stack frame, since fp-8 in foo != fp-8 in bar
17339                  */
17340                 return regs_exact(rold, rcur, idmap) && rold->frameno == rcur->frameno;
17341         case PTR_TO_ARENA:
17342                 return true;
17343         default:
17344                 return regs_exact(rold, rcur, idmap);
17345         }
17346 }
17347
17348 static struct bpf_reg_state unbound_reg;
17349
17350 static __init int unbound_reg_init(void)
17351 {
17352         __mark_reg_unknown_imprecise(&unbound_reg);
17353         unbound_reg.live |= REG_LIVE_READ;
17354         return 0;
17355 }
17356 late_initcall(unbound_reg_init);
17357
17358 static bool is_stack_all_misc(struct bpf_verifier_env *env,
17359                               struct bpf_stack_state *stack)
17360 {
17361         u32 i;
17362
17363         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(stack->slot_type); ++i) {
17364                 if ((stack->slot_type[i] == STACK_MISC) ||
17365                     (stack->slot_type[i] == STACK_INVALID && env->allow_uninit_stack))
17366                         continue;
17367                 return false;
17368         }
17369
17370         return true;
17371 }
17372
17373 static struct bpf_reg_state *scalar_reg_for_stack(struct bpf_verifier_env *env,
17374                                                   struct bpf_stack_state *stack)
17375 {
17376         if (is_spilled_scalar_reg64(stack))
17377                 return &stack->spilled_ptr;
17378
17379         if (is_stack_all_misc(env, stack))
17380                 return &unbound_reg;
17381
17382         return NULL;
17383 }
17384
17385 static bool stacksafe(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_func_state *old,
17386                       struct bpf_func_state *cur, struct bpf_idmap *idmap,
17387                       enum exact_level exact)
17388 {
17389         int i, spi;
17390
17391         /* walk slots of the explored stack and ignore any additional
17392          * slots in the current stack, since explored(safe) state
17393          * didn't use them
17394          */
17395         for (i = 0; i < old->allocated_stack; i++) {
17396                 struct bpf_reg_state *old_reg, *cur_reg;
17397
17398                 spi = i / BPF_REG_SIZE;
17399
17400                 if (exact != NOT_EXACT &&
17401                     (i >= cur->allocated_stack ||
17402                      old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] !=
17403                      cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE]))
17404                         return false;
17405
17406                 if (!(old->stack[spi].spilled_ptr.live & REG_LIVE_READ)
17407                     && exact == NOT_EXACT) {
17408                         i += BPF_REG_SIZE - 1;
17409                         /* explored state didn't use this */
17410                         continue;
17411                 }
17412
17413                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_INVALID)
17414                         continue;
17415
17416                 if (env->allow_uninit_stack &&
17417                     old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_MISC)
17418                         continue;
17419
17420                 /* explored stack has more populated slots than current stack
17421                  * and these slots were used
17422                  */
17423                 if (i >= cur->allocated_stack)
17424                         return false;
17425
17426                 /* 64-bit scalar spill vs all slots MISC and vice versa.
17427                  * Load from all slots MISC produces unbound scalar.
17428                  * Construct a fake register for such stack and call
17429                  * regsafe() to ensure scalar ids are compared.
17430                  */
17431                 old_reg = scalar_reg_for_stack(env, &old->stack[spi]);
17432                 cur_reg = scalar_reg_for_stack(env, &cur->stack[spi]);
17433                 if (old_reg && cur_reg) {
17434                         if (!regsafe(env, old_reg, cur_reg, idmap, exact))
17435                                 return false;
17436                         i += BPF_REG_SIZE - 1;
17437                         continue;
17438                 }
17439
17440                 /* if old state was safe with misc data in the stack
17441                  * it will be safe with zero-initialized stack.
17442                  * The opposite is not true
17443                  */
17444                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_MISC &&
17445                     cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_ZERO)
17446                         continue;
17447                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] !=
17448                     cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE])
17449                         /* Ex: old explored (safe) state has STACK_SPILL in
17450                          * this stack slot, but current has STACK_MISC ->
17451                          * this verifier states are not equivalent,
17452                          * return false to continue verification of this path
17453                          */
17454                         return false;
17455                 if (i % BPF_REG_SIZE != BPF_REG_SIZE - 1)
17456                         continue;
17457                 /* Both old and cur are having same slot_type */
17458                 switch (old->stack[spi].slot_type[BPF_REG_SIZE - 1]) {
17459                 case STACK_SPILL:
17460                         /* when explored and current stack slot are both storing
17461                          * spilled registers, check that stored pointers types
17462                          * are the same as well.
17463                          * Ex: explored safe path could have stored
17464                          * (bpf_reg_state) {.type = PTR_TO_STACK, .off = -8}
17465                          * but current path has stored:
17466                          * (bpf_reg_state) {.type = PTR_TO_STACK, .off = -16}
17467                          * such verifier states are not equivalent.
17468                          * return false to continue verification of this path
17469                          */
17470                         if (!regsafe(env, &old->stack[spi].spilled_ptr,
17471                                      &cur->stack[spi].spilled_ptr, idmap, exact))
17472                                 return false;
17473                         break;
17474                 case STACK_DYNPTR:
17475                         old_reg = &old->stack[spi].spilled_ptr;
17476                         cur_reg = &cur->stack[spi].spilled_ptr;
17477                         if (old_reg->dynptr.type != cur_reg->dynptr.type ||
17478                             old_reg->dynptr.first_slot != cur_reg->dynptr.first_slot ||
17479                             !check_ids(old_reg->ref_obj_id, cur_reg->ref_obj_id, idmap))
17480                                 return false;
17481                         break;
17482                 case STACK_ITER:
17483                         old_reg = &old->stack[spi].spilled_ptr;
17484                         cur_reg = &cur->stack[spi].spilled_ptr;
17485                         /* iter.depth is not compared between states as it
17486                          * doesn't matter for correctness and would otherwise
17487                          * prevent convergence; we maintain it only to prevent
17488                          * infinite loop check triggering, see
17489                          * iter_active_depths_differ()
17490                          */
17491                         if (old_reg->iter.btf != cur_reg->iter.btf ||
17492                             old_reg->iter.btf_id != cur_reg->iter.btf_id ||
17493                             old_reg->iter.state != cur_reg->iter.state ||
17494                             /* ignore {old_reg,cur_reg}->iter.depth, see above */
17495                             !check_ids(old_reg->ref_obj_id, cur_reg->ref_obj_id, idmap))
17496                                 return false;
17497                         break;
17498                 case STACK_MISC:
17499                 case STACK_ZERO:
17500                 case STACK_INVALID:
17501                         continue;
17502                 /* Ensure that new unhandled slot types return false by default */
17503                 default:
17504                         return false;
17505                 }
17506         }
17507         return true;
17508 }
17509
17510 static bool refsafe(struct bpf_func_state *old, struct bpf_func_state *cur,
17511                     struct bpf_idmap *idmap)
17512 {
17513         int i;
17514
17515         if (old->acquired_refs != cur->acquired_refs)
17516                 return false;
17517
17518         for (i = 0; i < old->acquired_refs; i++) {
17519                 if (!check_ids(old->refs[i].id, cur->refs[i].id, idmap))
17520                         return false;
17521         }
17522
17523         return true;
17524 }
17525
17526 /* compare two verifier states
17527  *
17528  * all states stored in state_list are known to be valid, since
17529  * verifier reached 'bpf_exit' instruction through them
17530  *
17531  * this function is called when verifier exploring different branches of
17532  * execution popped from the state stack. If it sees an old state that has
17533  * more strict register state and more strict stack state then this execution
17534  * branch doesn't need to be explored further, since verifier already
17535  * concluded that more strict state leads to valid finish.
17536  *
17537  * Therefore two states are equivalent if register state is more conservative
17538  * and explored stack state is more conservative than the current one.
17539  * Example:
17540  *       explored                   current
17541  * (slot1=INV slot2=MISC) == (slot1=MISC slot2=MISC)
17542  * (slot1=MISC slot2=MISC) != (slot1=INV slot2=MISC)
17543  *
17544  * In other words if current stack state (one being explored) has more
17545  * valid slots than old one that already passed validation, it means
17546  * the verifier can stop exploring and conclude that current state is valid too
17547  *
17548  * Similarly with registers. If explored state has register type as invalid
17549  * whereas register type in current state is meaningful, it means that
17550  * the current state will reach 'bpf_exit' instruction safely
17551  */
17552 static bool func_states_equal(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_func_state *old,
17553                               struct bpf_func_state *cur, enum exact_level exact)
17554 {
17555         int i;
17556
17557         if (old->callback_depth > cur->callback_depth)
17558                 return false;
17559
17560         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
17561                 if (!regsafe(env, &old->regs[i], &cur->regs[i],
17562                              &env->idmap_scratch, exact))
17563                         return false;
17564
17565         if (!stacksafe(env, old, cur, &env->idmap_scratch, exact))
17566                 return false;
17567
17568         if (!refsafe(old, cur, &env->idmap_scratch))
17569                 return false;
17570
17571         return true;
17572 }
17573
17574 static void reset_idmap_scratch(struct bpf_verifier_env *env)
17575 {
17576         env->idmap_scratch.tmp_id_gen = env->id_gen;
17577         memset(&env->idmap_scratch.map, 0, sizeof(env->idmap_scratch.map));
17578 }
17579
17580 static bool states_equal(struct bpf_verifier_env *env,
17581                          struct bpf_verifier_state *old,
17582                          struct bpf_verifier_state *cur,
17583                          enum exact_level exact)
17584 {
17585         int i;
17586
17587         if (old->curframe != cur->curframe)
17588                 return false;
17589
17590         reset_idmap_scratch(env);
17591
17592         /* Verification state from speculative execution simulation
17593          * must never prune a non-speculative execution one.
17594          */
17595         if (old->speculative && !cur->speculative)
17596                 return false;
17597
17598         if (old->active_lock.ptr != cur->active_lock.ptr)
17599                 return false;
17600
17601         /* Old and cur active_lock's have to be either both present
17602          * or both absent.
17603          */
17604         if (!!old->active_lock.id != !!cur->active_lock.id)
17605                 return false;
17606
17607         if (old->active_lock.id &&
17608             !check_ids(old->active_lock.id, cur->active_lock.id, &env->idmap_scratch))
17609                 return false;
17610
17611         if (old->active_rcu_lock != cur->active_rcu_lock)
17612                 return false;
17613
17614         if (old->active_preempt_lock != cur->active_preempt_lock)
17615                 return false;
17616
17617         if (old->in_sleepable != cur->in_sleepable)
17618                 return false;
17619
17620         /* for states to be equal callsites have to be the same
17621          * and all frame states need to be equivalent
17622          */
17623         for (i = 0; i <= old->curframe; i++) {
17624                 if (old->frame[i]->callsite != cur->frame[i]->callsite)
17625                         return false;
17626                 if (!func_states_equal(env, old->frame[i], cur->frame[i], exact))
17627                         return false;
17628         }
17629         return true;
17630 }
17631
17632 /* Return 0 if no propagation happened. Return negative error code if error
17633  * happened. Otherwise, return the propagated bit.
17634  */
17635 static int propagate_liveness_reg(struct bpf_verifier_env *env,
17636                                   struct bpf_reg_state *reg,
17637                                   struct bpf_reg_state *parent_reg)
17638 {
17639         u8 parent_flag = parent_reg->live & REG_LIVE_READ;
17640         u8 flag = reg->live & REG_LIVE_READ;
17641         int err;
17642
17643         /* When comes here, read flags of PARENT_REG or REG could be any of
17644          * REG_LIVE_READ64, REG_LIVE_READ32, REG_LIVE_NONE. There is no need
17645          * of propagation if PARENT_REG has strongest REG_LIVE_READ64.
17646          */
17647         if (parent_flag == REG_LIVE_READ64 ||
17648             /* Or if there is no read flag from REG. */
17649             !flag ||
17650             /* Or if the read flag from REG is the same as PARENT_REG. */
17651             parent_flag == flag)
17652                 return 0;
17653
17654         err = mark_reg_read(env, reg, parent_reg, flag);
17655         if (err)
17656                 return err;
17657
17658         return flag;
17659 }
17660
17661 /* A write screens off any subsequent reads; but write marks come from the
17662  * straight-line code between a state and its parent.  When we arrive at an
17663  * equivalent state (jump target or such) we didn't arrive by the straight-line
17664  * code, so read marks in the state must propagate to the parent regardless
17665  * of the state's write marks. That's what 'parent == state->parent' comparison
17666  * in mark_reg_read() is for.
17667  */
17668 static int propagate_liveness(struct bpf_verifier_env *env,
17669                               const struct bpf_verifier_state *vstate,
17670                               struct bpf_verifier_state *vparent)
17671 {
17672         struct bpf_reg_state *state_reg, *parent_reg;
17673         struct bpf_func_state *state, *parent;
17674         int i, frame, err = 0;
17675
17676         if (vparent->curframe != vstate->curframe) {
17677                 WARN(1, "propagate_live: parent frame %d current frame %d\n",
17678                      vparent->curframe, vstate->curframe);
17679                 return -EFAULT;
17680         }
17681         /* Propagate read liveness of registers... */
17682         BUILD_BUG_ON(BPF_REG_FP + 1 != MAX_BPF_REG);
17683         for (frame = 0; frame <= vstate->curframe; frame++) {
17684                 parent = vparent->frame[frame];
17685                 state = vstate->frame[frame];
17686                 parent_reg = parent->regs;
17687                 state_reg = state->regs;
17688                 /* We don't need to worry about FP liveness, it's read-only */
17689                 for (i = frame < vstate->curframe ? BPF_REG_6 : 0; i < BPF_REG_FP; i++) {
17690                         err = propagate_liveness_reg(env, &state_reg[i],
17691                                                      &parent_reg[i]);
17692                         if (err < 0)
17693                                 return err;
17694                         if (err == REG_LIVE_READ64)
17695                                 mark_insn_zext(env, &parent_reg[i]);
17696                 }
17697
17698                 /* Propagate stack slots. */
17699                 for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE &&
17700                             i < parent->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
17701                         parent_reg = &parent->stack[i].spilled_ptr;
17702                         state_reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
17703                         err = propagate_liveness_reg(env, state_reg,
17704                                                      parent_reg);
17705                         if (err < 0)
17706                                 return err;
17707                 }
17708         }
17709         return 0;
17710 }
17711
17712 /* find precise scalars in the previous equivalent state and
17713  * propagate them into the current state
17714  */
17715 static int propagate_precision(struct bpf_verifier_env *env,
17716                                const struct bpf_verifier_state *old)
17717 {
17718         struct bpf_reg_state *state_reg;
17719         struct bpf_func_state *state;
17720         int i, err = 0, fr;
17721         bool first;
17722
17723         for (fr = old->curframe; fr >= 0; fr--) {
17724                 state = old->frame[fr];
17725                 state_reg = state->regs;
17726                 first = true;
17727                 for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++, state_reg++) {
17728                         if (state_reg->type != SCALAR_VALUE ||
17729                             !state_reg->precise ||
17730                             !(state_reg->live & REG_LIVE_READ))
17731                                 continue;
17732                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
17733                                 if (first)
17734                                         verbose(env, "frame %d: propagating r%d", fr, i);
17735                                 else
17736                                         verbose(env, ",r%d", i);
17737                         }
17738                         bt_set_frame_reg(&env->bt, fr, i);
17739                         first = false;
17740                 }
17741
17742                 for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
17743                         if (!is_spilled_reg(&state->stack[i]))
17744                                 continue;
17745                         state_reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
17746                         if (state_reg->type != SCALAR_VALUE ||
17747                             !state_reg->precise ||
17748                             !(state_reg->live & REG_LIVE_READ))
17749                                 continue;
17750                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
17751                                 if (first)
17752                                         verbose(env, "frame %d: propagating fp%d",
17753                                                 fr, (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
17754                                 else
17755                                         verbose(env, ",fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
17756                         }
17757                         bt_set_frame_slot(&env->bt, fr, i);
17758                         first = false;
17759                 }
17760                 if (!first)
17761                         verbose(env, "\n");
17762         }
17763
17764         err = mark_chain_precision_batch(env);
17765         if (err < 0)
17766                 return err;
17767
17768         return 0;
17769 }
17770
17771 static bool states_maybe_looping(struct bpf_verifier_state *old,
17772                                  struct bpf_verifier_state *cur)
17773 {
17774         struct bpf_func_state *fold, *fcur;
17775         int i, fr = cur->curframe;
17776
17777         if (old->curframe != fr)
17778                 return false;
17779
17780         fold = old->frame[fr];
17781         fcur = cur->frame[fr];
17782         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
17783                 if (memcmp(&fold->regs[i], &fcur->regs[i],
17784                            offsetof(struct bpf_reg_state, parent)))
17785                         return false;
17786         return true;
17787 }
17788
17789 static bool is_iter_next_insn(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
17790 {
17791         return env->insn_aux_data[insn_idx].is_iter_next;
17792 }
17793
17794 /* is_state_visited() handles iter_next() (see process_iter_next_call() for
17795  * terminology) calls specially: as opposed to bounded BPF loops, it *expects*
17796  * states to match, which otherwise would look like an infinite loop. So while
17797  * iter_next() calls are taken care of, we still need to be careful and
17798  * prevent erroneous and too eager declaration of "ininite loop", when
17799  * iterators are involved.
17800  *
17801  * Here's a situation in pseudo-BPF assembly form:
17802  *
17803  *   0: again:                          ; set up iter_next() call args
17804  *   1:   r1 = &it                      ; <CHECKPOINT HERE>
17805  *   2:   call bpf_iter_num_next        ; this is iter_next() call
17806  *   3:   if r0 == 0 goto done
17807  *   4:   ... something useful here ...
17808  *   5:   goto again                    ; another iteration
17809  *   6: done:
17810  *   7:   r1 = &it
17811  *   8:   call bpf_iter_num_destroy     ; clean up iter state
17812  *   9:   exit
17813  *
17814  * This is a typical loop. Let's assume that we have a prune point at 1:,
17815  * before we get to `call bpf_iter_num_next` (e.g., because of that `goto
17816  * again`, assuming other heuristics don't get in a way).
17817  *
17818  * When we first time come to 1:, let's say we have some state X. We proceed
17819  * to 2:, fork states, enqueue ACTIVE, validate NULL case successfully, exit.
17820  * Now we come back to validate that forked ACTIVE state. We proceed through
17821  * 3-5, come to goto, jump to 1:. Let's assume our state didn't change, so we
17822  * are converging. But the problem is that we don't know that yet, as this
17823  * convergence has to happen at iter_next() call site only. So if nothing is
17824  * done, at 1: verifier will use bounded loop logic and declare infinite
17825  * looping (and would be *technically* correct, if not for iterator's
17826  * "eventual sticky NULL" contract, see process_iter_next_call()). But we
17827  * don't want that. So what we do in process_iter_next_call() when we go on
17828  * another ACTIVE iteration, we bump slot->iter.depth, to mark that it's
17829  * a different iteration. So when we suspect an infinite loop, we additionally
17830  * check if any of the *ACTIVE* iterator states depths differ. If yes, we
17831  * pretend we are not looping and wait for next iter_next() call.
17832  *
17833  * This only applies to ACTIVE state. In DRAINED state we don't expect to
17834  * loop, because that would actually mean infinite loop, as DRAINED state is
17835  * "sticky", and so we'll keep returning into the same instruction with the
17836  * same state (at least in one of possible code paths).
17837  *
17838  * This approach allows to keep infinite loop heuristic even in the face of
17839  * active iterator. E.g., C snippet below is and will be detected as
17840  * inifintely looping:
17841  *
17842  *   struct bpf_iter_num it;
17843  *   int *p, x;
17844  *
17845  *   bpf_iter_num_new(&it, 0, 10);
17846  *   while ((p = bpf_iter_num_next(&t))) {
17847  *       x = p;
17848  *       while (x--) {} // <<-- infinite loop here
17849  *   }
17850  *
17851  */
17852 static bool iter_active_depths_differ(struct bpf_verifier_state *old, struct bpf_verifier_state *cur)
17853 {
17854         struct bpf_reg_state *slot, *cur_slot;
17855         struct bpf_func_state *state;
17856         int i, fr;
17857
17858         for (fr = old->curframe; fr >= 0; fr--) {
17859                 state = old->frame[fr];
17860                 for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
17861                         if (state->stack[i].slot_type[0] != STACK_ITER)
17862                                 continue;
17863
17864                         slot = &state->stack[i].spilled_ptr;
17865                         if (slot->iter.state != BPF_ITER_STATE_ACTIVE)
17866                                 continue;
17867
17868                         cur_slot = &cur->frame[fr]->stack[i].spilled_ptr;
17869                         if (cur_slot->iter.depth != slot->iter.depth)
17870                                 return true;
17871                 }
17872         }
17873         return false;
17874 }
17875
17876 static int is_state_visited(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
17877 {
17878         struct bpf_verifier_state_list *new_sl;
17879         struct bpf_verifier_state_list *sl, **pprev;
17880         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state, *new, *loop_entry;
17881         int i, j, n, err, states_cnt = 0;
17882         bool force_new_state = env->test_state_freq || is_force_checkpoint(env, insn_idx);
17883         bool add_new_state = force_new_state;
17884         bool force_exact;
17885
17886         /* bpf progs typically have pruning point every 4 instructions
17887          * http://vger.kernel.org/bpfconf2019.html#session-1
17888          * Do not add new state for future pruning if the verifier hasn't seen
17889          * at least 2 jumps and at least 8 instructions.
17890          * This heuristics helps decrease 'total_states' and 'peak_states' metric.
17891          * In tests that amounts to up to 50% reduction into total verifier
17892          * memory consumption and 20% verifier time speedup.
17893          */
17894         if (env->jmps_processed - env->prev_jmps_processed >= 2 &&
17895             env->insn_processed - env->prev_insn_processed >= 8)
17896                 add_new_state = true;
17897
17898         pprev = explored_state(env, insn_idx);
17899         sl = *pprev;
17900
17901         clean_live_states(env, insn_idx, cur);
17902
17903         while (sl) {
17904                 states_cnt++;
17905                 if (sl->state.insn_idx != insn_idx)
17906                         goto next;
17907
17908                 if (sl->state.branches) {
17909                         struct bpf_func_state *frame = sl->state.frame[sl->state.curframe];
17910
17911                         if (frame->in_async_callback_fn &&
17912                             frame->async_entry_cnt != cur->frame[cur->curframe]->async_entry_cnt) {
17913                                 /* Different async_entry_cnt means that the verifier is
17914                                  * processing another entry into async callback.
17915                                  * Seeing the same state is not an indication of infinite
17916                                  * loop or infinite recursion.
17917                                  * But finding the same state doesn't mean that it's safe
17918                                  * to stop processing the current state. The previous state
17919                                  * hasn't yet reached bpf_exit, since state.branches > 0.
17920                                  * Checking in_async_callback_fn alone is not enough either.
17921                                  * Since the verifier still needs to catch infinite loops
17922                                  * inside async callbacks.
17923                                  */
17924                                 goto skip_inf_loop_check;
17925                         }
17926                         /* BPF open-coded iterators loop detection is special.
17927                          * states_maybe_looping() logic is too simplistic in detecting
17928                          * states that *might* be equivalent, because it doesn't know
17929                          * about ID remapping, so don't even perform it.
17930                          * See process_iter_next_call() and iter_active_depths_differ()
17931                          * for overview of the logic. When current and one of parent
17932                          * states are detected as equivalent, it's a good thing: we prove
17933                          * convergence and can stop simulating further iterations.
17934                          * It's safe to assume that iterator loop will finish, taking into
17935                          * account iter_next() contract of eventually returning
17936                          * sticky NULL result.
17937                          *
17938                          * Note, that states have to be compared exactly in this case because
17939                          * read and precision marks might not be finalized inside the loop.
17940                          * E.g. as in the program below:
17941                          *
17942                          *     1. r7 = -16
17943                          *     2. r6 = bpf_get_prandom_u32()
17944                          *     3. while (bpf_iter_num_next(&fp[-8])) {
17945                          *     4.   if (r6 != 42) {
17946                          *     5.     r7 = -32
17947                          *     6.     r6 = bpf_get_prandom_u32()
17948                          *     7.     continue
17949                          *     8.   }
17950                          *     9.   r0 = r10
17951                          *    10.   r0 += r7
17952                          *    11.   r8 = *(u64 *)(r0 + 0)
17953                          *    12.   r6 = bpf_get_prandom_u32()
17954                          *    13. }
17955                          *
17956                          * Here verifier would first visit path 1-3, create a checkpoint at 3
17957                          * with r7=-16, continue to 4-7,3. Existing checkpoint at 3 does
17958                          * not have read or precision mark for r7 yet, thus inexact states
17959                          * comparison would discard current state with r7=-32
17960                          * => unsafe memory access at 11 would not be caught.
17961                          */
17962                         if (is_iter_next_insn(env, insn_idx)) {
17963                                 if (states_equal(env, &sl->state, cur, RANGE_WITHIN)) {
17964                                         struct bpf_func_state *cur_frame;
17965                                         struct bpf_reg_state *iter_state, *iter_reg;
17966                                         int spi;
17967
17968                                         cur_frame = cur->frame[cur->curframe];
17969                                         /* btf_check_iter_kfuncs() enforces that
17970                                          * iter state pointer is always the first arg
17971                                          */
17972                                         iter_reg = &cur_frame->regs[BPF_REG_1];
17973                                         /* current state is valid due to states_equal(),
17974                                          * so we can assume valid iter and reg state,
17975                                          * no need for extra (re-)validations
17976                                          */
17977                                         spi = __get_spi(iter_reg->off + iter_reg->var_off.value);
17978                                         iter_state = &func(env, iter_reg)->stack[spi].spilled_ptr;
17979                                         if (iter_state->iter.state == BPF_ITER_STATE_ACTIVE) {
17980                                                 update_loop_entry(cur, &sl->state);
17981                                                 goto hit;
17982                                         }
17983                                 }
17984                                 goto skip_inf_loop_check;
17985                         }
17986                         if (is_may_goto_insn_at(env, insn_idx)) {
17987                                 if (sl->state.may_goto_depth != cur->may_goto_depth &&
17988                                     states_equal(env, &sl->state, cur, RANGE_WITHIN)) {
17989                                         update_loop_entry(cur, &sl->state);
17990                                         goto hit;
17991                                 }
17992                         }
17993                         if (calls_callback(env, insn_idx)) {
17994                                 if (states_equal(env, &sl->state, cur, RANGE_WITHIN))
17995                                         goto hit;
17996                                 goto skip_inf_loop_check;
17997                         }
17998                         /* attempt to detect infinite loop to avoid unnecessary doomed work */
17999                         if (states_maybe_looping(&sl->state, cur) &&
18000                             states_equal(env, &sl->state, cur, EXACT) &&
18001                             !iter_active_depths_differ(&sl->state, cur) &&
18002                             sl->state.may_goto_depth == cur->may_goto_depth &&
18003                             sl->state.callback_unroll_depth == cur->callback_unroll_depth) {
18004                                 verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
18005                                 verbose(env, "infinite loop detected at insn %d\n", insn_idx);
18006                                 verbose(env, "cur state:");
18007                                 print_verifier_state(env, cur->frame[cur->curframe], true);
18008                                 verbose(env, "old state:");
18009                                 print_verifier_state(env, sl->state.frame[cur->curframe], true);
18010                                 return -EINVAL;
18011                         }
18012                         /* if the verifier is processing a loop, avoid adding new state
18013                          * too often, since different loop iterations have distinct
18014                          * states and may not help future pruning.
18015                          * This threshold shouldn't be too low to make sure that
18016                          * a loop with large bound will be rejected quickly.
18017                          * The most abusive loop will be:
18018                          * r1 += 1
18019                          * if r1 < 1000000 goto pc-2
18020                          * 1M insn_procssed limit / 100 == 10k peak states.
18021                          * This threshold shouldn't be too high either, since states
18022                          * at the end of the loop are likely to be useful in pruning.
18023                          */
18024 skip_inf_loop_check:
18025                         if (!force_new_state &&
18026                             env->jmps_processed - env->prev_jmps_processed < 20 &&
18027                             env->insn_processed - env->prev_insn_processed < 100)
18028                                 add_new_state = false;
18029                         goto miss;
18030                 }
18031                 /* If sl->state is a part of a loop and this loop's entry is a part of
18032                  * current verification path then states have to be compared exactly.
18033                  * 'force_exact' is needed to catch the following case:
18034                  *
18035                  *                initial     Here state 'succ' was processed first,
18036                  *                  |         it was eventually tracked to produce a
18037                  *                  V         state identical to 'hdr'.
18038                  *     .---------> hdr        All branches from 'succ' had been explored
18039                  *     |            |         and thus 'succ' has its .branches == 0.
18040                  *     |            V
18041                  *     |    .------...        Suppose states 'cur' and 'succ' correspond
18042                  *     |    |       |         to the same instruction + callsites.
18043                  *     |    V       V         In such case it is necessary to check
18044                  *     |   ...     ...        if 'succ' and 'cur' are states_equal().
18045                  *     |    |       |         If 'succ' and 'cur' are a part of the
18046                  *     |    V       V         same loop exact flag has to be set.
18047                  *     |   succ <- cur        To check if that is the case, verify
18048                  *     |    |                 if loop entry of 'succ' is in current
18049                  *     |    V                 DFS path.
18050                  *     |   ...
18051                  *     |    |
18052                  *     '----'
18053                  *
18054                  * Additional details are in the comment before get_loop_entry().
18055                  */
18056                 loop_entry = get_loop_entry(&sl->state);
18057                 force_exact = loop_entry && loop_entry->branches > 0;
18058                 if (states_equal(env, &sl->state, cur, force_exact ? RANGE_WITHIN : NOT_EXACT)) {
18059                         if (force_exact)
18060                                 update_loop_entry(cur, loop_entry);
18061 hit:
18062                         sl->hit_cnt++;
18063                         /* reached equivalent register/stack state,
18064                          * prune the search.
18065                          * Registers read by the continuation are read by us.
18066                          * If we have any write marks in env->cur_state, they
18067                          * will prevent corresponding reads in the continuation
18068                          * from reaching our parent (an explored_state).  Our
18069                          * own state will get the read marks recorded, but
18070                          * they'll be immediately forgotten as we're pruning
18071                          * this state and will pop a new one.
18072                          */
18073                         err = propagate_liveness(env, &sl->state, cur);
18074
18075                         /* if previous state reached the exit with precision and
18076                          * current state is equivalent to it (except precision marks)
18077                          * the precision needs to be propagated back in
18078                          * the current state.
18079                          */
18080                         if (is_jmp_point(env, env->insn_idx))
18081                                 err = err ? : push_jmp_history(env, cur, 0, 0);
18082                         err = err ? : propagate_precision(env, &sl->state);
18083                         if (err)
18084                                 return err;
18085                         return 1;
18086                 }
18087 miss:
18088                 /* when new state is not going to be added do not increase miss count.
18089                  * Otherwise several loop iterations will remove the state
18090                  * recorded earlier. The goal of these heuristics is to have
18091                  * states from some iterations of the loop (some in the beginning
18092                  * and some at the end) to help pruning.
18093                  */
18094                 if (add_new_state)
18095                         sl->miss_cnt++;
18096                 /* heuristic to determine whether this state is beneficial
18097                  * to keep checking from state equivalence point of view.
18098                  * Higher numbers increase max_states_per_insn and verification time,
18099                  * but do not meaningfully decrease insn_processed.
18100                  * 'n' controls how many times state could miss before eviction.
18101                  * Use bigger 'n' for checkpoints because evicting checkpoint states
18102                  * too early would hinder iterator convergence.
18103                  */
18104                 n = is_force_checkpoint(env, insn_idx) && sl->state.branches > 0 ? 64 : 3;
18105                 if (sl->miss_cnt > sl->hit_cnt * n + n) {
18106                         /* the state is unlikely to be useful. Remove it to
18107                          * speed up verification
18108                          */
18109                         *pprev = sl->next;
18110                         if (sl->state.frame[0]->regs[0].live & REG_LIVE_DONE &&
18111                             !sl->state.used_as_loop_entry) {
18112                                 u32 br = sl->state.branches;
18113
18114                                 WARN_ONCE(br,
18115                                           "BUG live_done but branches_to_explore %d\n",
18116                                           br);
18117                                 free_verifier_state(&sl->state, false);
18118                                 kfree(sl);
18119                                 env->peak_states--;
18120                         } else {
18121                                 /* cannot free this state, since parentage chain may
18122                                  * walk it later. Add it for free_list instead to
18123                                  * be freed at the end of verification
18124                                  */
18125                                 sl->next = env->free_list;
18126                                 env->free_list = sl;
18127                         }
18128                         sl = *pprev;
18129                         continue;
18130                 }
18131 next:
18132                 pprev = &sl->next;
18133                 sl = *pprev;
18134         }
18135
18136         if (env->max_states_per_insn < states_cnt)
18137                 env->max_states_per_insn = states_cnt;
18138
18139         if (!env->bpf_capable && states_cnt > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_STATES)
18140                 return 0;
18141
18142         if (!add_new_state)
18143                 return 0;
18144
18145         /* There were no equivalent states, remember the current one.
18146          * Technically the current state is not proven to be safe yet,
18147          * but it will either reach outer most bpf_exit (which means it's safe)
18148          * or it will be rejected. When there are no loops the verifier won't be
18149          * seeing this tuple (frame[0].callsite, frame[1].callsite, .. insn_idx)
18150          * again on the way to bpf_exit.
18151          * When looping the sl->state.branches will be > 0 and this state
18152          * will not be considered for equivalence until branches == 0.
18153          */
18154         new_sl = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_state_list), GFP_KERNEL);
18155         if (!new_sl)
18156                 return -ENOMEM;
18157         env->total_states++;
18158         env->peak_states++;
18159         env->prev_jmps_processed = env->jmps_processed;
18160         env->prev_insn_processed = env->insn_processed;
18161
18162         /* forget precise markings we inherited, see __mark_chain_precision */
18163         if (env->bpf_capable)
18164                 mark_all_scalars_imprecise(env, cur);
18165
18166         /* add new state to the head of linked list */
18167         new = &new_sl->state;
18168         err = copy_verifier_state(new, cur);
18169         if (err) {
18170                 free_verifier_state(new, false);
18171                 kfree(new_sl);
18172                 return err;
18173         }
18174         new->insn_idx = insn_idx;
18175         WARN_ONCE(new->branches != 1,
18176                   "BUG is_state_visited:branches_to_explore=%d insn %d\n", new->branches, insn_idx);
18177
18178         cur->parent = new;
18179         cur->first_insn_idx = insn_idx;
18180         cur->dfs_depth = new->dfs_depth + 1;
18181         clear_jmp_history(cur);
18182         new_sl->next = *explored_state(env, insn_idx);
18183         *explored_state(env, insn_idx) = new_sl;
18184         /* connect new state to parentage chain. Current frame needs all
18185          * registers connected. Only r6 - r9 of the callers are alive (pushed
18186          * to the stack implicitly by JITs) so in callers' frames connect just
18187          * r6 - r9 as an optimization. Callers will have r1 - r5 connected to
18188          * the state of the call instruction (with WRITTEN set), and r0 comes
18189          * from callee with its full parentage chain, anyway.
18190          */
18191         /* clear write marks in current state: the writes we did are not writes
18192          * our child did, so they don't screen off its reads from us.
18193          * (There are no read marks in current state, because reads always mark
18194          * their parent and current state never has children yet.  Only
18195          * explored_states can get read marks.)
18196          */
18197         for (j = 0; j <= cur->curframe; j++) {
18198                 for (i = j < cur->curframe ? BPF_REG_6 : 0; i < BPF_REG_FP; i++)
18199                         cur->frame[j]->regs[i].parent = &new->frame[j]->regs[i];
18200                 for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++)
18201                         cur->frame[j]->regs[i].live = REG_LIVE_NONE;
18202         }
18203
18204         /* all stack frames are accessible from callee, clear them all */
18205         for (j = 0; j <= cur->curframe; j++) {
18206                 struct bpf_func_state *frame = cur->frame[j];
18207                 struct bpf_func_state *newframe = new->frame[j];
18208
18209                 for (i = 0; i < frame->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
18210                         frame->stack[i].spilled_ptr.live = REG_LIVE_NONE;
18211                         frame->stack[i].spilled_ptr.parent =
18212                                                 &newframe->stack[i].spilled_ptr;
18213                 }
18214         }
18215         return 0;
18216 }
18217
18218 /* Return true if it's OK to have the same insn return a different type. */
18219 static bool reg_type_mismatch_ok(enum bpf_reg_type type)
18220 {
18221         switch (base_type(type)) {
18222         case PTR_TO_CTX:
18223         case PTR_TO_SOCKET:
18224         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
18225         case PTR_TO_TCP_SOCK:
18226         case PTR_TO_XDP_SOCK:
18227         case PTR_TO_BTF_ID:
18228         case PTR_TO_ARENA:
18229                 return false;
18230         default:
18231                 return true;
18232         }
18233 }
18234
18235 /* If an instruction was previously used with particular pointer types, then we
18236  * need to be careful to avoid cases such as the below, where it may be ok
18237  * for one branch accessing the pointer, but not ok for the other branch:
18238  *
18239  * R1 = sock_ptr
18240  * goto X;
18241  * ...
18242  * R1 = some_other_valid_ptr;
18243  * goto X;
18244  * ...
18245  * R2 = *(u32 *)(R1 + 0);
18246  */
18247 static bool reg_type_mismatch(enum bpf_reg_type src, enum bpf_reg_type prev)
18248 {
18249         return src != prev && (!reg_type_mismatch_ok(src) ||
18250                                !reg_type_mismatch_ok(prev));
18251 }
18252
18253 static int save_aux_ptr_type(struct bpf_verifier_env *env, enum bpf_reg_type type,
18254                              bool allow_trust_mismatch)
18255 {
18256         enum bpf_reg_type *prev_type = &env->insn_aux_data[env->insn_idx].ptr_type;
18257
18258         if (*prev_type == NOT_INIT) {
18259                 /* Saw a valid insn
18260                  * dst_reg = *(u32 *)(src_reg + off)
18261                  * save type to validate intersecting paths
18262                  */
18263                 *prev_type = type;
18264         } else if (reg_type_mismatch(type, *prev_type)) {
18265                 /* Abuser program is trying to use the same insn
18266                  * dst_reg = *(u32*) (src_reg + off)
18267                  * with different pointer types:
18268                  * src_reg == ctx in one branch and
18269                  * src_reg == stack|map in some other branch.
18270                  * Reject it.
18271                  */
18272                 if (allow_trust_mismatch &&
18273                     base_type(type) == PTR_TO_BTF_ID &&
18274                     base_type(*prev_type) == PTR_TO_BTF_ID) {
18275                         /*
18276                          * Have to support a use case when one path through
18277                          * the program yields TRUSTED pointer while another
18278                          * is UNTRUSTED. Fallback to UNTRUSTED to generate
18279                          * BPF_PROBE_MEM/BPF_PROBE_MEMSX.
18280                          */
18281                         *prev_type = PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED;
18282                 } else {
18283                         verbose(env, "same insn cannot be used with different pointers\n");
18284                         return -EINVAL;
18285                 }
18286         }
18287
18288         return 0;
18289 }
18290
18291 static int do_check(struct bpf_verifier_env *env)
18292 {
18293         bool pop_log = !(env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2);
18294         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
18295         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
18296         struct bpf_reg_state *regs;
18297         int insn_cnt = env->prog->len;
18298         bool do_print_state = false;
18299         int prev_insn_idx = -1;
18300
18301         for (;;) {
18302                 bool exception_exit = false;
18303                 struct bpf_insn *insn;
18304                 u8 class;
18305                 int err;
18306
18307                 /* reset current history entry on each new instruction */
18308                 env->cur_hist_ent = NULL;
18309
18310                 env->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
18311                 if (env->insn_idx >= insn_cnt) {
18312                         verbose(env, "invalid insn idx %d insn_cnt %d\n",
18313                                 env->insn_idx, insn_cnt);
18314                         return -EFAULT;
18315                 }
18316
18317                 insn = &insns[env->insn_idx];
18318                 class = BPF_CLASS(insn->code);
18319
18320                 if (++env->insn_processed > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_INSNS) {
18321                         verbose(env,
18322                                 "BPF program is too large. Processed %d insn\n",
18323                                 env->insn_processed);
18324                         return -E2BIG;
18325                 }
18326
18327                 state->last_insn_idx = env->prev_insn_idx;
18328
18329                 if (is_prune_point(env, env->insn_idx)) {
18330                         err = is_state_visited(env, env->insn_idx);
18331                         if (err < 0)
18332                                 return err;
18333                         if (err == 1) {
18334                                 /* found equivalent state, can prune the search */
18335                                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
18336                                         if (do_print_state)
18337                                                 verbose(env, "\nfrom %d to %d%s: safe\n",
18338                                                         env->prev_insn_idx, env->insn_idx,
18339                                                         env->cur_state->speculative ?
18340                                                         " (speculative execution)" : "");
18341                                         else
18342                                                 verbose(env, "%d: safe\n", env->insn_idx);
18343                                 }
18344                                 goto process_bpf_exit;
18345                         }
18346                 }
18347
18348                 if (is_jmp_point(env, env->insn_idx)) {
18349                         err = push_jmp_history(env, state, 0, 0);
18350                         if (err)
18351                                 return err;
18352                 }
18353
18354                 if (signal_pending(current))
18355                         return -EAGAIN;
18356
18357                 if (need_resched())
18358                         cond_resched();
18359
18360                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2 && do_print_state) {
18361                         verbose(env, "\nfrom %d to %d%s:",
18362                                 env->prev_insn_idx, env->insn_idx,
18363                                 env->cur_state->speculative ?
18364                                 " (speculative execution)" : "");
18365                         print_verifier_state(env, state->frame[state->curframe], true);
18366                         do_print_state = false;
18367                 }
18368
18369                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
18370                         const struct bpf_insn_cbs cbs = {
18371                                 .cb_call        = disasm_kfunc_name,
18372                                 .cb_print       = verbose,
18373                                 .private_data   = env,
18374                         };
18375
18376                         if (verifier_state_scratched(env))
18377                                 print_insn_state(env, state->frame[state->curframe]);
18378
18379                         verbose_linfo(env, env->insn_idx, "; ");
18380                         env->prev_log_pos = env->log.end_pos;
18381                         verbose(env, "%d: ", env->insn_idx);
18382                         print_bpf_insn(&cbs, insn, env->allow_ptr_leaks);
18383                         env->prev_insn_print_pos = env->log.end_pos - env->prev_log_pos;
18384                         env->prev_log_pos = env->log.end_pos;
18385                 }
18386
18387                 if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux)) {
18388                         err = bpf_prog_offload_verify_insn(env, env->insn_idx,
18389                                                            env->prev_insn_idx);
18390                         if (err)
18391                                 return err;
18392                 }
18393
18394                 regs = cur_regs(env);
18395                 sanitize_mark_insn_seen(env);
18396                 prev_insn_idx = env->insn_idx;
18397
18398                 if (class == BPF_ALU || class == BPF_ALU64) {
18399                         err = check_alu_op(env, insn);
18400                         if (err)
18401                                 return err;
18402
18403                 } else if (class == BPF_LDX) {
18404                         enum bpf_reg_type src_reg_type;
18405
18406                         /* check for reserved fields is already done */
18407
18408                         /* check src operand */
18409                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
18410                         if (err)
18411                                 return err;
18412
18413                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
18414                         if (err)
18415                                 return err;
18416
18417                         src_reg_type = regs[insn->src_reg].type;
18418
18419                         /* check that memory (src_reg + off) is readable,
18420                          * the state of dst_reg will be updated by this func
18421                          */
18422                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->src_reg,
18423                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
18424                                                BPF_READ, insn->dst_reg, false,
18425                                                BPF_MODE(insn->code) == BPF_MEMSX);
18426                         err = err ?: save_aux_ptr_type(env, src_reg_type, true);
18427                         err = err ?: reg_bounds_sanity_check(env, &regs[insn->dst_reg], "ldx");
18428                         if (err)
18429                                 return err;
18430                 } else if (class == BPF_STX) {
18431                         enum bpf_reg_type dst_reg_type;
18432
18433                         if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ATOMIC) {
18434                                 err = check_atomic(env, env->insn_idx, insn);
18435                                 if (err)
18436                                         return err;
18437                                 env->insn_idx++;
18438                                 continue;
18439                         }
18440
18441                         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM || insn->imm != 0) {
18442                                 verbose(env, "BPF_STX uses reserved fields\n");
18443                                 return -EINVAL;
18444                         }
18445
18446                         /* check src1 operand */
18447                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
18448                         if (err)
18449                                 return err;
18450                         /* check src2 operand */
18451                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
18452                         if (err)
18453                                 return err;
18454
18455                         dst_reg_type = regs[insn->dst_reg].type;
18456
18457                         /* check that memory (dst_reg + off) is writeable */
18458                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->dst_reg,
18459                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
18460                                                BPF_WRITE, insn->src_reg, false, false);
18461                         if (err)
18462                                 return err;
18463
18464                         err = save_aux_ptr_type(env, dst_reg_type, false);
18465                         if (err)
18466                                 return err;
18467                 } else if (class == BPF_ST) {
18468                         enum bpf_reg_type dst_reg_type;
18469
18470                         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM ||
18471                             insn->src_reg != BPF_REG_0) {
18472                                 verbose(env, "BPF_ST uses reserved fields\n");
18473                                 return -EINVAL;
18474                         }
18475                         /* check src operand */
18476                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
18477                         if (err)
18478                                 return err;
18479
18480                         dst_reg_type = regs[insn->dst_reg].type;
18481
18482                         /* check that memory (dst_reg + off) is writeable */
18483                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->dst_reg,
18484                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
18485                                                BPF_WRITE, -1, false, false);
18486                         if (err)
18487                                 return err;
18488
18489                         err = save_aux_ptr_type(env, dst_reg_type, false);
18490                         if (err)
18491                                 return err;
18492                 } else if (class == BPF_JMP || class == BPF_JMP32) {
18493                         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
18494
18495                         env->jmps_processed++;
18496                         if (opcode == BPF_CALL) {
18497                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
18498                                     (insn->src_reg != BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL
18499                                      && insn->off != 0) ||
18500                                     (insn->src_reg != BPF_REG_0 &&
18501                                      insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL &&
18502                                      insn->src_reg != BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL) ||
18503                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
18504                                     class == BPF_JMP32) {
18505                                         verbose(env, "BPF_CALL uses reserved fields\n");
18506                                         return -EINVAL;
18507                                 }
18508
18509                                 if (env->cur_state->active_lock.ptr) {
18510                                         if ((insn->src_reg == BPF_REG_0 && insn->imm != BPF_FUNC_spin_unlock) ||
18511                                             (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL &&
18512                                              (insn->off != 0 || !is_bpf_graph_api_kfunc(insn->imm)))) {
18513                                                 verbose(env, "function calls are not allowed while holding a lock\n");
18514                                                 return -EINVAL;
18515                                         }
18516                                 }
18517                                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL) {
18518                                         err = check_func_call(env, insn, &env->insn_idx);
18519                                 } else if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL) {
18520                                         err = check_kfunc_call(env, insn, &env->insn_idx);
18521                                         if (!err && is_bpf_throw_kfunc(insn)) {
18522                                                 exception_exit = true;
18523                                                 goto process_bpf_exit_full;
18524                                         }
18525                                 } else {
18526                                         err = check_helper_call(env, insn, &env->insn_idx);
18527                                 }
18528                                 if (err)
18529                                         return err;
18530
18531                                 mark_reg_scratched(env, BPF_REG_0);
18532                         } else if (opcode == BPF_JA) {
18533                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
18534                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
18535                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
18536                                     (class == BPF_JMP && insn->imm != 0) ||
18537                                     (class == BPF_JMP32 && insn->off != 0)) {
18538                                         verbose(env, "BPF_JA uses reserved fields\n");
18539                                         return -EINVAL;
18540                                 }
18541
18542                                 if (class == BPF_JMP)
18543                                         env->insn_idx += insn->off + 1;
18544                                 else
18545                                         env->insn_idx += insn->imm + 1;
18546                                 continue;
18547
18548                         } else if (opcode == BPF_EXIT) {
18549                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
18550                                     insn->imm != 0 ||
18551                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
18552                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
18553                                     class == BPF_JMP32) {
18554                                         verbose(env, "BPF_EXIT uses reserved fields\n");
18555                                         return -EINVAL;
18556                                 }
18557 process_bpf_exit_full:
18558                                 if (env->cur_state->active_lock.ptr && !env->cur_state->curframe) {
18559                                         verbose(env, "bpf_spin_unlock is missing\n");
18560                                         return -EINVAL;
18561                                 }
18562
18563                                 if (env->cur_state->active_rcu_lock && !env->cur_state->curframe) {
18564                                         verbose(env, "bpf_rcu_read_unlock is missing\n");
18565                                         return -EINVAL;
18566                                 }
18567
18568                                 if (env->cur_state->active_preempt_lock && !env->cur_state->curframe) {
18569                                         verbose(env, "%d bpf_preempt_enable%s missing\n",
18570                                                 env->cur_state->active_preempt_lock,
18571                                                 env->cur_state->active_preempt_lock == 1 ? " is" : "(s) are");
18572                                         return -EINVAL;
18573                                 }
18574
18575                                 /* We must do check_reference_leak here before
18576                                  * prepare_func_exit to handle the case when
18577                                  * state->curframe > 0, it may be a callback
18578                                  * function, for which reference_state must
18579                                  * match caller reference state when it exits.
18580                                  */
18581                                 err = check_reference_leak(env, exception_exit);
18582                                 if (err)
18583                                         return err;
18584
18585                                 /* The side effect of the prepare_func_exit
18586                                  * which is being skipped is that it frees
18587                                  * bpf_func_state. Typically, process_bpf_exit
18588                                  * will only be hit with outermost exit.
18589                                  * copy_verifier_state in pop_stack will handle
18590                                  * freeing of any extra bpf_func_state left over
18591                                  * from not processing all nested function
18592                                  * exits. We also skip return code checks as
18593                                  * they are not needed for exceptional exits.
18594                                  */
18595                                 if (exception_exit)
18596                                         goto process_bpf_exit;
18597
18598                                 if (state->curframe) {
18599                                         /* exit from nested function */
18600                                         err = prepare_func_exit(env, &env->insn_idx);
18601                                         if (err)
18602                                                 return err;
18603                                         do_print_state = true;
18604                                         continue;
18605                                 }
18606
18607                                 err = check_return_code(env, BPF_REG_0, "R0");
18608                                 if (err)
18609                                         return err;
18610 process_bpf_exit:
18611                                 mark_verifier_state_scratched(env);
18612                                 update_branch_counts(env, env->cur_state);
18613                                 err = pop_stack(env, &prev_insn_idx,
18614                                                 &env->insn_idx, pop_log);
18615                                 if (err < 0) {
18616                                         if (err != -ENOENT)
18617                                                 return err;
18618                                         break;
18619                                 } else {
18620                                         do_print_state = true;
18621                                         continue;
18622                                 }
18623                         } else {
18624                                 err = check_cond_jmp_op(env, insn, &env->insn_idx);
18625                                 if (err)
18626                                         return err;
18627                         }
18628                 } else if (class == BPF_LD) {
18629                         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
18630
18631                         if (mode == BPF_ABS || mode == BPF_IND) {
18632                                 err = check_ld_abs(env, insn);
18633                                 if (err)
18634                                         return err;
18635
18636                         } else if (mode == BPF_IMM) {
18637                                 err = check_ld_imm(env, insn);
18638                                 if (err)
18639                                         return err;
18640
18641                                 env->insn_idx++;
18642                                 sanitize_mark_insn_seen(env);
18643                         } else {
18644                                 verbose(env, "invalid BPF_LD mode\n");
18645                                 return -EINVAL;
18646                         }
18647                 } else {
18648                         verbose(env, "unknown insn class %d\n", class);
18649                         return -EINVAL;
18650                 }
18651
18652                 env->insn_idx++;
18653         }
18654
18655         return 0;
18656 }
18657
18658 static int find_btf_percpu_datasec(struct btf *btf)
18659 {
18660         const struct btf_type *t;
18661         const char *tname;
18662         int i, n;
18663
18664         /*
18665          * Both vmlinux and module each have their own ".data..percpu"
18666          * DATASECs in BTF. So for module's case, we need to skip vmlinux BTF
18667          * types to look at only module's own BTF types.
18668          */
18669         n = btf_nr_types(btf);
18670         if (btf_is_module(btf))
18671                 i = btf_nr_types(btf_vmlinux);
18672         else
18673                 i = 1;
18674
18675         for(; i < n; i++) {
18676                 t = btf_type_by_id(btf, i);
18677                 if (BTF_INFO_KIND(t->info) != BTF_KIND_DATASEC)
18678                         continue;
18679
18680                 tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
18681                 if (!strcmp(tname, ".data..percpu"))
18682                         return i;
18683         }
18684
18685         return -ENOENT;
18686 }
18687
18688 /* replace pseudo btf_id with kernel symbol address */
18689 static int check_pseudo_btf_id(struct bpf_verifier_env *env,
18690                                struct bpf_insn *insn,
18691                                struct bpf_insn_aux_data *aux)
18692 {
18693         const struct btf_var_secinfo *vsi;
18694         const struct btf_type *datasec;
18695         struct btf_mod_pair *btf_mod;
18696         const struct btf_type *t;
18697         const char *sym_name;
18698         bool percpu = false;
18699         u32 type, id = insn->imm;
18700         struct btf *btf;
18701         s32 datasec_id;
18702         u64 addr;
18703         int i, btf_fd, err;
18704
18705         btf_fd = insn[1].imm;
18706         if (btf_fd) {
18707                 btf = btf_get_by_fd(btf_fd);
18708                 if (IS_ERR(btf)) {
18709                         verbose(env, "invalid module BTF object FD specified.\n");
18710                         return -EINVAL;
18711                 }
18712         } else {
18713                 if (!btf_vmlinux) {
18714                         verbose(env, "kernel is missing BTF, make sure CONFIG_DEBUG_INFO_BTF=y is specified in Kconfig.\n");
18715                         return -EINVAL;
18716                 }
18717                 btf = btf_vmlinux;
18718                 btf_get(btf);
18719         }
18720
18721         t = btf_type_by_id(btf, id);
18722         if (!t) {
18723                 verbose(env, "ldimm64 insn specifies invalid btf_id %d.\n", id);
18724                 err = -ENOENT;
18725                 goto err_put;
18726         }
18727
18728         if (!btf_type_is_var(t) && !btf_type_is_func(t)) {
18729                 verbose(env, "pseudo btf_id %d in ldimm64 isn't KIND_VAR or KIND_FUNC\n", id);
18730                 err = -EINVAL;
18731                 goto err_put;
18732         }
18733
18734         sym_name = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
18735         addr = kallsyms_lookup_name(sym_name);
18736         if (!addr) {
18737                 verbose(env, "ldimm64 failed to find the address for kernel symbol '%s'.\n",
18738                         sym_name);
18739                 err = -ENOENT;
18740                 goto err_put;
18741         }
18742         insn[0].imm = (u32)addr;
18743         insn[1].imm = addr >> 32;
18744
18745         if (btf_type_is_func(t)) {
18746                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_MEM | MEM_RDONLY;
18747                 aux->btf_var.mem_size = 0;
18748                 goto check_btf;
18749         }
18750
18751         datasec_id = find_btf_percpu_datasec(btf);
18752         if (datasec_id > 0) {
18753                 datasec = btf_type_by_id(btf, datasec_id);
18754                 for_each_vsi(i, datasec, vsi) {
18755                         if (vsi->type == id) {
18756                                 percpu = true;
18757                                 break;
18758                         }
18759                 }
18760         }
18761
18762         type = t->type;
18763         t = btf_type_skip_modifiers(btf, type, NULL);
18764         if (percpu) {
18765                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU;
18766                 aux->btf_var.btf = btf;
18767                 aux->btf_var.btf_id = type;
18768         } else if (!btf_type_is_struct(t)) {
18769                 const struct btf_type *ret;
18770                 const char *tname;
18771                 u32 tsize;
18772
18773                 /* resolve the type size of ksym. */
18774                 ret = btf_resolve_size(btf, t, &tsize);
18775                 if (IS_ERR(ret)) {
18776                         tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
18777                         verbose(env, "ldimm64 unable to resolve the size of type '%s': %ld\n",
18778                                 tname, PTR_ERR(ret));
18779                         err = -EINVAL;
18780                         goto err_put;
18781                 }
18782                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_MEM | MEM_RDONLY;
18783                 aux->btf_var.mem_size = tsize;
18784         } else {
18785                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_BTF_ID;
18786                 aux->btf_var.btf = btf;
18787                 aux->btf_var.btf_id = type;
18788         }
18789 check_btf:
18790         /* check whether we recorded this BTF (and maybe module) already */
18791         for (i = 0; i < env->used_btf_cnt; i++) {
18792                 if (env->used_btfs[i].btf == btf) {
18793                         btf_put(btf);
18794                         return 0;
18795                 }
18796         }
18797
18798         if (env->used_btf_cnt >= MAX_USED_BTFS) {
18799                 err = -E2BIG;
18800                 goto err_put;
18801         }
18802
18803         btf_mod = &env->used_btfs[env->used_btf_cnt];
18804         btf_mod->btf = btf;
18805         btf_mod->module = NULL;
18806
18807         /* if we reference variables from kernel module, bump its refcount */
18808         if (btf_is_module(btf)) {
18809                 btf_mod->module = btf_try_get_module(btf);
18810                 if (!btf_mod->module) {
18811                         err = -ENXIO;
18812                         goto err_put;
18813                 }
18814         }
18815
18816         env->used_btf_cnt++;
18817
18818         return 0;
18819 err_put:
18820         btf_put(btf);
18821         return err;
18822 }
18823
18824 static bool is_tracing_prog_type(enum bpf_prog_type type)
18825 {
18826         switch (type) {
18827         case BPF_PROG_TYPE_KPROBE:
18828         case BPF_PROG_TYPE_TRACEPOINT:
18829         case BPF_PROG_TYPE_PERF_EVENT:
18830         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT:
18831         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT_WRITABLE:
18832                 return true;
18833         default:
18834                 return false;
18835         }
18836 }
18837
18838 static int check_map_prog_compatibility(struct bpf_verifier_env *env,
18839                                         struct bpf_map *map,
18840                                         struct bpf_prog *prog)
18841
18842 {
18843         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(prog);
18844
18845         if (btf_record_has_field(map->record, BPF_LIST_HEAD) ||
18846             btf_record_has_field(map->record, BPF_RB_ROOT)) {
18847                 if (is_tracing_prog_type(prog_type)) {
18848                         verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_{list_head,rb_root} yet\n");
18849                         return -EINVAL;
18850                 }
18851         }
18852
18853         if (btf_record_has_field(map->record, BPF_SPIN_LOCK)) {
18854                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER) {
18855                         verbose(env, "socket filter progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
18856                         return -EINVAL;
18857                 }
18858
18859                 if (is_tracing_prog_type(prog_type)) {
18860                         verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
18861                         return -EINVAL;
18862                 }
18863         }
18864
18865         if (btf_record_has_field(map->record, BPF_TIMER)) {
18866                 if (is_tracing_prog_type(prog_type)) {
18867                         verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_timer yet\n");
18868                         return -EINVAL;
18869                 }
18870         }
18871
18872         if (btf_record_has_field(map->record, BPF_WORKQUEUE)) {
18873                 if (is_tracing_prog_type(prog_type)) {
18874                         verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_wq yet\n");
18875                         return -EINVAL;
18876                 }
18877         }
18878
18879         if ((bpf_prog_is_offloaded(prog->aux) || bpf_map_is_offloaded(map)) &&
18880             !bpf_offload_prog_map_match(prog, map)) {
18881                 verbose(env, "offload device mismatch between prog and map\n");
18882                 return -EINVAL;
18883         }
18884
18885         if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_STRUCT_OPS) {
18886                 verbose(env, "bpf_struct_ops map cannot be used in prog\n");
18887                 return -EINVAL;
18888         }
18889
18890         if (prog->sleepable)
18891                 switch (map->map_type) {
18892                 case BPF_MAP_TYPE_HASH:
18893                 case BPF_MAP_TYPE_LRU_HASH:
18894                 case BPF_MAP_TYPE_ARRAY:
18895                 case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH:
18896                 case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_ARRAY:
18897                 case BPF_MAP_TYPE_LRU_PERCPU_HASH:
18898                 case BPF_MAP_TYPE_ARRAY_OF_MAPS:
18899                 case BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS:
18900                 case BPF_MAP_TYPE_RINGBUF:
18901                 case BPF_MAP_TYPE_USER_RINGBUF:
18902                 case BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE:
18903                 case BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE:
18904                 case BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE:
18905                 case BPF_MAP_TYPE_CGRP_STORAGE:
18906                 case BPF_MAP_TYPE_QUEUE:
18907                 case BPF_MAP_TYPE_STACK:
18908                 case BPF_MAP_TYPE_ARENA:
18909                         break;
18910                 default:
18911                         verbose(env,
18912                                 "Sleepable programs can only use array, hash, ringbuf and local storage maps\n");
18913                         return -EINVAL;
18914                 }
18915
18916         return 0;
18917 }
18918
18919 static bool bpf_map_is_cgroup_storage(struct bpf_map *map)
18920 {
18921         return (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE ||
18922                 map->map_type == BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE);
18923 }
18924
18925 /* Add map behind fd to used maps list, if it's not already there, and return
18926  * its index. Also set *reused to true if this map was already in the list of
18927  * used maps.
18928  * Returns <0 on error, or >= 0 index, on success.
18929  */
18930 static int add_used_map_from_fd(struct bpf_verifier_env *env, int fd, bool *reused)
18931 {
18932         CLASS(fd, f)(fd);
18933         struct bpf_map *map;
18934         int i;
18935
18936         map = __bpf_map_get(f);
18937         if (IS_ERR(map)) {
18938                 verbose(env, "fd %d is not pointing to valid bpf_map\n", fd);
18939                 return PTR_ERR(map);
18940         }
18941
18942         /* check whether we recorded this map already */
18943         for (i = 0; i < env->used_map_cnt; i++) {
18944                 if (env->used_maps[i] == map) {
18945                         *reused = true;
18946                         return i;
18947                 }
18948         }
18949
18950         if (env->used_map_cnt >= MAX_USED_MAPS) {
18951                 verbose(env, "The total number of maps per program has reached the limit of %u\n",
18952                         MAX_USED_MAPS);
18953                 return -E2BIG;
18954         }
18955
18956         if (env->prog->sleepable)
18957                 atomic64_inc(&map->sleepable_refcnt);
18958
18959         /* hold the map. If the program is rejected by verifier,
18960          * the map will be released by release_maps() or it
18961          * will be used by the valid program until it's unloaded
18962          * and all maps are released in bpf_free_used_maps()
18963          */
18964         bpf_map_inc(map);
18965
18966         *reused = false;
18967         env->used_maps[env->used_map_cnt++] = map;
18968
18969         return env->used_map_cnt - 1;
18970 }
18971
18972 /* find and rewrite pseudo imm in ld_imm64 instructions:
18973  *
18974  * 1. if it accesses map FD, replace it with actual map pointer.
18975  * 2. if it accesses btf_id of a VAR, replace it with pointer to the var.
18976  *
18977  * NOTE: btf_vmlinux is required for converting pseudo btf_id.
18978  */
18979 static int resolve_pseudo_ldimm64(struct bpf_verifier_env *env)
18980 {
18981         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
18982         int insn_cnt = env->prog->len;
18983         int i, err;
18984
18985         err = bpf_prog_calc_tag(env->prog);
18986         if (err)
18987                 return err;
18988
18989         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
18990                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LDX &&
18991                     ((BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM && BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEMSX) ||
18992                     insn->imm != 0)) {
18993                         verbose(env, "BPF_LDX uses reserved fields\n");
18994                         return -EINVAL;
18995                 }
18996
18997                 if (insn[0].code == (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW)) {
18998                         struct bpf_insn_aux_data *aux;
18999                         struct bpf_map *map;
19000                         int map_idx;
19001                         u64 addr;
19002                         u32 fd;
19003                         bool reused;
19004
19005                         if (i == insn_cnt - 1 || insn[1].code != 0 ||
19006                             insn[1].dst_reg != 0 || insn[1].src_reg != 0 ||
19007                             insn[1].off != 0) {
19008                                 verbose(env, "invalid bpf_ld_imm64 insn\n");
19009                                 return -EINVAL;
19010                         }
19011
19012                         if (insn[0].src_reg == 0)
19013                                 /* valid generic load 64-bit imm */
19014                                 goto next_insn;
19015
19016                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_BTF_ID) {
19017                                 aux = &env->insn_aux_data[i];
19018                                 err = check_pseudo_btf_id(env, insn, aux);
19019                                 if (err)
19020                                         return err;
19021                                 goto next_insn;
19022                         }
19023
19024                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC) {
19025                                 aux = &env->insn_aux_data[i];
19026                                 aux->ptr_type = PTR_TO_FUNC;
19027                                 goto next_insn;
19028                         }
19029
19030                         /* In final convert_pseudo_ld_imm64() step, this is
19031                          * converted into regular 64-bit imm load insn.
19032                          */
19033                         switch (insn[0].src_reg) {
19034                         case BPF_PSEUDO_MAP_VALUE:
19035                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE:
19036                                 break;
19037                         case BPF_PSEUDO_MAP_FD:
19038                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX:
19039                                 if (insn[1].imm == 0)
19040                                         break;
19041                                 fallthrough;
19042                         default:
19043                                 verbose(env, "unrecognized bpf_ld_imm64 insn\n");
19044                                 return -EINVAL;
19045                         }
19046
19047                         switch (insn[0].src_reg) {
19048                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE:
19049                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX:
19050                                 if (bpfptr_is_null(env->fd_array)) {
19051                                         verbose(env, "fd_idx without fd_array is invalid\n");
19052                                         return -EPROTO;
19053                                 }
19054                                 if (copy_from_bpfptr_offset(&fd, env->fd_array,
19055                                                             insn[0].imm * sizeof(fd),
19056                                                             sizeof(fd)))
19057                                         return -EFAULT;
19058                                 break;
19059                         default:
19060                                 fd = insn[0].imm;
19061                                 break;
19062                         }
19063
19064                         map_idx = add_used_map_from_fd(env, fd, &reused);
19065                         if (map_idx < 0)
19066                                 return map_idx;
19067                         map = env->used_maps[map_idx];
19068
19069                         aux = &env->insn_aux_data[i];
19070                         aux->map_index = map_idx;
19071
19072                         err = check_map_prog_compatibility(env, map, env->prog);
19073                         if (err)
19074                                 return err;
19075
19076                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD ||
19077                             insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX) {
19078                                 addr = (unsigned long)map;
19079                         } else {
19080                                 u32 off = insn[1].imm;
19081
19082                                 if (off >= BPF_MAX_VAR_OFF) {
19083                                         verbose(env, "direct value offset of %u is not allowed\n", off);
19084                                         return -EINVAL;
19085                                 }
19086
19087                                 if (!map->ops->map_direct_value_addr) {
19088                                         verbose(env, "no direct value access support for this map type\n");
19089                                         return -EINVAL;
19090                                 }
19091
19092                                 err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &addr, off);
19093                                 if (err) {
19094                                         verbose(env, "invalid access to map value pointer, value_size=%u off=%u\n",
19095                                                 map->value_size, off);
19096                                         return err;
19097                                 }
19098
19099                                 aux->map_off = off;
19100                                 addr += off;
19101                         }
19102
19103                         insn[0].imm = (u32)addr;
19104                         insn[1].imm = addr >> 32;
19105
19106                         /* proceed with extra checks only if its newly added used map */
19107                         if (reused)
19108                                 goto next_insn;
19109
19110                         if (bpf_map_is_cgroup_storage(map) &&
19111                             bpf_cgroup_storage_assign(env->prog->aux, map)) {
19112                                 verbose(env, "only one cgroup storage of each type is allowed\n");
19113                                 return -EBUSY;
19114                         }
19115                         if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_ARENA) {
19116                                 if (env->prog->aux->arena) {
19117                                         verbose(env, "Only one arena per program\n");
19118                                         return -EBUSY;
19119                                 }
19120                                 if (!env->allow_ptr_leaks || !env->bpf_capable) {
19121                                         verbose(env, "CAP_BPF and CAP_PERFMON are required to use arena\n");
19122                                         return -EPERM;
19123                                 }
19124                                 if (!env->prog->jit_requested) {
19125                                         verbose(env, "JIT is required to use arena\n");
19126                                         return -EOPNOTSUPP;
19127                                 }
19128                                 if (!bpf_jit_supports_arena()) {
19129                                         verbose(env, "JIT doesn't support arena\n");
19130                                         return -EOPNOTSUPP;
19131                                 }
19132                                 env->prog->aux->arena = (void *)map;
19133                                 if (!bpf_arena_get_user_vm_start(env->prog->aux->arena)) {
19134                                         verbose(env, "arena's user address must be set via map_extra or mmap()\n");
19135                                         return -EINVAL;
19136                                 }
19137                         }
19138
19139 next_insn:
19140                         insn++;
19141                         i++;
19142                         continue;
19143                 }
19144
19145                 /* Basic sanity check before we invest more work here. */
19146                 if (!bpf_opcode_in_insntable(insn->code)) {
19147                         verbose(env, "unknown opcode %02x\n", insn->code);
19148                         return -EINVAL;
19149                 }
19150         }
19151
19152         /* now all pseudo BPF_LD_IMM64 instructions load valid
19153          * 'struct bpf_map *' into a register instead of user map_fd.
19154          * These pointers will be used later by verifier to validate map access.
19155          */
19156         return 0;
19157 }
19158
19159 /* drop refcnt of maps used by the rejected program */
19160 static void release_maps(struct bpf_verifier_env *env)
19161 {
19162         __bpf_free_used_maps(env->prog->aux, env->used_maps,
19163                              env->used_map_cnt);
19164 }
19165
19166 /* drop refcnt of maps used by the rejected program */
19167 static void release_btfs(struct bpf_verifier_env *env)
19168 {
19169         __bpf_free_used_btfs(env->used_btfs, env->used_btf_cnt);
19170 }
19171
19172 /* convert pseudo BPF_LD_IMM64 into generic BPF_LD_IMM64 */
19173 static void convert_pseudo_ld_imm64(struct bpf_verifier_env *env)
19174 {
19175         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
19176         int insn_cnt = env->prog->len;
19177         int i;
19178
19179         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
19180                 if (insn->code != (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW))
19181                         continue;
19182                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC)
19183                         continue;
19184                 insn->src_reg = 0;
19185         }
19186 }
19187
19188 /* single env->prog->insni[off] instruction was replaced with the range
19189  * insni[off, off + cnt).  Adjust corresponding insn_aux_data by copying
19190  * [0, off) and [off, end) to new locations, so the patched range stays zero
19191  */
19192 static void adjust_insn_aux_data(struct bpf_verifier_env *env,
19193                                  struct bpf_insn_aux_data *new_data,
19194                                  struct bpf_prog *new_prog, u32 off, u32 cnt)
19195 {
19196         struct bpf_insn_aux_data *old_data = env->insn_aux_data;
19197         struct bpf_insn *insn = new_prog->insnsi;
19198         u32 old_seen = old_data[off].seen;
19199         u32 prog_len;
19200         int i;
19201
19202         /* aux info at OFF always needs adjustment, no matter fast path
19203          * (cnt == 1) is taken or not. There is no guarantee INSN at OFF is the
19204          * original insn at old prog.
19205          */
19206         old_data[off].zext_dst = insn_has_def32(env, insn + off + cnt - 1);
19207
19208         if (cnt == 1)
19209                 return;
19210         prog_len = new_prog->len;
19211
19212         memcpy(new_data, old_data, sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * off);
19213         memcpy(new_data + off + cnt - 1, old_data + off,
19214                sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * (prog_len - off - cnt + 1));
19215         for (i = off; i < off + cnt - 1; i++) {
19216                 /* Expand insni[off]'s seen count to the patched range. */
19217                 new_data[i].seen = old_seen;
19218                 new_data[i].zext_dst = insn_has_def32(env, insn + i);
19219         }
19220         env->insn_aux_data = new_data;
19221         vfree(old_data);
19222 }
19223
19224 static void adjust_subprog_starts(struct bpf_verifier_env *env, u32 off, u32 len)
19225 {
19226         int i;
19227
19228         if (len == 1)
19229                 return;
19230         /* NOTE: fake 'exit' subprog should be updated as well. */
19231         for (i = 0; i <= env->subprog_cnt; i++) {
19232                 if (env->subprog_info[i].start <= off)
19233                         continue;
19234                 env->subprog_info[i].start += len - 1;
19235         }
19236 }
19237
19238 static void adjust_poke_descs(struct bpf_prog *prog, u32 off, u32 len)
19239 {
19240         struct bpf_jit_poke_descriptor *tab = prog->aux->poke_tab;
19241         int i, sz = prog->aux->size_poke_tab;
19242         struct bpf_jit_poke_descriptor *desc;
19243
19244         for (i = 0; i < sz; i++) {
19245                 desc = &tab[i];
19246                 if (desc->insn_idx <= off)
19247                         continue;
19248                 desc->insn_idx += len - 1;
19249         }
19250 }
19251
19252 static struct bpf_prog *bpf_patch_insn_data(struct bpf_verifier_env *env, u32 off,
19253                                             const struct bpf_insn *patch, u32 len)
19254 {
19255         struct bpf_prog *new_prog;
19256         struct bpf_insn_aux_data *new_data = NULL;
19257
19258         if (len > 1) {
19259                 new_data = vzalloc(array_size(env->prog->len + len - 1,
19260                                               sizeof(struct bpf_insn_aux_data)));
19261                 if (!new_data)
19262                         return NULL;
19263         }
19264
19265         new_prog = bpf_patch_insn_single(env->prog, off, patch, len);
19266         if (IS_ERR(new_prog)) {
19267                 if (PTR_ERR(new_prog) == -ERANGE)
19268                         verbose(env,
19269                                 "insn %d cannot be patched due to 16-bit range\n",
19270                                 env->insn_aux_data[off].orig_idx);
19271                 vfree(new_data);
19272                 return NULL;
19273         }
19274         adjust_insn_aux_data(env, new_data, new_prog, off, len);
19275         adjust_subprog_starts(env, off, len);
19276         adjust_poke_descs(new_prog, off, len);
19277         return new_prog;
19278 }
19279
19280 /*
19281  * For all jmp insns in a given 'prog' that point to 'tgt_idx' insn adjust the
19282  * jump offset by 'delta'.
19283  */
19284 static int adjust_jmp_off(struct bpf_prog *prog, u32 tgt_idx, u32 delta)
19285 {
19286         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
19287         u32 insn_cnt = prog->len, i;
19288         s32 imm;
19289         s16 off;
19290
19291         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
19292                 u8 code = insn->code;
19293
19294                 if (tgt_idx <= i && i < tgt_idx + delta)
19295                         continue;
19296
19297                 if ((BPF_CLASS(code) != BPF_JMP && BPF_CLASS(code) != BPF_JMP32) ||
19298                     BPF_OP(code) == BPF_CALL || BPF_OP(code) == BPF_EXIT)
19299                         continue;
19300
19301                 if (insn->code == (BPF_JMP32 | BPF_JA)) {
19302                         if (i + 1 + insn->imm != tgt_idx)
19303                                 continue;
19304                         if (check_add_overflow(insn->imm, delta, &imm))
19305                                 return -ERANGE;
19306                         insn->imm = imm;
19307                 } else {
19308                         if (i + 1 + insn->off != tgt_idx)
19309                                 continue;
19310                         if (check_add_overflow(insn->off, delta, &off))
19311                                 return -ERANGE;
19312                         insn->off = off;
19313                 }
19314         }
19315         return 0;
19316 }
19317
19318 static int adjust_subprog_starts_after_remove(struct bpf_verifier_env *env,
19319                                               u32 off, u32 cnt)
19320 {
19321         int i, j;
19322
19323         /* find first prog starting at or after off (first to remove) */
19324         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
19325                 if (env->subprog_info[i].start >= off)
19326                         break;
19327         /* find first prog starting at or after off + cnt (first to stay) */
19328         for (j = i; j < env->subprog_cnt; j++)
19329                 if (env->subprog_info[j].start >= off + cnt)
19330                         break;
19331         /* if j doesn't start exactly at off + cnt, we are just removing
19332          * the front of previous prog
19333          */
19334         if (env->subprog_info[j].start != off + cnt)
19335                 j--;
19336
19337         if (j > i) {
19338                 struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
19339                 int move;
19340
19341                 /* move fake 'exit' subprog as well */
19342                 move = env->subprog_cnt + 1 - j;
19343
19344                 memmove(env->subprog_info + i,
19345                         env->subprog_info + j,
19346                         sizeof(*env->subprog_info) * move);
19347                 env->subprog_cnt -= j - i;
19348
19349                 /* remove func_info */
19350                 if (aux->func_info) {
19351                         move = aux->func_info_cnt - j;
19352
19353                         memmove(aux->func_info + i,
19354                                 aux->func_info + j,
19355                                 sizeof(*aux->func_info) * move);
19356                         aux->func_info_cnt -= j - i;
19357                         /* func_info->insn_off is set after all code rewrites,
19358                          * in adjust_btf_func() - no need to adjust
19359                          */
19360                 }
19361         } else {
19362                 /* convert i from "first prog to remove" to "first to adjust" */
19363                 if (env->subprog_info[i].start == off)
19364                         i++;
19365         }
19366
19367         /* update fake 'exit' subprog as well */
19368         for (; i <= env->subprog_cnt; i++)
19369                 env->subprog_info[i].start -= cnt;
19370
19371         return 0;
19372 }
19373
19374 static int bpf_adj_linfo_after_remove(struct bpf_verifier_env *env, u32 off,
19375                                       u32 cnt)
19376 {
19377         struct bpf_prog *prog = env->prog;
19378         u32 i, l_off, l_cnt, nr_linfo;
19379         struct bpf_line_info *linfo;
19380
19381         nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
19382         if (!nr_linfo)
19383                 return 0;
19384
19385         linfo = prog->aux->linfo;
19386
19387         /* find first line info to remove, count lines to be removed */
19388         for (i = 0; i < nr_linfo; i++)
19389                 if (linfo[i].insn_off >= off)
19390                         break;
19391
19392         l_off = i;
19393         l_cnt = 0;
19394         for (; i < nr_linfo; i++)
19395                 if (linfo[i].insn_off < off + cnt)
19396                         l_cnt++;
19397                 else
19398                         break;
19399
19400         /* First live insn doesn't match first live linfo, it needs to "inherit"
19401          * last removed linfo.  prog is already modified, so prog->len == off
19402          * means no live instructions after (tail of the program was removed).
19403          */
19404         if (prog->len != off && l_cnt &&
19405             (i == nr_linfo || linfo[i].insn_off != off + cnt)) {
19406                 l_cnt--;
19407                 linfo[--i].insn_off = off + cnt;
19408         }
19409
19410         /* remove the line info which refer to the removed instructions */
19411         if (l_cnt) {
19412                 memmove(linfo + l_off, linfo + i,
19413                         sizeof(*linfo) * (nr_linfo - i));
19414
19415                 prog->aux->nr_linfo -= l_cnt;
19416                 nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
19417         }
19418
19419         /* pull all linfo[i].insn_off >= off + cnt in by cnt */
19420         for (i = l_off; i < nr_linfo; i++)
19421                 linfo[i].insn_off -= cnt;
19422
19423         /* fix up all subprogs (incl. 'exit') which start >= off */
19424         for (i = 0; i <= env->subprog_cnt; i++)
19425                 if (env->subprog_info[i].linfo_idx > l_off) {
19426                         /* program may have started in the removed region but
19427                          * may not be fully removed
19428                          */
19429                         if (env->subprog_info[i].linfo_idx >= l_off + l_cnt)
19430                                 env->subprog_info[i].linfo_idx -= l_cnt;
19431                         else
19432                                 env->subprog_info[i].linfo_idx = l_off;
19433                 }
19434
19435         return 0;
19436 }
19437
19438 static int verifier_remove_insns(struct bpf_verifier_env *env, u32 off, u32 cnt)
19439 {
19440         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
19441         unsigned int orig_prog_len = env->prog->len;
19442         int err;
19443
19444         if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux))
19445                 bpf_prog_offload_remove_insns(env, off, cnt);
19446
19447         err = bpf_remove_insns(env->prog, off, cnt);
19448         if (err)
19449                 return err;
19450
19451         err = adjust_subprog_starts_after_remove(env, off, cnt);
19452         if (err)
19453                 return err;
19454
19455         err = bpf_adj_linfo_after_remove(env, off, cnt);
19456         if (err)
19457                 return err;
19458
19459         memmove(aux_data + off, aux_data + off + cnt,
19460                 sizeof(*aux_data) * (orig_prog_len - off - cnt));
19461
19462         return 0;
19463 }
19464
19465 /* The verifier does more data flow analysis than llvm and will not
19466  * explore branches that are dead at run time. Malicious programs can
19467  * have dead code too. Therefore replace all dead at-run-time code
19468  * with 'ja -1'.
19469  *
19470  * Just nops are not optimal, e.g. if they would sit at the end of the
19471  * program and through another bug we would manage to jump there, then
19472  * we'd execute beyond program memory otherwise. Returning exception
19473  * code also wouldn't work since we can have subprogs where the dead
19474  * code could be located.
19475  */
19476 static void sanitize_dead_code(struct bpf_verifier_env *env)
19477 {
19478         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
19479         struct bpf_insn trap = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, -1);
19480         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
19481         const int insn_cnt = env->prog->len;
19482         int i;
19483
19484         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
19485                 if (aux_data[i].seen)
19486                         continue;
19487                 memcpy(insn + i, &trap, sizeof(trap));
19488                 aux_data[i].zext_dst = false;
19489         }
19490 }
19491
19492 static bool insn_is_cond_jump(u8 code)
19493 {
19494         u8 op;
19495
19496         op = BPF_OP(code);
19497         if (BPF_CLASS(code) == BPF_JMP32)
19498                 return op != BPF_JA;
19499
19500         if (BPF_CLASS(code) != BPF_JMP)
19501                 return false;
19502
19503         return op != BPF_JA && op != BPF_EXIT && op != BPF_CALL;
19504 }
19505
19506 static void opt_hard_wire_dead_code_branches(struct bpf_verifier_env *env)
19507 {
19508         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
19509         struct bpf_insn ja = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 0);
19510         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
19511         const int insn_cnt = env->prog->len;
19512         int i;
19513
19514         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
19515                 if (!insn_is_cond_jump(insn->code))
19516                         continue;
19517
19518                 if (!aux_data[i + 1].seen)
19519                         ja.off = insn->off;
19520                 else if (!aux_data[i + 1 + insn->off].seen)
19521                         ja.off = 0;
19522                 else
19523                         continue;
19524
19525                 if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux))
19526                         bpf_prog_offload_replace_insn(env, i, &ja);
19527
19528                 memcpy(insn, &ja, sizeof(ja));
19529         }
19530 }
19531
19532 static int opt_remove_dead_code(struct bpf_verifier_env *env)
19533 {
19534         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
19535         int insn_cnt = env->prog->len;
19536         int i, err;
19537
19538         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
19539                 int j;
19540
19541                 j = 0;
19542                 while (i + j < insn_cnt && !aux_data[i + j].seen)
19543                         j++;
19544                 if (!j)
19545                         continue;
19546
19547                 err = verifier_remove_insns(env, i, j);
19548                 if (err)
19549                         return err;
19550                 insn_cnt = env->prog->len;
19551         }
19552
19553         return 0;
19554 }
19555
19556 static const struct bpf_insn NOP = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 0);
19557
19558 static int opt_remove_nops(struct bpf_verifier_env *env)
19559 {
19560         const struct bpf_insn ja = NOP;
19561         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
19562         int insn_cnt = env->prog->len;
19563         int i, err;
19564
19565         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
19566                 if (memcmp(&insn[i], &ja, sizeof(ja)))
19567                         continue;
19568
19569                 err = verifier_remove_insns(env, i, 1);
19570                 if (err)
19571                         return err;
19572                 insn_cnt--;
19573                 i--;
19574         }
19575
19576         return 0;
19577 }
19578
19579 static int opt_subreg_zext_lo32_rnd_hi32(struct bpf_verifier_env *env,
19580                                          const union bpf_attr *attr)
19581 {
19582         struct bpf_insn *patch, zext_patch[2], rnd_hi32_patch[4];
19583         struct bpf_insn_aux_data *aux = env->insn_aux_data;
19584         int i, patch_len, delta = 0, len = env->prog->len;
19585         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
19586         struct bpf_prog *new_prog;
19587         bool rnd_hi32;
19588
19589         rnd_hi32 = attr->prog_flags & BPF_F_TEST_RND_HI32;
19590         zext_patch[1] = BPF_ZEXT_REG(0);
19591         rnd_hi32_patch[1] = BPF_ALU64_IMM(BPF_MOV, BPF_REG_AX, 0);
19592         rnd_hi32_patch[2] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_AX, 32);
19593         rnd_hi32_patch[3] = BPF_ALU64_REG(BPF_OR, 0, BPF_REG_AX);
19594         for (i = 0; i < len; i++) {
19595                 int adj_idx = i + delta;
19596                 struct bpf_insn insn;
19597                 int load_reg;
19598
19599                 insn = insns[adj_idx];
19600                 load_reg = insn_def_regno(&insn);
19601                 if (!aux[adj_idx].zext_dst) {
19602                         u8 code, class;
19603                         u32 imm_rnd;
19604
19605                         if (!rnd_hi32)
19606                                 continue;
19607
19608                         code = insn.code;
19609                         class = BPF_CLASS(code);
19610                         if (load_reg == -1)
19611                                 continue;
19612
19613                         /* NOTE: arg "reg" (the fourth one) is only used for
19614                          *       BPF_STX + SRC_OP, so it is safe to pass NULL
19615                          *       here.
19616                          */
19617                         if (is_reg64(env, &insn, load_reg, NULL, DST_OP)) {
19618                                 if (class == BPF_LD &&
19619                                     BPF_MODE(code) == BPF_IMM)
19620                                         i++;
19621                                 continue;
19622                         }
19623
19624                         /* ctx load could be transformed into wider load. */
19625                         if (class == BPF_LDX &&
19626                             aux[adj_idx].ptr_type == PTR_TO_CTX)
19627                                 continue;
19628
19629                         imm_rnd = get_random_u32();
19630                         rnd_hi32_patch[0] = insn;
19631                         rnd_hi32_patch[1].imm = imm_rnd;
19632                         rnd_hi32_patch[3].dst_reg = load_reg;
19633                         patch = rnd_hi32_patch;
19634                         patch_len = 4;
19635                         goto apply_patch_buffer;
19636                 }
19637
19638                 /* Add in an zero-extend instruction if a) the JIT has requested
19639                  * it or b) it's a CMPXCHG.
19640                  *
19641                  * The latter is because: BPF_CMPXCHG always loads a value into
19642                  * R0, therefore always zero-extends. However some archs'
19643                  * equivalent instruction only does this load when the
19644                  * comparison is successful. This detail of CMPXCHG is
19645                  * orthogonal to the general zero-extension behaviour of the
19646                  * CPU, so it's treated independently of bpf_jit_needs_zext.
19647                  */
19648                 if (!bpf_jit_needs_zext() && !is_cmpxchg_insn(&insn))
19649                         continue;
19650
19651                 /* Zero-extension is done by the caller. */
19652                 if (bpf_pseudo_kfunc_call(&insn))
19653                         continue;
19654
19655                 if (WARN_ON(load_reg == -1)) {
19656                         verbose(env, "verifier bug. zext_dst is set, but no reg is defined\n");
19657                         return -EFAULT;
19658                 }
19659
19660                 zext_patch[0] = insn;
19661                 zext_patch[1].dst_reg = load_reg;
19662                 zext_patch[1].src_reg = load_reg;
19663                 patch = zext_patch;
19664                 patch_len = 2;
19665 apply_patch_buffer:
19666                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, adj_idx, patch, patch_len);
19667                 if (!new_prog)
19668                         return -ENOMEM;
19669                 env->prog = new_prog;
19670                 insns = new_prog->insnsi;
19671                 aux = env->insn_aux_data;
19672                 delta += patch_len - 1;
19673         }
19674
19675         return 0;
19676 }
19677
19678 /* convert load instructions that access fields of a context type into a
19679  * sequence of instructions that access fields of the underlying structure:
19680  *     struct __sk_buff    -> struct sk_buff
19681  *     struct bpf_sock_ops -> struct sock
19682  */
19683 static int convert_ctx_accesses(struct bpf_verifier_env *env)
19684 {
19685         struct bpf_subprog_info *subprogs = env->subprog_info;
19686         const struct bpf_verifier_ops *ops = env->ops;
19687         int i, cnt, size, ctx_field_size, delta = 0, epilogue_cnt = 0;
19688         const int insn_cnt = env->prog->len;
19689         struct bpf_insn *epilogue_buf = env->epilogue_buf;
19690         struct bpf_insn *insn_buf = env->insn_buf;
19691         struct bpf_insn *insn;
19692         u32 target_size, size_default, off;
19693         struct bpf_prog *new_prog;
19694         enum bpf_access_type type;
19695         bool is_narrower_load;
19696         int epilogue_idx = 0;
19697
19698         if (ops->gen_epilogue) {
19699                 epilogue_cnt = ops->gen_epilogue(epilogue_buf, env->prog,
19700                                                  -(subprogs[0].stack_depth + 8));
19701                 if (epilogue_cnt >= INSN_BUF_SIZE) {
19702                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
19703                         return -EINVAL;
19704                 } else if (epilogue_cnt) {
19705                         /* Save the ARG_PTR_TO_CTX for the epilogue to use */
19706                         cnt = 0;
19707                         subprogs[0].stack_depth += 8;
19708                         insn_buf[cnt++] = BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_FP, BPF_REG_1,
19709                                                       -subprogs[0].stack_depth);
19710                         insn_buf[cnt++] = env->prog->insnsi[0];
19711                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, 0, insn_buf, cnt);
19712                         if (!new_prog)
19713                                 return -ENOMEM;
19714                         env->prog = new_prog;
19715                         delta += cnt - 1;
19716                 }
19717         }
19718
19719         if (ops->gen_prologue || env->seen_direct_write) {
19720                 if (!ops->gen_prologue) {
19721                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
19722                         return -EINVAL;
19723                 }
19724                 cnt = ops->gen_prologue(insn_buf, env->seen_direct_write,
19725                                         env->prog);
19726                 if (cnt >= INSN_BUF_SIZE) {
19727                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
19728                         return -EINVAL;
19729                 } else if (cnt) {
19730                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, 0, insn_buf, cnt);
19731                         if (!new_prog)
19732                                 return -ENOMEM;
19733
19734                         env->prog = new_prog;
19735                         delta += cnt - 1;
19736                 }
19737         }
19738
19739         if (delta)
19740                 WARN_ON(adjust_jmp_off(env->prog, 0, delta));
19741
19742         if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux))
19743                 return 0;
19744
19745         insn = env->prog->insnsi + delta;
19746
19747         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
19748                 bpf_convert_ctx_access_t convert_ctx_access;
19749                 u8 mode;
19750
19751                 if (insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_B) ||
19752                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_H) ||
19753                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_W) ||
19754                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_DW) ||
19755                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEMSX | BPF_B) ||
19756                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEMSX | BPF_H) ||
19757                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEMSX | BPF_W)) {
19758                         type = BPF_READ;
19759                 } else if (insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_B) ||
19760                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_H) ||
19761                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_W) ||
19762                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_DW) ||
19763                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_B) ||
19764                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_H) ||
19765                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_W) ||
19766                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_DW)) {
19767                         type = BPF_WRITE;
19768                 } else if ((insn->code == (BPF_STX | BPF_ATOMIC | BPF_W) ||
19769                             insn->code == (BPF_STX | BPF_ATOMIC | BPF_DW)) &&
19770                            env->insn_aux_data[i + delta].ptr_type == PTR_TO_ARENA) {
19771                         insn->code = BPF_STX | BPF_PROBE_ATOMIC | BPF_SIZE(insn->code);
19772                         env->prog->aux->num_exentries++;
19773                         continue;
19774                 } else if (insn->code == (BPF_JMP | BPF_EXIT) &&
19775                            epilogue_cnt &&
19776                            i + delta < subprogs[1].start) {
19777                         /* Generate epilogue for the main prog */
19778                         if (epilogue_idx) {
19779                                 /* jump back to the earlier generated epilogue */
19780                                 insn_buf[0] = BPF_JMP32_A(epilogue_idx - i - delta - 1);
19781                                 cnt = 1;
19782                         } else {
19783                                 memcpy(insn_buf, epilogue_buf,
19784                                        epilogue_cnt * sizeof(*epilogue_buf));
19785                                 cnt = epilogue_cnt;
19786                                 /* epilogue_idx cannot be 0. It must have at
19787                                  * least one ctx ptr saving insn before the
19788                                  * epilogue.
19789                                  */
19790                                 epilogue_idx = i + delta;
19791                         }
19792                         goto patch_insn_buf;
19793                 } else {
19794                         continue;
19795                 }
19796
19797                 if (type == BPF_WRITE &&
19798                     env->insn_aux_data[i + delta].sanitize_stack_spill) {
19799                         struct bpf_insn patch[] = {
19800                                 *insn,
19801                                 BPF_ST_NOSPEC(),
19802                         };
19803
19804                         cnt = ARRAY_SIZE(patch);
19805                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, patch, cnt);
19806                         if (!new_prog)
19807                                 return -ENOMEM;
19808
19809                         delta    += cnt - 1;
19810                         env->prog = new_prog;
19811                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
19812                         continue;
19813                 }
19814
19815                 switch ((int)env->insn_aux_data[i + delta].ptr_type) {
19816                 case PTR_TO_CTX:
19817                         if (!ops->convert_ctx_access)
19818                                 continue;
19819                         convert_ctx_access = ops->convert_ctx_access;
19820                         break;
19821                 case PTR_TO_SOCKET:
19822                 case PTR_TO_SOCK_COMMON:
19823                         convert_ctx_access = bpf_sock_convert_ctx_access;
19824                         break;
19825                 case PTR_TO_TCP_SOCK:
19826                         convert_ctx_access = bpf_tcp_sock_convert_ctx_access;
19827                         break;
19828                 case PTR_TO_XDP_SOCK:
19829                         convert_ctx_access = bpf_xdp_sock_convert_ctx_access;
19830                         break;
19831                 case PTR_TO_BTF_ID:
19832                 case PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED:
19833                 /* PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC always has a valid lifetime, unlike
19834                  * PTR_TO_BTF_ID, and an active ref_obj_id, but the same cannot
19835                  * be said once it is marked PTR_UNTRUSTED, hence we must handle
19836                  * any faults for loads into such types. BPF_WRITE is disallowed
19837                  * for this case.
19838                  */
19839                 case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | PTR_UNTRUSTED:
19840                         if (type == BPF_READ) {
19841                                 if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_MEM)
19842                                         insn->code = BPF_LDX | BPF_PROBE_MEM |
19843                                                      BPF_SIZE((insn)->code);
19844                                 else
19845                                         insn->code = BPF_LDX | BPF_PROBE_MEMSX |
19846                                                      BPF_SIZE((insn)->code);
19847                                 env->prog->aux->num_exentries++;
19848                         }
19849                         continue;
19850                 case PTR_TO_ARENA:
19851                         if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_MEMSX) {
19852                                 verbose(env, "sign extending loads from arena are not supported yet\n");
19853                                 return -EOPNOTSUPP;
19854                         }
19855                         insn->code = BPF_CLASS(insn->code) | BPF_PROBE_MEM32 | BPF_SIZE(insn->code);
19856                         env->prog->aux->num_exentries++;
19857                         continue;
19858                 default:
19859                         continue;
19860                 }
19861
19862                 ctx_field_size = env->insn_aux_data[i + delta].ctx_field_size;
19863                 size = BPF_LDST_BYTES(insn);
19864                 mode = BPF_MODE(insn->code);
19865
19866                 /* If the read access is a narrower load of the field,
19867                  * convert to a 4/8-byte load, to minimum program type specific
19868                  * convert_ctx_access changes. If conversion is successful,
19869                  * we will apply proper mask to the result.
19870                  */
19871                 is_narrower_load = size < ctx_field_size;
19872                 size_default = bpf_ctx_off_adjust_machine(ctx_field_size);
19873                 off = insn->off;
19874                 if (is_narrower_load) {
19875                         u8 size_code;
19876
19877                         if (type == BPF_WRITE) {
19878                                 verbose(env, "bpf verifier narrow ctx access misconfigured\n");
19879                                 return -EINVAL;
19880                         }
19881
19882                         size_code = BPF_H;
19883                         if (ctx_field_size == 4)
19884                                 size_code = BPF_W;
19885                         else if (ctx_field_size == 8)
19886                                 size_code = BPF_DW;
19887
19888                         insn->off = off & ~(size_default - 1);
19889                         insn->code = BPF_LDX | BPF_MEM | size_code;
19890                 }
19891
19892                 target_size = 0;
19893                 cnt = convert_ctx_access(type, insn, insn_buf, env->prog,
19894                                          &target_size);
19895                 if (cnt == 0 || cnt >= INSN_BUF_SIZE ||
19896                     (ctx_field_size && !target_size)) {
19897                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
19898                         return -EINVAL;
19899                 }
19900
19901                 if (is_narrower_load && size < target_size) {
19902                         u8 shift = bpf_ctx_narrow_access_offset(
19903                                 off, size, size_default) * 8;
19904                         if (shift && cnt + 1 >= INSN_BUF_SIZE) {
19905                                 verbose(env, "bpf verifier narrow ctx load misconfigured\n");
19906                                 return -EINVAL;
19907                         }
19908                         if (ctx_field_size <= 4) {
19909                                 if (shift)
19910                                         insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_RSH,
19911                                                                         insn->dst_reg,
19912                                                                         shift);
19913                                 insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, insn->dst_reg,
19914                                                                 (1 << size * 8) - 1);
19915                         } else {
19916                                 if (shift)
19917                                         insn_buf[cnt++] = BPF_ALU64_IMM(BPF_RSH,
19918                                                                         insn->dst_reg,
19919                                                                         shift);
19920                                 insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, insn->dst_reg,
19921                                                                 (1ULL << size * 8) - 1);
19922                         }
19923                 }
19924                 if (mode == BPF_MEMSX)
19925                         insn_buf[cnt++] = BPF_RAW_INSN(BPF_ALU64 | BPF_MOV | BPF_X,
19926                                                        insn->dst_reg, insn->dst_reg,
19927                                                        size * 8, 0);
19928
19929 patch_insn_buf:
19930                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
19931                 if (!new_prog)
19932                         return -ENOMEM;
19933
19934                 delta += cnt - 1;
19935
19936                 /* keep walking new program and skip insns we just inserted */
19937                 env->prog = new_prog;
19938                 insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
19939         }
19940
19941         return 0;
19942 }
19943
19944 static int jit_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
19945 {
19946         struct bpf_prog *prog = env->prog, **func, *tmp;
19947         int i, j, subprog_start, subprog_end = 0, len, subprog;
19948         struct bpf_map *map_ptr;
19949         struct bpf_insn *insn;
19950         void *old_bpf_func;
19951         int err, num_exentries;
19952
19953         if (env->subprog_cnt <= 1)
19954                 return 0;
19955
19956         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
19957                 if (!bpf_pseudo_func(insn) && !bpf_pseudo_call(insn))
19958                         continue;
19959
19960                 /* Upon error here we cannot fall back to interpreter but
19961                  * need a hard reject of the program. Thus -EFAULT is
19962                  * propagated in any case.
19963                  */
19964                 subprog = find_subprog(env, i + insn->imm + 1);
19965                 if (subprog < 0) {
19966                         WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
19967                                   i + insn->imm + 1);
19968                         return -EFAULT;
19969                 }
19970                 /* temporarily remember subprog id inside insn instead of
19971                  * aux_data, since next loop will split up all insns into funcs
19972                  */
19973                 insn->off = subprog;
19974                 /* remember original imm in case JIT fails and fallback
19975                  * to interpreter will be needed
19976                  */
19977                 env->insn_aux_data[i].call_imm = insn->imm;
19978                 /* point imm to __bpf_call_base+1 from JITs point of view */
19979                 insn->imm = 1;
19980                 if (bpf_pseudo_func(insn)) {
19981 #if defined(MODULES_VADDR)
19982                         u64 addr = MODULES_VADDR;
19983 #else
19984                         u64 addr = VMALLOC_START;
19985 #endif
19986                         /* jit (e.g. x86_64) may emit fewer instructions
19987                          * if it learns a u32 imm is the same as a u64 imm.
19988                          * Set close enough to possible prog address.
19989                          */
19990                         insn[0].imm = (u32)addr;
19991                         insn[1].imm = addr >> 32;
19992                 }
19993         }
19994
19995         err = bpf_prog_alloc_jited_linfo(prog);
19996         if (err)
19997                 goto out_undo_insn;
19998
19999         err = -ENOMEM;
20000         func = kcalloc(env->subprog_cnt, sizeof(prog), GFP_KERNEL);
20001         if (!func)
20002                 goto out_undo_insn;
20003
20004         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
20005                 subprog_start = subprog_end;
20006                 subprog_end = env->subprog_info[i + 1].start;
20007
20008                 len = subprog_end - subprog_start;
20009                 /* bpf_prog_run() doesn't call subprogs directly,
20010                  * hence main prog stats include the runtime of subprogs.
20011                  * subprogs don't have IDs and not reachable via prog_get_next_id
20012                  * func[i]->stats will never be accessed and stays NULL
20013                  */
20014                 func[i] = bpf_prog_alloc_no_stats(bpf_prog_size(len), GFP_USER);
20015                 if (!func[i])
20016                         goto out_free;
20017                 memcpy(func[i]->insnsi, &prog->insnsi[subprog_start],
20018                        len * sizeof(struct bpf_insn));
20019                 func[i]->type = prog->type;
20020                 func[i]->len = len;
20021                 if (bpf_prog_calc_tag(func[i]))
20022                         goto out_free;
20023                 func[i]->is_func = 1;
20024                 func[i]->sleepable = prog->sleepable;
20025                 func[i]->aux->func_idx = i;
20026                 /* Below members will be freed only at prog->aux */
20027                 func[i]->aux->btf = prog->aux->btf;
20028                 func[i]->aux->func_info = prog->aux->func_info;
20029                 func[i]->aux->func_info_cnt = prog->aux->func_info_cnt;
20030                 func[i]->aux->poke_tab = prog->aux->poke_tab;
20031                 func[i]->aux->size_poke_tab = prog->aux->size_poke_tab;
20032
20033                 for (j = 0; j < prog->aux->size_poke_tab; j++) {
20034                         struct bpf_jit_poke_descriptor *poke;
20035
20036                         poke = &prog->aux->poke_tab[j];
20037                         if (poke->insn_idx < subprog_end &&
20038                             poke->insn_idx >= subprog_start)
20039                                 poke->aux = func[i]->aux;
20040                 }
20041
20042                 func[i]->aux->name[0] = 'F';
20043                 func[i]->aux->stack_depth = env->subprog_info[i].stack_depth;
20044                 func[i]->jit_requested = 1;
20045                 func[i]->blinding_requested = prog->blinding_requested;
20046                 func[i]->aux->kfunc_tab = prog->aux->kfunc_tab;
20047                 func[i]->aux->kfunc_btf_tab = prog->aux->kfunc_btf_tab;
20048                 func[i]->aux->linfo = prog->aux->linfo;
20049                 func[i]->aux->nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
20050                 func[i]->aux->jited_linfo = prog->aux->jited_linfo;
20051                 func[i]->aux->linfo_idx = env->subprog_info[i].linfo_idx;
20052                 func[i]->aux->arena = prog->aux->arena;
20053                 num_exentries = 0;
20054                 insn = func[i]->insnsi;
20055                 for (j = 0; j < func[i]->len; j++, insn++) {
20056                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LDX &&
20057                             (BPF_MODE(insn->code) == BPF_PROBE_MEM ||
20058                              BPF_MODE(insn->code) == BPF_PROBE_MEM32 ||
20059                              BPF_MODE(insn->code) == BPF_PROBE_MEMSX))
20060                                 num_exentries++;
20061                         if ((BPF_CLASS(insn->code) == BPF_STX ||
20062                              BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ST) &&
20063                              BPF_MODE(insn->code) == BPF_PROBE_MEM32)
20064                                 num_exentries++;
20065                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_STX &&
20066                              BPF_MODE(insn->code) == BPF_PROBE_ATOMIC)
20067                                 num_exentries++;
20068                 }
20069                 func[i]->aux->num_exentries = num_exentries;
20070                 func[i]->aux->tail_call_reachable = env->subprog_info[i].tail_call_reachable;
20071                 func[i]->aux->exception_cb = env->subprog_info[i].is_exception_cb;
20072                 if (!i)
20073                         func[i]->aux->exception_boundary = env->seen_exception;
20074                 func[i] = bpf_int_jit_compile(func[i]);
20075                 if (!func[i]->jited) {
20076                         err = -ENOTSUPP;
20077                         goto out_free;
20078                 }
20079                 cond_resched();
20080         }
20081
20082         /* at this point all bpf functions were successfully JITed
20083          * now populate all bpf_calls with correct addresses and
20084          * run last pass of JIT
20085          */
20086         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
20087                 insn = func[i]->insnsi;
20088                 for (j = 0; j < func[i]->len; j++, insn++) {
20089                         if (bpf_pseudo_func(insn)) {
20090                                 subprog = insn->off;
20091                                 insn[0].imm = (u32)(long)func[subprog]->bpf_func;
20092                                 insn[1].imm = ((u64)(long)func[subprog]->bpf_func) >> 32;
20093                                 continue;
20094                         }
20095                         if (!bpf_pseudo_call(insn))
20096                                 continue;
20097                         subprog = insn->off;
20098                         insn->imm = BPF_CALL_IMM(func[subprog]->bpf_func);
20099                 }
20100
20101                 /* we use the aux data to keep a list of the start addresses
20102                  * of the JITed images for each function in the program
20103                  *
20104                  * for some architectures, such as powerpc64, the imm field
20105                  * might not be large enough to hold the offset of the start
20106                  * address of the callee's JITed image from __bpf_call_base
20107                  *
20108                  * in such cases, we can lookup the start address of a callee
20109                  * by using its subprog id, available from the off field of
20110                  * the call instruction, as an index for this list
20111                  */
20112                 func[i]->aux->func = func;
20113                 func[i]->aux->func_cnt = env->subprog_cnt - env->hidden_subprog_cnt;
20114                 func[i]->aux->real_func_cnt = env->subprog_cnt;
20115         }
20116         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
20117                 old_bpf_func = func[i]->bpf_func;
20118                 tmp = bpf_int_jit_compile(func[i]);
20119                 if (tmp != func[i] || func[i]->bpf_func != old_bpf_func) {
20120                         verbose(env, "JIT doesn't support bpf-to-bpf calls\n");
20121                         err = -ENOTSUPP;
20122                         goto out_free;
20123                 }
20124                 cond_resched();
20125         }
20126
20127         /* finally lock prog and jit images for all functions and
20128          * populate kallsysm. Begin at the first subprogram, since
20129          * bpf_prog_load will add the kallsyms for the main program.
20130          */
20131         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
20132                 err = bpf_prog_lock_ro(func[i]);
20133                 if (err)
20134                         goto out_free;
20135         }
20136
20137         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++)
20138                 bpf_prog_kallsyms_add(func[i]);
20139
20140         /* Last step: make now unused interpreter insns from main
20141          * prog consistent for later dump requests, so they can
20142          * later look the same as if they were interpreted only.
20143          */
20144         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
20145                 if (bpf_pseudo_func(insn)) {
20146                         insn[0].imm = env->insn_aux_data[i].call_imm;
20147                         insn[1].imm = insn->off;
20148                         insn->off = 0;
20149                         continue;
20150                 }
20151                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
20152                         continue;
20153                 insn->off = env->insn_aux_data[i].call_imm;
20154                 subprog = find_subprog(env, i + insn->off + 1);
20155                 insn->imm = subprog;
20156         }
20157
20158         prog->jited = 1;
20159         prog->bpf_func = func[0]->bpf_func;
20160         prog->jited_len = func[0]->jited_len;
20161         prog->aux->extable = func[0]->aux->extable;
20162         prog->aux->num_exentries = func[0]->aux->num_exentries;
20163         prog->aux->func = func;
20164         prog->aux->func_cnt = env->subprog_cnt - env->hidden_subprog_cnt;
20165         prog->aux->real_func_cnt = env->subprog_cnt;
20166         prog->aux->bpf_exception_cb = (void *)func[env->exception_callback_subprog]->bpf_func;
20167         prog->aux->exception_boundary = func[0]->aux->exception_boundary;
20168         bpf_prog_jit_attempt_done(prog);
20169         return 0;
20170 out_free:
20171         /* We failed JIT'ing, so at this point we need to unregister poke
20172          * descriptors from subprogs, so that kernel is not attempting to
20173          * patch it anymore as we're freeing the subprog JIT memory.
20174          */
20175         for (i = 0; i < prog->aux->size_poke_tab; i++) {
20176                 map_ptr = prog->aux->poke_tab[i].tail_call.map;
20177                 map_ptr->ops->map_poke_untrack(map_ptr, prog->aux);
20178         }
20179         /* At this point we're guaranteed that poke descriptors are not
20180          * live anymore. We can just unlink its descriptor table as it's
20181          * released with the main prog.
20182          */
20183         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
20184                 if (!func[i])
20185                         continue;
20186                 func[i]->aux->poke_tab = NULL;
20187                 bpf_jit_free(func[i]);
20188         }
20189         kfree(func);
20190 out_undo_insn:
20191         /* cleanup main prog to be interpreted */
20192         prog->jit_requested = 0;
20193         prog->blinding_requested = 0;
20194         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
20195                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
20196                         continue;
20197                 insn->off = 0;
20198                 insn->imm = env->insn_aux_data[i].call_imm;
20199         }
20200         bpf_prog_jit_attempt_done(prog);
20201         return err;
20202 }
20203
20204 static int fixup_call_args(struct bpf_verifier_env *env)
20205 {
20206 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
20207         struct bpf_prog *prog = env->prog;
20208         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
20209         bool has_kfunc_call = bpf_prog_has_kfunc_call(prog);
20210         int i, depth;
20211 #endif
20212         int err = 0;
20213
20214         if (env->prog->jit_requested &&
20215             !bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux)) {
20216                 err = jit_subprogs(env);
20217                 if (err == 0)
20218                         return 0;
20219                 if (err == -EFAULT)
20220                         return err;
20221         }
20222 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
20223         if (has_kfunc_call) {
20224                 verbose(env, "calling kernel functions are not allowed in non-JITed programs\n");
20225                 return -EINVAL;
20226         }
20227         if (env->subprog_cnt > 1 && env->prog->aux->tail_call_reachable) {
20228                 /* When JIT fails the progs with bpf2bpf calls and tail_calls
20229                  * have to be rejected, since interpreter doesn't support them yet.
20230                  */
20231                 verbose(env, "tail_calls are not allowed in non-JITed programs with bpf-to-bpf calls\n");
20232                 return -EINVAL;
20233         }
20234         for (i = 0; i < prog->len; i++, insn++) {
20235                 if (bpf_pseudo_func(insn)) {
20236                         /* When JIT fails the progs with callback calls
20237                          * have to be rejected, since interpreter doesn't support them yet.
20238                          */
20239                         verbose(env, "callbacks are not allowed in non-JITed programs\n");
20240                         return -EINVAL;
20241                 }
20242
20243                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
20244                         continue;
20245                 depth = get_callee_stack_depth(env, insn, i);
20246                 if (depth < 0)
20247                         return depth;
20248                 bpf_patch_call_args(insn, depth);
20249         }
20250         err = 0;
20251 #endif
20252         return err;
20253 }
20254
20255 /* replace a generic kfunc with a specialized version if necessary */
20256 static void specialize_kfunc(struct bpf_verifier_env *env,
20257                              u32 func_id, u16 offset, unsigned long *addr)
20258 {
20259         struct bpf_prog *prog = env->prog;
20260         bool seen_direct_write;
20261         void *xdp_kfunc;
20262         bool is_rdonly;
20263
20264         if (bpf_dev_bound_kfunc_id(func_id)) {
20265                 xdp_kfunc = bpf_dev_bound_resolve_kfunc(prog, func_id);
20266                 if (xdp_kfunc) {
20267                         *addr = (unsigned long)xdp_kfunc;
20268                         return;
20269                 }
20270                 /* fallback to default kfunc when not supported by netdev */
20271         }
20272
20273         if (offset)
20274                 return;
20275
20276         if (func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_from_skb]) {
20277                 seen_direct_write = env->seen_direct_write;
20278                 is_rdonly = !may_access_direct_pkt_data(env, NULL, BPF_WRITE);
20279
20280                 if (is_rdonly)
20281                         *addr = (unsigned long)bpf_dynptr_from_skb_rdonly;
20282
20283                 /* restore env->seen_direct_write to its original value, since
20284                  * may_access_direct_pkt_data mutates it
20285                  */
20286                 env->seen_direct_write = seen_direct_write;
20287         }
20288 }
20289
20290 static void __fixup_collection_insert_kfunc(struct bpf_insn_aux_data *insn_aux,
20291                                             u16 struct_meta_reg,
20292                                             u16 node_offset_reg,
20293                                             struct bpf_insn *insn,
20294                                             struct bpf_insn *insn_buf,
20295                                             int *cnt)
20296 {
20297         struct btf_struct_meta *kptr_struct_meta = insn_aux->kptr_struct_meta;
20298         struct bpf_insn addr[2] = { BPF_LD_IMM64(struct_meta_reg, (long)kptr_struct_meta) };
20299
20300         insn_buf[0] = addr[0];
20301         insn_buf[1] = addr[1];
20302         insn_buf[2] = BPF_MOV64_IMM(node_offset_reg, insn_aux->insert_off);
20303         insn_buf[3] = *insn;
20304         *cnt = 4;
20305 }
20306
20307 static int fixup_kfunc_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
20308                             struct bpf_insn *insn_buf, int insn_idx, int *cnt)
20309 {
20310         const struct bpf_kfunc_desc *desc;
20311
20312         if (!insn->imm) {
20313                 verbose(env, "invalid kernel function call not eliminated in verifier pass\n");
20314                 return -EINVAL;
20315         }
20316
20317         *cnt = 0;
20318
20319         /* insn->imm has the btf func_id. Replace it with an offset relative to
20320          * __bpf_call_base, unless the JIT needs to call functions that are
20321          * further than 32 bits away (bpf_jit_supports_far_kfunc_call()).
20322          */
20323         desc = find_kfunc_desc(env->prog, insn->imm, insn->off);
20324         if (!desc) {
20325                 verbose(env, "verifier internal error: kernel function descriptor not found for func_id %u\n",
20326                         insn->imm);
20327                 return -EFAULT;
20328         }
20329
20330         if (!bpf_jit_supports_far_kfunc_call())
20331                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(desc->addr);
20332         if (insn->off)
20333                 return 0;
20334         if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_new_impl] ||
20335             desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_percpu_obj_new_impl]) {
20336                 struct btf_struct_meta *kptr_struct_meta = env->insn_aux_data[insn_idx].kptr_struct_meta;
20337                 struct bpf_insn addr[2] = { BPF_LD_IMM64(BPF_REG_2, (long)kptr_struct_meta) };
20338                 u64 obj_new_size = env->insn_aux_data[insn_idx].obj_new_size;
20339
20340                 if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_percpu_obj_new_impl] && kptr_struct_meta) {
20341                         verbose(env, "verifier internal error: NULL kptr_struct_meta expected at insn_idx %d\n",
20342                                 insn_idx);
20343                         return -EFAULT;
20344                 }
20345
20346                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_1, obj_new_size);
20347                 insn_buf[1] = addr[0];
20348                 insn_buf[2] = addr[1];
20349                 insn_buf[3] = *insn;
20350                 *cnt = 4;
20351         } else if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_drop_impl] ||
20352                    desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_percpu_obj_drop_impl] ||
20353                    desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl]) {
20354                 struct btf_struct_meta *kptr_struct_meta = env->insn_aux_data[insn_idx].kptr_struct_meta;
20355                 struct bpf_insn addr[2] = { BPF_LD_IMM64(BPF_REG_2, (long)kptr_struct_meta) };
20356
20357                 if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_percpu_obj_drop_impl] && kptr_struct_meta) {
20358                         verbose(env, "verifier internal error: NULL kptr_struct_meta expected at insn_idx %d\n",
20359                                 insn_idx);
20360                         return -EFAULT;
20361                 }
20362
20363                 if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl] &&
20364                     !kptr_struct_meta) {
20365                         verbose(env, "verifier internal error: kptr_struct_meta expected at insn_idx %d\n",
20366                                 insn_idx);
20367                         return -EFAULT;
20368                 }
20369
20370                 insn_buf[0] = addr[0];
20371                 insn_buf[1] = addr[1];
20372                 insn_buf[2] = *insn;
20373                 *cnt = 3;
20374         } else if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_back_impl] ||
20375                    desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_front_impl] ||
20376                    desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl]) {
20377                 struct btf_struct_meta *kptr_struct_meta = env->insn_aux_data[insn_idx].kptr_struct_meta;
20378                 int struct_meta_reg = BPF_REG_3;
20379                 int node_offset_reg = BPF_REG_4;
20380
20381                 /* rbtree_add has extra 'less' arg, so args-to-fixup are in diff regs */
20382                 if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl]) {
20383                         struct_meta_reg = BPF_REG_4;
20384                         node_offset_reg = BPF_REG_5;
20385                 }
20386
20387                 if (!kptr_struct_meta) {
20388                         verbose(env, "verifier internal error: kptr_struct_meta expected at insn_idx %d\n",
20389                                 insn_idx);
20390                         return -EFAULT;
20391                 }
20392
20393                 __fixup_collection_insert_kfunc(&env->insn_aux_data[insn_idx], struct_meta_reg,
20394                                                 node_offset_reg, insn, insn_buf, cnt);
20395         } else if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_cast_to_kern_ctx] ||
20396                    desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rdonly_cast]) {
20397                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_REG(BPF_REG_0, BPF_REG_1);
20398                 *cnt = 1;
20399         } else if (is_bpf_wq_set_callback_impl_kfunc(desc->func_id)) {
20400                 struct bpf_insn ld_addrs[2] = { BPF_LD_IMM64(BPF_REG_4, (long)env->prog->aux) };
20401
20402                 insn_buf[0] = ld_addrs[0];
20403                 insn_buf[1] = ld_addrs[1];
20404                 insn_buf[2] = *insn;
20405                 *cnt = 3;
20406         }
20407         return 0;
20408 }
20409
20410 /* The function requires that first instruction in 'patch' is insnsi[prog->len - 1] */
20411 static int add_hidden_subprog(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *patch, int len)
20412 {
20413         struct bpf_subprog_info *info = env->subprog_info;
20414         int cnt = env->subprog_cnt;
20415         struct bpf_prog *prog;
20416
20417         /* We only reserve one slot for hidden subprogs in subprog_info. */
20418         if (env->hidden_subprog_cnt) {
20419                 verbose(env, "verifier internal error: only one hidden subprog supported\n");
20420                 return -EFAULT;
20421         }
20422         /* We're not patching any existing instruction, just appending the new
20423          * ones for the hidden subprog. Hence all of the adjustment operations
20424          * in bpf_patch_insn_data are no-ops.
20425          */
20426         prog = bpf_patch_insn_data(env, env->prog->len - 1, patch, len);
20427         if (!prog)
20428                 return -ENOMEM;
20429         env->prog = prog;
20430         info[cnt + 1].start = info[cnt].start;
20431         info[cnt].start = prog->len - len + 1;
20432         env->subprog_cnt++;
20433         env->hidden_subprog_cnt++;
20434         return 0;
20435 }
20436
20437 /* Do various post-verification rewrites in a single program pass.
20438  * These rewrites simplify JIT and interpreter implementations.
20439  */
20440 static int do_misc_fixups(struct bpf_verifier_env *env)
20441 {
20442         struct bpf_prog *prog = env->prog;
20443         enum bpf_attach_type eatype = prog->expected_attach_type;
20444         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(prog);
20445         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
20446         const struct bpf_func_proto *fn;
20447         const int insn_cnt = prog->len;
20448         const struct bpf_map_ops *ops;
20449         struct bpf_insn_aux_data *aux;
20450         struct bpf_insn *insn_buf = env->insn_buf;
20451         struct bpf_prog *new_prog;
20452         struct bpf_map *map_ptr;
20453         int i, ret, cnt, delta = 0, cur_subprog = 0;
20454         struct bpf_subprog_info *subprogs = env->subprog_info;
20455         u16 stack_depth = subprogs[cur_subprog].stack_depth;
20456         u16 stack_depth_extra = 0;
20457
20458         if (env->seen_exception && !env->exception_callback_subprog) {
20459                 struct bpf_insn patch[] = {
20460                         env->prog->insnsi[insn_cnt - 1],
20461                         BPF_MOV64_REG(BPF_REG_0, BPF_REG_1),
20462                         BPF_EXIT_INSN(),
20463                 };
20464
20465                 ret = add_hidden_subprog(env, patch, ARRAY_SIZE(patch));
20466                 if (ret < 0)
20467                         return ret;
20468                 prog = env->prog;
20469                 insn = prog->insnsi;
20470
20471                 env->exception_callback_subprog = env->subprog_cnt - 1;
20472                 /* Don't update insn_cnt, as add_hidden_subprog always appends insns */
20473                 mark_subprog_exc_cb(env, env->exception_callback_subprog);
20474         }
20475
20476         for (i = 0; i < insn_cnt;) {
20477                 if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_MOV | BPF_X) && insn->imm) {
20478                         if ((insn->off == BPF_ADDR_SPACE_CAST && insn->imm == 1) ||
20479                             (((struct bpf_map *)env->prog->aux->arena)->map_flags & BPF_F_NO_USER_CONV)) {
20480                                 /* convert to 32-bit mov that clears upper 32-bit */
20481                                 insn->code = BPF_ALU | BPF_MOV | BPF_X;
20482                                 /* clear off and imm, so it's a normal 'wX = wY' from JIT pov */
20483                                 insn->off = 0;
20484                                 insn->imm = 0;
20485                         } /* cast from as(0) to as(1) should be handled by JIT */
20486                         goto next_insn;
20487                 }
20488
20489                 if (env->insn_aux_data[i + delta].needs_zext)
20490                         /* Convert BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64 to 32-bit ALU */
20491                         insn->code = BPF_ALU | BPF_OP(insn->code) | BPF_SRC(insn->code);
20492
20493                 /* Make sdiv/smod divide-by-minus-one exceptions impossible. */
20494                 if ((insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_MOD | BPF_K) ||
20495                      insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_K) ||
20496                      insn->code == (BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_K) ||
20497                      insn->code == (BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_K)) &&
20498                     insn->off == 1 && insn->imm == -1) {
20499                         bool is64 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64;
20500                         bool isdiv = BPF_OP(insn->code) == BPF_DIV;
20501                         struct bpf_insn *patchlet;
20502                         struct bpf_insn chk_and_sdiv[] = {
20503                                 BPF_RAW_INSN((is64 ? BPF_ALU64 : BPF_ALU) |
20504                                              BPF_NEG | BPF_K, insn->dst_reg,
20505                                              0, 0, 0),
20506                         };
20507                         struct bpf_insn chk_and_smod[] = {
20508                                 BPF_MOV32_IMM(insn->dst_reg, 0),
20509                         };
20510
20511                         patchlet = isdiv ? chk_and_sdiv : chk_and_smod;
20512                         cnt = isdiv ? ARRAY_SIZE(chk_and_sdiv) : ARRAY_SIZE(chk_and_smod);
20513
20514                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, patchlet, cnt);
20515                         if (!new_prog)
20516                                 return -ENOMEM;
20517
20518                         delta    += cnt - 1;
20519                         env->prog = prog = new_prog;
20520                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
20521                         goto next_insn;
20522                 }
20523
20524                 /* Make divide-by-zero and divide-by-minus-one exceptions impossible. */
20525                 if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_MOD | BPF_X) ||
20526                     insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_X) ||
20527                     insn->code == (BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_X) ||
20528                     insn->code == (BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_X)) {
20529                         bool is64 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64;
20530                         bool isdiv = BPF_OP(insn->code) == BPF_DIV;
20531                         bool is_sdiv = isdiv && insn->off == 1;
20532                         bool is_smod = !isdiv && insn->off == 1;
20533                         struct bpf_insn *patchlet;
20534                         struct bpf_insn chk_and_div[] = {
20535                                 /* [R,W]x div 0 -> 0 */
20536                                 BPF_RAW_INSN((is64 ? BPF_JMP : BPF_JMP32) |
20537                                              BPF_JNE | BPF_K, insn->src_reg,
20538                                              0, 2, 0),
20539                                 BPF_ALU32_REG(BPF_XOR, insn->dst_reg, insn->dst_reg),
20540                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1),
20541                                 *insn,
20542                         };
20543                         struct bpf_insn chk_and_mod[] = {
20544                                 /* [R,W]x mod 0 -> [R,W]x */
20545                                 BPF_RAW_INSN((is64 ? BPF_JMP : BPF_JMP32) |
20546                                              BPF_JEQ | BPF_K, insn->src_reg,
20547                                              0, 1 + (is64 ? 0 : 1), 0),
20548                                 *insn,
20549                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1),
20550                                 BPF_MOV32_REG(insn->dst_reg, insn->dst_reg),
20551                         };
20552                         struct bpf_insn chk_and_sdiv[] = {
20553                                 /* [R,W]x sdiv 0 -> 0
20554                                  * LLONG_MIN sdiv -1 -> LLONG_MIN
20555                                  * INT_MIN sdiv -1 -> INT_MIN
20556                                  */
20557                                 BPF_MOV64_REG(BPF_REG_AX, insn->src_reg),
20558                                 BPF_RAW_INSN((is64 ? BPF_ALU64 : BPF_ALU) |
20559                                              BPF_ADD | BPF_K, BPF_REG_AX,
20560                                              0, 0, 1),
20561                                 BPF_RAW_INSN((is64 ? BPF_JMP : BPF_JMP32) |
20562                                              BPF_JGT | BPF_K, BPF_REG_AX,
20563                                              0, 4, 1),
20564                                 BPF_RAW_INSN((is64 ? BPF_JMP : BPF_JMP32) |
20565                                              BPF_JEQ | BPF_K, BPF_REG_AX,
20566                                              0, 1, 0),
20567                                 BPF_RAW_INSN((is64 ? BPF_ALU64 : BPF_ALU) |
20568                                              BPF_MOV | BPF_K, insn->dst_reg,
20569                                              0, 0, 0),
20570                                 /* BPF_NEG(LLONG_MIN) == -LLONG_MIN == LLONG_MIN */
20571                                 BPF_RAW_INSN((is64 ? BPF_ALU64 : BPF_ALU) |
20572                                              BPF_NEG | BPF_K, insn->dst_reg,
20573                                              0, 0, 0),
20574                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1),
20575                                 *insn,
20576                         };
20577                         struct bpf_insn chk_and_smod[] = {
20578                                 /* [R,W]x mod 0 -> [R,W]x */
20579                                 /* [R,W]x mod -1 -> 0 */
20580                                 BPF_MOV64_REG(BPF_REG_AX, insn->src_reg),
20581                                 BPF_RAW_INSN((is64 ? BPF_ALU64 : BPF_ALU) |
20582                                              BPF_ADD | BPF_K, BPF_REG_AX,
20583                                              0, 0, 1),
20584                                 BPF_RAW_INSN((is64 ? BPF_JMP : BPF_JMP32) |
20585                                              BPF_JGT | BPF_K, BPF_REG_AX,
20586                                              0, 3, 1),
20587                                 BPF_RAW_INSN((is64 ? BPF_JMP : BPF_JMP32) |
20588                                              BPF_JEQ | BPF_K, BPF_REG_AX,
20589                                              0, 3 + (is64 ? 0 : 1), 1),
20590                                 BPF_MOV32_IMM(insn->dst_reg, 0),
20591                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1),
20592                                 *insn,
20593                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1),
20594                                 BPF_MOV32_REG(insn->dst_reg, insn->dst_reg),
20595                         };
20596
20597                         if (is_sdiv) {
20598                                 patchlet = chk_and_sdiv;
20599                                 cnt = ARRAY_SIZE(chk_and_sdiv);
20600                         } else if (is_smod) {
20601                                 patchlet = chk_and_smod;
20602                                 cnt = ARRAY_SIZE(chk_and_smod) - (is64 ? 2 : 0);
20603                         } else {
20604                                 patchlet = isdiv ? chk_and_div : chk_and_mod;
20605                                 cnt = isdiv ? ARRAY_SIZE(chk_and_div) :
20606                                               ARRAY_SIZE(chk_and_mod) - (is64 ? 2 : 0);
20607                         }
20608
20609                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, patchlet, cnt);
20610                         if (!new_prog)
20611                                 return -ENOMEM;
20612
20613                         delta    += cnt - 1;
20614                         env->prog = prog = new_prog;
20615                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
20616                         goto next_insn;
20617                 }
20618
20619                 /* Make it impossible to de-reference a userspace address */
20620                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LDX &&
20621                     (BPF_MODE(insn->code) == BPF_PROBE_MEM ||
20622                      BPF_MODE(insn->code) == BPF_PROBE_MEMSX)) {
20623                         struct bpf_insn *patch = &insn_buf[0];
20624                         u64 uaddress_limit = bpf_arch_uaddress_limit();
20625
20626                         if (!uaddress_limit)
20627                                 goto next_insn;
20628
20629                         *patch++ = BPF_MOV64_REG(BPF_REG_AX, insn->src_reg);
20630                         if (insn->off)
20631                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, BPF_REG_AX, insn->off);
20632                         *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_RSH, BPF_REG_AX, 32);
20633                         *patch++ = BPF_JMP_IMM(BPF_JLE, BPF_REG_AX, uaddress_limit >> 32, 2);
20634                         *patch++ = *insn;
20635                         *patch++ = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1);
20636                         *patch++ = BPF_MOV64_IMM(insn->dst_reg, 0);
20637
20638                         cnt = patch - insn_buf;
20639                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
20640                         if (!new_prog)
20641                                 return -ENOMEM;
20642
20643                         delta    += cnt - 1;
20644                         env->prog = prog = new_prog;
20645                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
20646                         goto next_insn;
20647                 }
20648
20649                 /* Implement LD_ABS and LD_IND with a rewrite, if supported by the program type. */
20650                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LD &&
20651                     (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ABS ||
20652                      BPF_MODE(insn->code) == BPF_IND)) {
20653                         cnt = env->ops->gen_ld_abs(insn, insn_buf);
20654                         if (cnt == 0 || cnt >= INSN_BUF_SIZE) {
20655                                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
20656                                 return -EINVAL;
20657                         }
20658
20659                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
20660                         if (!new_prog)
20661                                 return -ENOMEM;
20662
20663                         delta    += cnt - 1;
20664                         env->prog = prog = new_prog;
20665                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
20666                         goto next_insn;
20667                 }
20668
20669                 /* Rewrite pointer arithmetic to mitigate speculation attacks. */
20670                 if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X) ||
20671                     insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X)) {
20672                         const u8 code_add = BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X;
20673                         const u8 code_sub = BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X;
20674                         struct bpf_insn *patch = &insn_buf[0];
20675                         bool issrc, isneg, isimm;
20676                         u32 off_reg;
20677
20678                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
20679                         if (!aux->alu_state ||
20680                             aux->alu_state == BPF_ALU_NON_POINTER)
20681                                 goto next_insn;
20682
20683                         isneg = aux->alu_state & BPF_ALU_NEG_VALUE;
20684                         issrc = (aux->alu_state & BPF_ALU_SANITIZE) ==
20685                                 BPF_ALU_SANITIZE_SRC;
20686                         isimm = aux->alu_state & BPF_ALU_IMMEDIATE;
20687
20688                         off_reg = issrc ? insn->src_reg : insn->dst_reg;
20689                         if (isimm) {
20690                                 *patch++ = BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_AX, aux->alu_limit);
20691                         } else {
20692                                 if (isneg)
20693                                         *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MUL, off_reg, -1);
20694                                 *patch++ = BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_AX, aux->alu_limit);
20695                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_SUB, BPF_REG_AX, off_reg);
20696                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_OR, BPF_REG_AX, off_reg);
20697                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_NEG, BPF_REG_AX, 0);
20698                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_ARSH, BPF_REG_AX, 63);
20699                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_AND, BPF_REG_AX, off_reg);
20700                         }
20701                         if (!issrc)
20702                                 *patch++ = BPF_MOV64_REG(insn->dst_reg, insn->src_reg);
20703                         insn->src_reg = BPF_REG_AX;
20704                         if (isneg)
20705                                 insn->code = insn->code == code_add ?
20706                                              code_sub : code_add;
20707                         *patch++ = *insn;
20708                         if (issrc && isneg && !isimm)
20709                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MUL, off_reg, -1);
20710                         cnt = patch - insn_buf;
20711
20712                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
20713                         if (!new_prog)
20714                                 return -ENOMEM;
20715
20716                         delta    += cnt - 1;
20717                         env->prog = prog = new_prog;
20718                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
20719                         goto next_insn;
20720                 }
20721
20722                 if (is_may_goto_insn(insn)) {
20723                         int stack_off = -stack_depth - 8;
20724
20725                         stack_depth_extra = 8;
20726                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_AX, BPF_REG_10, stack_off);
20727                         if (insn->off >= 0)
20728                                 insn_buf[1] = BPF_JMP_IMM(BPF_JEQ, BPF_REG_AX, 0, insn->off + 2);
20729                         else
20730                                 insn_buf[1] = BPF_JMP_IMM(BPF_JEQ, BPF_REG_AX, 0, insn->off - 1);
20731                         insn_buf[2] = BPF_ALU64_IMM(BPF_SUB, BPF_REG_AX, 1);
20732                         insn_buf[3] = BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_10, BPF_REG_AX, stack_off);
20733                         cnt = 4;
20734
20735                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
20736                         if (!new_prog)
20737                                 return -ENOMEM;
20738
20739                         delta += cnt - 1;
20740                         env->prog = prog = new_prog;
20741                         insn = new_prog->insnsi + i + delta;
20742                         goto next_insn;
20743                 }
20744
20745                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL))
20746                         goto next_insn;
20747                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
20748                         goto next_insn;
20749                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL) {
20750                         ret = fixup_kfunc_call(env, insn, insn_buf, i + delta, &cnt);
20751                         if (ret)
20752                                 return ret;
20753                         if (cnt == 0)
20754                                 goto next_insn;
20755
20756                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
20757                         if (!new_prog)
20758                                 return -ENOMEM;
20759
20760                         delta    += cnt - 1;
20761                         env->prog = prog = new_prog;
20762                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
20763                         goto next_insn;
20764                 }
20765
20766                 /* Skip inlining the helper call if the JIT does it. */
20767                 if (bpf_jit_inlines_helper_call(insn->imm))
20768                         goto next_insn;
20769
20770                 if (insn->imm == BPF_FUNC_get_route_realm)
20771                         prog->dst_needed = 1;
20772                 if (insn->imm == BPF_FUNC_get_prandom_u32)
20773                         bpf_user_rnd_init_once();
20774                 if (insn->imm == BPF_FUNC_override_return)
20775                         prog->kprobe_override = 1;
20776                 if (insn->imm == BPF_FUNC_tail_call) {
20777                         /* If we tail call into other programs, we
20778                          * cannot make any assumptions since they can
20779                          * be replaced dynamically during runtime in
20780                          * the program array.
20781                          */
20782                         prog->cb_access = 1;
20783                         if (!allow_tail_call_in_subprogs(env))
20784                                 prog->aux->stack_depth = MAX_BPF_STACK;
20785                         prog->aux->max_pkt_offset = MAX_PACKET_OFF;
20786
20787                         /* mark bpf_tail_call as different opcode to avoid
20788                          * conditional branch in the interpreter for every normal
20789                          * call and to prevent accidental JITing by JIT compiler
20790                          * that doesn't support bpf_tail_call yet
20791                          */
20792                         insn->imm = 0;
20793                         insn->code = BPF_JMP | BPF_TAIL_CALL;
20794
20795                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
20796                         if (env->bpf_capable && !prog->blinding_requested &&
20797                             prog->jit_requested &&
20798                             !bpf_map_key_poisoned(aux) &&
20799                             !bpf_map_ptr_poisoned(aux) &&
20800                             !bpf_map_ptr_unpriv(aux)) {
20801                                 struct bpf_jit_poke_descriptor desc = {
20802                                         .reason = BPF_POKE_REASON_TAIL_CALL,
20803                                         .tail_call.map = aux->map_ptr_state.map_ptr,
20804                                         .tail_call.key = bpf_map_key_immediate(aux),
20805                                         .insn_idx = i + delta,
20806                                 };
20807
20808                                 ret = bpf_jit_add_poke_descriptor(prog, &desc);
20809                                 if (ret < 0) {
20810                                         verbose(env, "adding tail call poke descriptor failed\n");
20811                                         return ret;
20812                                 }
20813
20814                                 insn->imm = ret + 1;
20815                                 goto next_insn;
20816                         }
20817
20818                         if (!bpf_map_ptr_unpriv(aux))
20819                                 goto next_insn;
20820
20821                         /* instead of changing every JIT dealing with tail_call
20822                          * emit two extra insns:
20823                          * if (index >= max_entries) goto out;
20824                          * index &= array->index_mask;
20825                          * to avoid out-of-bounds cpu speculation
20826                          */
20827                         if (bpf_map_ptr_poisoned(aux)) {
20828                                 verbose(env, "tail_call abusing map_ptr\n");
20829                                 return -EINVAL;
20830                         }
20831
20832                         map_ptr = aux->map_ptr_state.map_ptr;
20833                         insn_buf[0] = BPF_JMP_IMM(BPF_JGE, BPF_REG_3,
20834                                                   map_ptr->max_entries, 2);
20835                         insn_buf[1] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, BPF_REG_3,
20836                                                     container_of(map_ptr,
20837                                                                  struct bpf_array,
20838                                                                  map)->index_mask);
20839                         insn_buf[2] = *insn;
20840                         cnt = 3;
20841                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
20842                         if (!new_prog)
20843                                 return -ENOMEM;
20844
20845                         delta    += cnt - 1;
20846                         env->prog = prog = new_prog;
20847                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
20848                         goto next_insn;
20849                 }
20850
20851                 if (insn->imm == BPF_FUNC_timer_set_callback) {
20852                         /* The verifier will process callback_fn as many times as necessary
20853                          * with different maps and the register states prepared by
20854                          * set_timer_callback_state will be accurate.
20855                          *
20856                          * The following use case is valid:
20857                          *   map1 is shared by prog1, prog2, prog3.
20858                          *   prog1 calls bpf_timer_init for some map1 elements
20859                          *   prog2 calls bpf_timer_set_callback for some map1 elements.
20860                          *     Those that were not bpf_timer_init-ed will return -EINVAL.
20861                          *   prog3 calls bpf_timer_start for some map1 elements.
20862                          *     Those that were not both bpf_timer_init-ed and
20863                          *     bpf_timer_set_callback-ed will return -EINVAL.
20864                          */
20865                         struct bpf_insn ld_addrs[2] = {
20866                                 BPF_LD_IMM64(BPF_REG_3, (long)prog->aux),
20867                         };
20868
20869                         insn_buf[0] = ld_addrs[0];
20870                         insn_buf[1] = ld_addrs[1];
20871                         insn_buf[2] = *insn;
20872                         cnt = 3;
20873
20874                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
20875                         if (!new_prog)
20876                                 return -ENOMEM;
20877
20878                         delta    += cnt - 1;
20879                         env->prog = prog = new_prog;
20880                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
20881                         goto patch_call_imm;
20882                 }
20883
20884                 if (is_storage_get_function(insn->imm)) {
20885                         if (!in_sleepable(env) ||
20886                             env->insn_aux_data[i + delta].storage_get_func_atomic)
20887                                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_5, (__force __s32)GFP_ATOMIC);
20888                         else
20889                                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_5, (__force __s32)GFP_KERNEL);
20890                         insn_buf[1] = *insn;
20891                         cnt = 2;
20892
20893                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
20894                         if (!new_prog)
20895                                 return -ENOMEM;
20896
20897                         delta += cnt - 1;
20898                         env->prog = prog = new_prog;
20899                         insn = new_prog->insnsi + i + delta;
20900                         goto patch_call_imm;
20901                 }
20902
20903                 /* bpf_per_cpu_ptr() and bpf_this_cpu_ptr() */
20904                 if (env->insn_aux_data[i + delta].call_with_percpu_alloc_ptr) {
20905                         /* patch with 'r1 = *(u64 *)(r1 + 0)' since for percpu data,
20906                          * bpf_mem_alloc() returns a ptr to the percpu data ptr.
20907                          */
20908                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_1, BPF_REG_1, 0);
20909                         insn_buf[1] = *insn;
20910                         cnt = 2;
20911
20912                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
20913                         if (!new_prog)
20914                                 return -ENOMEM;
20915
20916                         delta += cnt - 1;
20917                         env->prog = prog = new_prog;
20918                         insn = new_prog->insnsi + i + delta;
20919                         goto patch_call_imm;
20920                 }
20921
20922                 /* BPF_EMIT_CALL() assumptions in some of the map_gen_lookup
20923                  * and other inlining handlers are currently limited to 64 bit
20924                  * only.
20925                  */
20926                 if (prog->jit_requested && BITS_PER_LONG == 64 &&
20927                     (insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_elem ||
20928                      insn->imm == BPF_FUNC_map_update_elem ||
20929                      insn->imm == BPF_FUNC_map_delete_elem ||
20930                      insn->imm == BPF_FUNC_map_push_elem   ||
20931                      insn->imm == BPF_FUNC_map_pop_elem    ||
20932                      insn->imm == BPF_FUNC_map_peek_elem   ||
20933                      insn->imm == BPF_FUNC_redirect_map    ||
20934                      insn->imm == BPF_FUNC_for_each_map_elem ||
20935                      insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem)) {
20936                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
20937                         if (bpf_map_ptr_poisoned(aux))
20938                                 goto patch_call_imm;
20939
20940                         map_ptr = aux->map_ptr_state.map_ptr;
20941                         ops = map_ptr->ops;
20942                         if (insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
20943                             ops->map_gen_lookup) {
20944                                 cnt = ops->map_gen_lookup(map_ptr, insn_buf);
20945                                 if (cnt == -EOPNOTSUPP)
20946                                         goto patch_map_ops_generic;
20947                                 if (cnt <= 0 || cnt >= INSN_BUF_SIZE) {
20948                                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
20949                                         return -EINVAL;
20950                                 }
20951
20952                                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta,
20953                                                                insn_buf, cnt);
20954                                 if (!new_prog)
20955                                         return -ENOMEM;
20956
20957                                 delta    += cnt - 1;
20958                                 env->prog = prog = new_prog;
20959                                 insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
20960                                 goto next_insn;
20961                         }
20962
20963                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_lookup_elem,
20964                                      (void *(*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
20965                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_delete_elem,
20966                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
20967                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_update_elem,
20968                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
20969                                               u64 flags))NULL));
20970                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_push_elem,
20971                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *value,
20972                                               u64 flags))NULL));
20973                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_pop_elem,
20974                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *value))NULL));
20975                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_peek_elem,
20976                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *value))NULL));
20977                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_redirect,
20978                                      (long (*)(struct bpf_map *map, u64 index, u64 flags))NULL));
20979                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_for_each_callback,
20980                                      (long (*)(struct bpf_map *map,
20981                                               bpf_callback_t callback_fn,
20982                                               void *callback_ctx,
20983                                               u64 flags))NULL));
20984                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_lookup_percpu_elem,
20985                                      (void *(*)(struct bpf_map *map, void *key, u32 cpu))NULL));
20986
20987 patch_map_ops_generic:
20988                         switch (insn->imm) {
20989                         case BPF_FUNC_map_lookup_elem:
20990                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_lookup_elem);
20991                                 goto next_insn;
20992                         case BPF_FUNC_map_update_elem:
20993                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_update_elem);
20994                                 goto next_insn;
20995                         case BPF_FUNC_map_delete_elem:
20996                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_delete_elem);
20997                                 goto next_insn;
20998                         case BPF_FUNC_map_push_elem:
20999                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_push_elem);
21000                                 goto next_insn;
21001                         case BPF_FUNC_map_pop_elem:
21002                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_pop_elem);
21003                                 goto next_insn;
21004                         case BPF_FUNC_map_peek_elem:
21005                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_peek_elem);
21006                                 goto next_insn;
21007                         case BPF_FUNC_redirect_map:
21008                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_redirect);
21009                                 goto next_insn;
21010                         case BPF_FUNC_for_each_map_elem:
21011                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_for_each_callback);
21012                                 goto next_insn;
21013                         case BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem:
21014                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_lookup_percpu_elem);
21015                                 goto next_insn;
21016                         }
21017
21018                         goto patch_call_imm;
21019                 }
21020
21021                 /* Implement bpf_jiffies64 inline. */
21022                 if (prog->jit_requested && BITS_PER_LONG == 64 &&
21023                     insn->imm == BPF_FUNC_jiffies64) {
21024                         struct bpf_insn ld_jiffies_addr[2] = {
21025                                 BPF_LD_IMM64(BPF_REG_0,
21026                                              (unsigned long)&jiffies),
21027                         };
21028
21029                         insn_buf[0] = ld_jiffies_addr[0];
21030                         insn_buf[1] = ld_jiffies_addr[1];
21031                         insn_buf[2] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0,
21032                                                   BPF_REG_0, 0);
21033                         cnt = 3;
21034
21035                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf,
21036                                                        cnt);
21037                         if (!new_prog)
21038                                 return -ENOMEM;
21039
21040                         delta    += cnt - 1;
21041                         env->prog = prog = new_prog;
21042                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
21043                         goto next_insn;
21044                 }
21045
21046 #if defined(CONFIG_X86_64) && !defined(CONFIG_UML)
21047                 /* Implement bpf_get_smp_processor_id() inline. */
21048                 if (insn->imm == BPF_FUNC_get_smp_processor_id &&
21049                     verifier_inlines_helper_call(env, insn->imm)) {
21050                         /* BPF_FUNC_get_smp_processor_id inlining is an
21051                          * optimization, so if pcpu_hot.cpu_number is ever
21052                          * changed in some incompatible and hard to support
21053                          * way, it's fine to back out this inlining logic
21054                          */
21055                         insn_buf[0] = BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_0, (u32)(unsigned long)&pcpu_hot.cpu_number);
21056                         insn_buf[1] = BPF_MOV64_PERCPU_REG(BPF_REG_0, BPF_REG_0);
21057                         insn_buf[2] = BPF_LDX_MEM(BPF_W, BPF_REG_0, BPF_REG_0, 0);
21058                         cnt = 3;
21059
21060                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
21061                         if (!new_prog)
21062                                 return -ENOMEM;
21063
21064                         delta    += cnt - 1;
21065                         env->prog = prog = new_prog;
21066                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
21067                         goto next_insn;
21068                 }
21069 #endif
21070                 /* Implement bpf_get_func_arg inline. */
21071                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
21072                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_arg) {
21073                         /* Load nr_args from ctx - 8 */
21074                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -8);
21075                         insn_buf[1] = BPF_JMP32_REG(BPF_JGE, BPF_REG_2, BPF_REG_0, 6);
21076                         insn_buf[2] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_2, 3);
21077                         insn_buf[3] = BPF_ALU64_REG(BPF_ADD, BPF_REG_2, BPF_REG_1);
21078                         insn_buf[4] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_2, 0);
21079                         insn_buf[5] = BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_3, BPF_REG_0, 0);
21080                         insn_buf[6] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, 0);
21081                         insn_buf[7] = BPF_JMP_A(1);
21082                         insn_buf[8] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, -EINVAL);
21083                         cnt = 9;
21084
21085                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
21086                         if (!new_prog)
21087                                 return -ENOMEM;
21088
21089                         delta    += cnt - 1;
21090                         env->prog = prog = new_prog;
21091                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
21092                         goto next_insn;
21093                 }
21094
21095                 /* Implement bpf_get_func_ret inline. */
21096                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
21097                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_ret) {
21098                         if (eatype == BPF_TRACE_FEXIT ||
21099                             eatype == BPF_MODIFY_RETURN) {
21100                                 /* Load nr_args from ctx - 8 */
21101                                 insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -8);
21102                                 insn_buf[1] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_0, 3);
21103                                 insn_buf[2] = BPF_ALU64_REG(BPF_ADD, BPF_REG_0, BPF_REG_1);
21104                                 insn_buf[3] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_3, BPF_REG_0, 0);
21105                                 insn_buf[4] = BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_2, BPF_REG_3, 0);
21106                                 insn_buf[5] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, 0);
21107                                 cnt = 6;
21108                         } else {
21109                                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, -EOPNOTSUPP);
21110                                 cnt = 1;
21111                         }
21112
21113                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
21114                         if (!new_prog)
21115                                 return -ENOMEM;
21116
21117                         delta    += cnt - 1;
21118                         env->prog = prog = new_prog;
21119                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
21120                         goto next_insn;
21121                 }
21122
21123                 /* Implement get_func_arg_cnt inline. */
21124                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
21125                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_arg_cnt) {
21126                         /* Load nr_args from ctx - 8 */
21127                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -8);
21128
21129                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, 1);
21130                         if (!new_prog)
21131                                 return -ENOMEM;
21132
21133                         env->prog = prog = new_prog;
21134                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
21135                         goto next_insn;
21136                 }
21137
21138                 /* Implement bpf_get_func_ip inline. */
21139                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
21140                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_ip) {
21141                         /* Load IP address from ctx - 16 */
21142                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -16);
21143
21144                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, 1);
21145                         if (!new_prog)
21146                                 return -ENOMEM;
21147
21148                         env->prog = prog = new_prog;
21149                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
21150                         goto next_insn;
21151                 }
21152
21153                 /* Implement bpf_get_branch_snapshot inline. */
21154                 if (IS_ENABLED(CONFIG_PERF_EVENTS) &&
21155                     prog->jit_requested && BITS_PER_LONG == 64 &&
21156                     insn->imm == BPF_FUNC_get_branch_snapshot) {
21157                         /* We are dealing with the following func protos:
21158                          * u64 bpf_get_branch_snapshot(void *buf, u32 size, u64 flags);
21159                          * int perf_snapshot_branch_stack(struct perf_branch_entry *entries, u32 cnt);
21160                          */
21161                         const u32 br_entry_size = sizeof(struct perf_branch_entry);
21162
21163                         /* struct perf_branch_entry is part of UAPI and is
21164                          * used as an array element, so extremely unlikely to
21165                          * ever grow or shrink
21166                          */
21167                         BUILD_BUG_ON(br_entry_size != 24);
21168
21169                         /* if (unlikely(flags)) return -EINVAL */
21170                         insn_buf[0] = BPF_JMP_IMM(BPF_JNE, BPF_REG_3, 0, 7);
21171
21172                         /* Transform size (bytes) into number of entries (cnt = size / 24).
21173                          * But to avoid expensive division instruction, we implement
21174                          * divide-by-3 through multiplication, followed by further
21175                          * division by 8 through 3-bit right shift.
21176                          * Refer to book "Hacker's Delight, 2nd ed." by Henry S. Warren, Jr.,
21177                          * p. 227, chapter "Unsigned Division by 3" for details and proofs.
21178                          *
21179                          * N / 3 <=> M * N / 2^33, where M = (2^33 + 1) / 3 = 0xaaaaaaab.
21180                          */
21181                         insn_buf[1] = BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_0, 0xaaaaaaab);
21182                         insn_buf[2] = BPF_ALU64_REG(BPF_MUL, BPF_REG_2, BPF_REG_0);
21183                         insn_buf[3] = BPF_ALU64_IMM(BPF_RSH, BPF_REG_2, 36);
21184
21185                         /* call perf_snapshot_branch_stack implementation */
21186                         insn_buf[4] = BPF_EMIT_CALL(static_call_query(perf_snapshot_branch_stack));
21187                         /* if (entry_cnt == 0) return -ENOENT */
21188                         insn_buf[5] = BPF_JMP_IMM(BPF_JEQ, BPF_REG_0, 0, 4);
21189                         /* return entry_cnt * sizeof(struct perf_branch_entry) */
21190                         insn_buf[6] = BPF_ALU32_IMM(BPF_MUL, BPF_REG_0, br_entry_size);
21191                         insn_buf[7] = BPF_JMP_A(3);
21192                         /* return -EINVAL; */
21193                         insn_buf[8] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, -EINVAL);
21194                         insn_buf[9] = BPF_JMP_A(1);
21195                         /* return -ENOENT; */
21196                         insn_buf[10] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, -ENOENT);
21197                         cnt = 11;
21198
21199                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
21200                         if (!new_prog)
21201                                 return -ENOMEM;
21202
21203                         delta    += cnt - 1;
21204                         env->prog = prog = new_prog;
21205                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
21206                         continue;
21207                 }
21208
21209                 /* Implement bpf_kptr_xchg inline */
21210                 if (prog->jit_requested && BITS_PER_LONG == 64 &&
21211                     insn->imm == BPF_FUNC_kptr_xchg &&
21212                     bpf_jit_supports_ptr_xchg()) {
21213                         insn_buf[0] = BPF_MOV64_REG(BPF_REG_0, BPF_REG_2);
21214                         insn_buf[1] = BPF_ATOMIC_OP(BPF_DW, BPF_XCHG, BPF_REG_1, BPF_REG_0, 0);
21215                         cnt = 2;
21216
21217                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
21218                         if (!new_prog)
21219                                 return -ENOMEM;
21220
21221                         delta    += cnt - 1;
21222                         env->prog = prog = new_prog;
21223                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
21224                         goto next_insn;
21225                 }
21226 patch_call_imm:
21227                 fn = env->ops->get_func_proto(insn->imm, env->prog);
21228                 /* all functions that have prototype and verifier allowed
21229                  * programs to call them, must be real in-kernel functions
21230                  */
21231                 if (!fn->func) {
21232                         verbose(env,
21233                                 "kernel subsystem misconfigured func %s#%d\n",
21234                                 func_id_name(insn->imm), insn->imm);
21235                         return -EFAULT;
21236                 }
21237                 insn->imm = fn->func - __bpf_call_base;
21238 next_insn:
21239                 if (subprogs[cur_subprog + 1].start == i + delta + 1) {
21240                         subprogs[cur_subprog].stack_depth += stack_depth_extra;
21241                         subprogs[cur_subprog].stack_extra = stack_depth_extra;
21242                         cur_subprog++;
21243                         stack_depth = subprogs[cur_subprog].stack_depth;
21244                         stack_depth_extra = 0;
21245                 }
21246                 i++;
21247                 insn++;
21248         }
21249
21250         env->prog->aux->stack_depth = subprogs[0].stack_depth;
21251         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
21252                 int subprog_start = subprogs[i].start;
21253                 int stack_slots = subprogs[i].stack_extra / 8;
21254
21255                 if (!stack_slots)
21256                         continue;
21257                 if (stack_slots > 1) {
21258                         verbose(env, "verifier bug: stack_slots supports may_goto only\n");
21259                         return -EFAULT;
21260                 }
21261
21262                 /* Add ST insn to subprog prologue to init extra stack */
21263                 insn_buf[0] = BPF_ST_MEM(BPF_DW, BPF_REG_FP,
21264                                          -subprogs[i].stack_depth, BPF_MAX_LOOPS);
21265                 /* Copy first actual insn to preserve it */
21266                 insn_buf[1] = env->prog->insnsi[subprog_start];
21267
21268                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, subprog_start, insn_buf, 2);
21269                 if (!new_prog)
21270                         return -ENOMEM;
21271                 env->prog = prog = new_prog;
21272                 /*
21273                  * If may_goto is a first insn of a prog there could be a jmp
21274                  * insn that points to it, hence adjust all such jmps to point
21275                  * to insn after BPF_ST that inits may_goto count.
21276                  * Adjustment will succeed because bpf_patch_insn_data() didn't fail.
21277                  */
21278                 WARN_ON(adjust_jmp_off(env->prog, subprog_start, 1));
21279         }
21280
21281         /* Since poke tab is now finalized, publish aux to tracker. */
21282         for (i = 0; i < prog->aux->size_poke_tab; i++) {
21283                 map_ptr = prog->aux->poke_tab[i].tail_call.map;
21284                 if (!map_ptr->ops->map_poke_track ||
21285                     !map_ptr->ops->map_poke_untrack ||
21286                     !map_ptr->ops->map_poke_run) {
21287                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
21288                         return -EINVAL;
21289                 }
21290
21291                 ret = map_ptr->ops->map_poke_track(map_ptr, prog->aux);
21292                 if (ret < 0) {
21293                         verbose(env, "tracking tail call prog failed\n");
21294                         return ret;
21295                 }
21296         }
21297
21298         sort_kfunc_descs_by_imm_off(env->prog);
21299
21300         return 0;
21301 }
21302
21303 static struct bpf_prog *inline_bpf_loop(struct bpf_verifier_env *env,
21304                                         int position,
21305                                         s32 stack_base,
21306                                         u32 callback_subprogno,
21307                                         u32 *total_cnt)
21308 {
21309         s32 r6_offset = stack_base + 0 * BPF_REG_SIZE;
21310         s32 r7_offset = stack_base + 1 * BPF_REG_SIZE;
21311         s32 r8_offset = stack_base + 2 * BPF_REG_SIZE;
21312         int reg_loop_max = BPF_REG_6;
21313         int reg_loop_cnt = BPF_REG_7;
21314         int reg_loop_ctx = BPF_REG_8;
21315
21316         struct bpf_insn *insn_buf = env->insn_buf;
21317         struct bpf_prog *new_prog;
21318         u32 callback_start;
21319         u32 call_insn_offset;
21320         s32 callback_offset;
21321         u32 cnt = 0;
21322
21323         /* This represents an inlined version of bpf_iter.c:bpf_loop,
21324          * be careful to modify this code in sync.
21325          */
21326
21327         /* Return error and jump to the end of the patch if
21328          * expected number of iterations is too big.
21329          */
21330         insn_buf[cnt++] = BPF_JMP_IMM(BPF_JLE, BPF_REG_1, BPF_MAX_LOOPS, 2);
21331         insn_buf[cnt++] = BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_0, -E2BIG);
21332         insn_buf[cnt++] = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 16);
21333         /* spill R6, R7, R8 to use these as loop vars */
21334         insn_buf[cnt++] = BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_10, BPF_REG_6, r6_offset);
21335         insn_buf[cnt++] = BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_10, BPF_REG_7, r7_offset);
21336         insn_buf[cnt++] = BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_10, BPF_REG_8, r8_offset);
21337         /* initialize loop vars */
21338         insn_buf[cnt++] = BPF_MOV64_REG(reg_loop_max, BPF_REG_1);
21339         insn_buf[cnt++] = BPF_MOV32_IMM(reg_loop_cnt, 0);
21340         insn_buf[cnt++] = BPF_MOV64_REG(reg_loop_ctx, BPF_REG_3);
21341         /* loop header,
21342          * if reg_loop_cnt >= reg_loop_max skip the loop body
21343          */
21344         insn_buf[cnt++] = BPF_JMP_REG(BPF_JGE, reg_loop_cnt, reg_loop_max, 5);
21345         /* callback call,
21346          * correct callback offset would be set after patching
21347          */
21348         insn_buf[cnt++] = BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, reg_loop_cnt);
21349         insn_buf[cnt++] = BPF_MOV64_REG(BPF_REG_2, reg_loop_ctx);
21350         insn_buf[cnt++] = BPF_CALL_REL(0);
21351         /* increment loop counter */
21352         insn_buf[cnt++] = BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, reg_loop_cnt, 1);
21353         /* jump to loop header if callback returned 0 */
21354         insn_buf[cnt++] = BPF_JMP_IMM(BPF_JEQ, BPF_REG_0, 0, -6);
21355         /* return value of bpf_loop,
21356          * set R0 to the number of iterations
21357          */
21358         insn_buf[cnt++] = BPF_MOV64_REG(BPF_REG_0, reg_loop_cnt);
21359         /* restore original values of R6, R7, R8 */
21360         insn_buf[cnt++] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_6, BPF_REG_10, r6_offset);
21361         insn_buf[cnt++] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_7, BPF_REG_10, r7_offset);
21362         insn_buf[cnt++] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_8, BPF_REG_10, r8_offset);
21363
21364         *total_cnt = cnt;
21365         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, position, insn_buf, cnt);
21366         if (!new_prog)
21367                 return new_prog;
21368
21369         /* callback start is known only after patching */
21370         callback_start = env->subprog_info[callback_subprogno].start;
21371         /* Note: insn_buf[12] is an offset of BPF_CALL_REL instruction */
21372         call_insn_offset = position + 12;
21373         callback_offset = callback_start - call_insn_offset - 1;
21374         new_prog->insnsi[call_insn_offset].imm = callback_offset;
21375
21376         return new_prog;
21377 }
21378
21379 static bool is_bpf_loop_call(struct bpf_insn *insn)
21380 {
21381         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
21382                 insn->src_reg == 0 &&
21383                 insn->imm == BPF_FUNC_loop;
21384 }
21385
21386 /* For all sub-programs in the program (including main) check
21387  * insn_aux_data to see if there are bpf_loop calls that require
21388  * inlining. If such calls are found the calls are replaced with a
21389  * sequence of instructions produced by `inline_bpf_loop` function and
21390  * subprog stack_depth is increased by the size of 3 registers.
21391  * This stack space is used to spill values of the R6, R7, R8.  These
21392  * registers are used to store the loop bound, counter and context
21393  * variables.
21394  */
21395 static int optimize_bpf_loop(struct bpf_verifier_env *env)
21396 {
21397         struct bpf_subprog_info *subprogs = env->subprog_info;
21398         int i, cur_subprog = 0, cnt, delta = 0;
21399         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
21400         int insn_cnt = env->prog->len;
21401         u16 stack_depth = subprogs[cur_subprog].stack_depth;
21402         u16 stack_depth_roundup = round_up(stack_depth, 8) - stack_depth;
21403         u16 stack_depth_extra = 0;
21404
21405         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
21406                 struct bpf_loop_inline_state *inline_state =
21407                         &env->insn_aux_data[i + delta].loop_inline_state;
21408
21409                 if (is_bpf_loop_call(insn) && inline_state->fit_for_inline) {
21410                         struct bpf_prog *new_prog;
21411
21412                         stack_depth_extra = BPF_REG_SIZE * 3 + stack_depth_roundup;
21413                         new_prog = inline_bpf_loop(env,
21414                                                    i + delta,
21415                                                    -(stack_depth + stack_depth_extra),
21416                                                    inline_state->callback_subprogno,
21417                                                    &cnt);
21418                         if (!new_prog)
21419                                 return -ENOMEM;
21420
21421                         delta     += cnt - 1;
21422                         env->prog  = new_prog;
21423                         insn       = new_prog->insnsi + i + delta;
21424                 }
21425
21426                 if (subprogs[cur_subprog + 1].start == i + delta + 1) {
21427                         subprogs[cur_subprog].stack_depth += stack_depth_extra;
21428                         cur_subprog++;
21429                         stack_depth = subprogs[cur_subprog].stack_depth;
21430                         stack_depth_roundup = round_up(stack_depth, 8) - stack_depth;
21431                         stack_depth_extra = 0;
21432                 }
21433         }
21434
21435         env->prog->aux->stack_depth = env->subprog_info[0].stack_depth;
21436
21437         return 0;
21438 }
21439
21440 /* Remove unnecessary spill/fill pairs, members of fastcall pattern,
21441  * adjust subprograms stack depth when possible.
21442  */
21443 static int remove_fastcall_spills_fills(struct bpf_verifier_env *env)
21444 {
21445         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
21446         struct bpf_insn_aux_data *aux = env->insn_aux_data;
21447         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
21448         int insn_cnt = env->prog->len;
21449         u32 spills_num;
21450         bool modified = false;
21451         int i, j;
21452
21453         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
21454                 if (aux[i].fastcall_spills_num > 0) {
21455                         spills_num = aux[i].fastcall_spills_num;
21456                         /* NOPs would be removed by opt_remove_nops() */
21457                         for (j = 1; j <= spills_num; ++j) {
21458                                 *(insn - j) = NOP;
21459                                 *(insn + j) = NOP;
21460                         }
21461                         modified = true;
21462                 }
21463                 if ((subprog + 1)->start == i + 1) {
21464                         if (modified && !subprog->keep_fastcall_stack)
21465                                 subprog->stack_depth = -subprog->fastcall_stack_off;
21466                         subprog++;
21467                         modified = false;
21468                 }
21469         }
21470
21471         return 0;
21472 }
21473
21474 static void free_states(struct bpf_verifier_env *env)
21475 {
21476         struct bpf_verifier_state_list *sl, *sln;
21477         int i;
21478
21479         sl = env->free_list;
21480         while (sl) {
21481                 sln = sl->next;
21482                 free_verifier_state(&sl->state, false);
21483                 kfree(sl);
21484                 sl = sln;
21485         }
21486         env->free_list = NULL;
21487
21488         if (!env->explored_states)
21489                 return;
21490
21491         for (i = 0; i < state_htab_size(env); i++) {
21492                 sl = env->explored_states[i];
21493
21494                 while (sl) {
21495                         sln = sl->next;
21496                         free_verifier_state(&sl->state, false);
21497                         kfree(sl);
21498                         sl = sln;
21499                 }
21500                 env->explored_states[i] = NULL;
21501         }
21502 }
21503
21504 static int do_check_common(struct bpf_verifier_env *env, int subprog)
21505 {
21506         bool pop_log = !(env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2);
21507         struct bpf_subprog_info *sub = subprog_info(env, subprog);
21508         struct bpf_verifier_state *state;
21509         struct bpf_reg_state *regs;
21510         int ret, i;
21511
21512         env->prev_linfo = NULL;
21513         env->pass_cnt++;
21514
21515         state = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_state), GFP_KERNEL);
21516         if (!state)
21517                 return -ENOMEM;
21518         state->curframe = 0;
21519         state->speculative = false;
21520         state->branches = 1;
21521         state->frame[0] = kzalloc(sizeof(struct bpf_func_state), GFP_KERNEL);
21522         if (!state->frame[0]) {
21523                 kfree(state);
21524                 return -ENOMEM;
21525         }
21526         env->cur_state = state;
21527         init_func_state(env, state->frame[0],
21528                         BPF_MAIN_FUNC /* callsite */,
21529                         0 /* frameno */,
21530                         subprog);
21531         state->first_insn_idx = env->subprog_info[subprog].start;
21532         state->last_insn_idx = -1;
21533
21534         regs = state->frame[state->curframe]->regs;
21535         if (subprog || env->prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT) {
21536                 const char *sub_name = subprog_name(env, subprog);
21537                 struct bpf_subprog_arg_info *arg;
21538                 struct bpf_reg_state *reg;
21539
21540                 verbose(env, "Validating %s() func#%d...\n", sub_name, subprog);
21541                 ret = btf_prepare_func_args(env, subprog);
21542                 if (ret)
21543                         goto out;
21544
21545                 if (subprog_is_exc_cb(env, subprog)) {
21546                         state->frame[0]->in_exception_callback_fn = true;
21547                         /* We have already ensured that the callback returns an integer, just
21548                          * like all global subprogs. We need to determine it only has a single
21549                          * scalar argument.
21550                          */
21551                         if (sub->arg_cnt != 1 || sub->args[0].arg_type != ARG_ANYTHING) {
21552                                 verbose(env, "exception cb only supports single integer argument\n");
21553                                 ret = -EINVAL;
21554                                 goto out;
21555                         }
21556                 }
21557                 for (i = BPF_REG_1; i <= sub->arg_cnt; i++) {
21558                         arg = &sub->args[i - BPF_REG_1];
21559                         reg = &regs[i];
21560
21561                         if (arg->arg_type == ARG_PTR_TO_CTX) {
21562                                 reg->type = PTR_TO_CTX;
21563                                 mark_reg_known_zero(env, regs, i);
21564                         } else if (arg->arg_type == ARG_ANYTHING) {
21565                                 reg->type = SCALAR_VALUE;
21566                                 mark_reg_unknown(env, regs, i);
21567                         } else if (arg->arg_type == (ARG_PTR_TO_DYNPTR | MEM_RDONLY)) {
21568                                 /* assume unspecial LOCAL dynptr type */
21569                                 __mark_dynptr_reg(reg, BPF_DYNPTR_TYPE_LOCAL, true, ++env->id_gen);
21570                         } else if (base_type(arg->arg_type) == ARG_PTR_TO_MEM) {
21571                                 reg->type = PTR_TO_MEM;
21572                                 if (arg->arg_type & PTR_MAYBE_NULL)
21573                                         reg->type |= PTR_MAYBE_NULL;
21574                                 mark_reg_known_zero(env, regs, i);
21575                                 reg->mem_size = arg->mem_size;
21576                                 reg->id = ++env->id_gen;
21577                         } else if (base_type(arg->arg_type) == ARG_PTR_TO_BTF_ID) {
21578                                 reg->type = PTR_TO_BTF_ID;
21579                                 if (arg->arg_type & PTR_MAYBE_NULL)
21580                                         reg->type |= PTR_MAYBE_NULL;
21581                                 if (arg->arg_type & PTR_UNTRUSTED)
21582                                         reg->type |= PTR_UNTRUSTED;
21583                                 if (arg->arg_type & PTR_TRUSTED)
21584                                         reg->type |= PTR_TRUSTED;
21585                                 mark_reg_known_zero(env, regs, i);
21586                                 reg->btf = bpf_get_btf_vmlinux(); /* can't fail at this point */
21587                                 reg->btf_id = arg->btf_id;
21588                                 reg->id = ++env->id_gen;
21589                         } else if (base_type(arg->arg_type) == ARG_PTR_TO_ARENA) {
21590                                 /* caller can pass either PTR_TO_ARENA or SCALAR */
21591                                 mark_reg_unknown(env, regs, i);
21592                         } else {
21593                                 WARN_ONCE(1, "BUG: unhandled arg#%d type %d\n",
21594                                           i - BPF_REG_1, arg->arg_type);
21595                                 ret = -EFAULT;
21596                                 goto out;
21597                         }
21598                 }
21599         } else {
21600                 /* if main BPF program has associated BTF info, validate that
21601                  * it's matching expected signature, and otherwise mark BTF
21602                  * info for main program as unreliable
21603                  */
21604                 if (env->prog->aux->func_info_aux) {
21605                         ret = btf_prepare_func_args(env, 0);
21606                         if (ret || sub->arg_cnt != 1 || sub->args[0].arg_type != ARG_PTR_TO_CTX)
21607                                 env->prog->aux->func_info_aux[0].unreliable = true;
21608                 }
21609
21610                 /* 1st arg to a function */
21611                 regs[BPF_REG_1].type = PTR_TO_CTX;
21612                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_1);
21613         }
21614
21615         ret = do_check(env);
21616 out:
21617         /* check for NULL is necessary, since cur_state can be freed inside
21618          * do_check() under memory pressure.
21619          */
21620         if (env->cur_state) {
21621                 free_verifier_state(env->cur_state, true);
21622                 env->cur_state = NULL;
21623         }
21624         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
21625         if (!ret && pop_log)
21626                 bpf_vlog_reset(&env->log, 0);
21627         free_states(env);
21628         return ret;
21629 }
21630
21631 /* Lazily verify all global functions based on their BTF, if they are called
21632  * from main BPF program or any of subprograms transitively.
21633  * BPF global subprogs called from dead code are not validated.
21634  * All callable global functions must pass verification.
21635  * Otherwise the whole program is rejected.
21636  * Consider:
21637  * int bar(int);
21638  * int foo(int f)
21639  * {
21640  *    return bar(f);
21641  * }
21642  * int bar(int b)
21643  * {
21644  *    ...
21645  * }
21646  * foo() will be verified first for R1=any_scalar_value. During verification it
21647  * will be assumed that bar() already verified successfully and call to bar()
21648  * from foo() will be checked for type match only. Later bar() will be verified
21649  * independently to check that it's safe for R1=any_scalar_value.
21650  */
21651 static int do_check_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
21652 {
21653         struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
21654         struct bpf_func_info_aux *sub_aux;
21655         int i, ret, new_cnt;
21656
21657         if (!aux->func_info)
21658                 return 0;
21659
21660         /* exception callback is presumed to be always called */
21661         if (env->exception_callback_subprog)
21662                 subprog_aux(env, env->exception_callback_subprog)->called = true;
21663
21664 again:
21665         new_cnt = 0;
21666         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
21667                 if (!subprog_is_global(env, i))
21668                         continue;
21669
21670                 sub_aux = subprog_aux(env, i);
21671                 if (!sub_aux->called || sub_aux->verified)
21672                         continue;
21673
21674                 env->insn_idx = env->subprog_info[i].start;
21675                 WARN_ON_ONCE(env->insn_idx == 0);
21676                 ret = do_check_common(env, i);
21677                 if (ret) {
21678                         return ret;
21679                 } else if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
21680                         verbose(env, "Func#%d ('%s') is safe for any args that match its prototype\n",
21681                                 i, subprog_name(env, i));
21682                 }
21683
21684                 /* We verified new global subprog, it might have called some
21685                  * more global subprogs that we haven't verified yet, so we
21686                  * need to do another pass over subprogs to verify those.
21687                  */
21688                 sub_aux->verified = true;
21689                 new_cnt++;
21690         }
21691
21692         /* We can't loop forever as we verify at least one global subprog on
21693          * each pass.
21694          */
21695         if (new_cnt)
21696                 goto again;
21697
21698         return 0;
21699 }
21700
21701 static int do_check_main(struct bpf_verifier_env *env)
21702 {
21703         int ret;
21704
21705         env->insn_idx = 0;
21706         ret = do_check_common(env, 0);
21707         if (!ret)
21708                 env->prog->aux->stack_depth = env->subprog_info[0].stack_depth;
21709         return ret;
21710 }
21711
21712
21713 static void print_verification_stats(struct bpf_verifier_env *env)
21714 {
21715         int i;
21716
21717         if (env->log.level & BPF_LOG_STATS) {
21718                 verbose(env, "verification time %lld usec\n",
21719                         div_u64(env->verification_time, 1000));
21720                 verbose(env, "stack depth ");
21721                 for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
21722                         u32 depth = env->subprog_info[i].stack_depth;
21723
21724                         verbose(env, "%d", depth);
21725                         if (i + 1 < env->subprog_cnt)
21726                                 verbose(env, "+");
21727                 }
21728                 verbose(env, "\n");
21729         }
21730         verbose(env, "processed %d insns (limit %d) max_states_per_insn %d "
21731                 "total_states %d peak_states %d mark_read %d\n",
21732                 env->insn_processed, BPF_COMPLEXITY_LIMIT_INSNS,
21733                 env->max_states_per_insn, env->total_states,
21734                 env->peak_states, env->longest_mark_read_walk);
21735 }
21736
21737 static int check_struct_ops_btf_id(struct bpf_verifier_env *env)
21738 {
21739         const struct btf_type *t, *func_proto;
21740         const struct bpf_struct_ops_desc *st_ops_desc;
21741         const struct bpf_struct_ops *st_ops;
21742         const struct btf_member *member;
21743         struct bpf_prog *prog = env->prog;
21744         u32 btf_id, member_idx;
21745         struct btf *btf;
21746         const char *mname;
21747         int err;
21748
21749         if (!prog->gpl_compatible) {
21750                 verbose(env, "struct ops programs must have a GPL compatible license\n");
21751                 return -EINVAL;
21752         }
21753
21754         if (!prog->aux->attach_btf_id)
21755                 return -ENOTSUPP;
21756
21757         btf = prog->aux->attach_btf;
21758         if (btf_is_module(btf)) {
21759                 /* Make sure st_ops is valid through the lifetime of env */
21760                 env->attach_btf_mod = btf_try_get_module(btf);
21761                 if (!env->attach_btf_mod) {
21762                         verbose(env, "struct_ops module %s is not found\n",
21763                                 btf_get_name(btf));
21764                         return -ENOTSUPP;
21765                 }
21766         }
21767
21768         btf_id = prog->aux->attach_btf_id;
21769         st_ops_desc = bpf_struct_ops_find(btf, btf_id);
21770         if (!st_ops_desc) {
21771                 verbose(env, "attach_btf_id %u is not a supported struct\n",
21772                         btf_id);
21773                 return -ENOTSUPP;
21774         }
21775         st_ops = st_ops_desc->st_ops;
21776
21777         t = st_ops_desc->type;
21778         member_idx = prog->expected_attach_type;
21779         if (member_idx >= btf_type_vlen(t)) {
21780                 verbose(env, "attach to invalid member idx %u of struct %s\n",
21781                         member_idx, st_ops->name);
21782                 return -EINVAL;
21783         }
21784
21785         member = &btf_type_member(t)[member_idx];
21786         mname = btf_name_by_offset(btf, member->name_off);
21787         func_proto = btf_type_resolve_func_ptr(btf, member->type,
21788                                                NULL);
21789         if (!func_proto) {
21790                 verbose(env, "attach to invalid member %s(@idx %u) of struct %s\n",
21791                         mname, member_idx, st_ops->name);
21792                 return -EINVAL;
21793         }
21794
21795         err = bpf_struct_ops_supported(st_ops, __btf_member_bit_offset(t, member) / 8);
21796         if (err) {
21797                 verbose(env, "attach to unsupported member %s of struct %s\n",
21798                         mname, st_ops->name);
21799                 return err;
21800         }
21801
21802         if (st_ops->check_member) {
21803                 err = st_ops->check_member(t, member, prog);
21804
21805                 if (err) {
21806                         verbose(env, "attach to unsupported member %s of struct %s\n",
21807                                 mname, st_ops->name);
21808                         return err;
21809                 }
21810         }
21811
21812         /* btf_ctx_access() used this to provide argument type info */
21813         prog->aux->ctx_arg_info =
21814                 st_ops_desc->arg_info[member_idx].info;
21815         prog->aux->ctx_arg_info_size =
21816                 st_ops_desc->arg_info[member_idx].cnt;
21817
21818         prog->aux->attach_func_proto = func_proto;
21819         prog->aux->attach_func_name = mname;
21820         env->ops = st_ops->verifier_ops;
21821
21822         return 0;
21823 }
21824 #define SECURITY_PREFIX "security_"
21825
21826 static int check_attach_modify_return(unsigned long addr, const char *func_name)
21827 {
21828         if (within_error_injection_list(addr) ||
21829             !strncmp(SECURITY_PREFIX, func_name, sizeof(SECURITY_PREFIX) - 1))
21830                 return 0;
21831
21832         return -EINVAL;
21833 }
21834
21835 /* list of non-sleepable functions that are otherwise on
21836  * ALLOW_ERROR_INJECTION list
21837  */
21838 BTF_SET_START(btf_non_sleepable_error_inject)
21839 /* Three functions below can be called from sleepable and non-sleepable context.
21840  * Assume non-sleepable from bpf safety point of view.
21841  */
21842 BTF_ID(func, __filemap_add_folio)
21843 #ifdef CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC
21844 BTF_ID(func, should_fail_alloc_page)
21845 #endif
21846 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
21847 BTF_ID(func, should_failslab)
21848 #endif
21849 BTF_SET_END(btf_non_sleepable_error_inject)
21850
21851 static int check_non_sleepable_error_inject(u32 btf_id)
21852 {
21853         return btf_id_set_contains(&btf_non_sleepable_error_inject, btf_id);
21854 }
21855
21856 int bpf_check_attach_target(struct bpf_verifier_log *log,
21857                             const struct bpf_prog *prog,
21858                             const struct bpf_prog *tgt_prog,
21859                             u32 btf_id,
21860                             struct bpf_attach_target_info *tgt_info)
21861 {
21862         bool prog_extension = prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT;
21863         bool prog_tracing = prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING;
21864         char trace_symbol[KSYM_SYMBOL_LEN];
21865         const char prefix[] = "btf_trace_";
21866         struct bpf_raw_event_map *btp;
21867         int ret = 0, subprog = -1, i;
21868         const struct btf_type *t;
21869         bool conservative = true;
21870         const char *tname, *fname;
21871         struct btf *btf;
21872         long addr = 0;
21873         struct module *mod = NULL;
21874
21875         if (!btf_id) {
21876                 bpf_log(log, "Tracing programs must provide btf_id\n");
21877                 return -EINVAL;
21878         }
21879         btf = tgt_prog ? tgt_prog->aux->btf : prog->aux->attach_btf;
21880         if (!btf) {
21881                 bpf_log(log,
21882                         "FENTRY/FEXIT program can only be attached to another program annotated with BTF\n");
21883                 return -EINVAL;
21884         }
21885         t = btf_type_by_id(btf, btf_id);
21886         if (!t) {
21887                 bpf_log(log, "attach_btf_id %u is invalid\n", btf_id);
21888                 return -EINVAL;
21889         }
21890         tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
21891         if (!tname) {
21892                 bpf_log(log, "attach_btf_id %u doesn't have a name\n", btf_id);
21893                 return -EINVAL;
21894         }
21895         if (tgt_prog) {
21896                 struct bpf_prog_aux *aux = tgt_prog->aux;
21897
21898                 if (bpf_prog_is_dev_bound(prog->aux) &&
21899                     !bpf_prog_dev_bound_match(prog, tgt_prog)) {
21900                         bpf_log(log, "Target program bound device mismatch");
21901                         return -EINVAL;
21902                 }
21903
21904                 for (i = 0; i < aux->func_info_cnt; i++)
21905                         if (aux->func_info[i].type_id == btf_id) {
21906                                 subprog = i;
21907                                 break;
21908                         }
21909                 if (subprog == -1) {
21910                         bpf_log(log, "Subprog %s doesn't exist\n", tname);
21911                         return -EINVAL;
21912                 }
21913                 if (aux->func && aux->func[subprog]->aux->exception_cb) {
21914                         bpf_log(log,
21915                                 "%s programs cannot attach to exception callback\n",
21916                                 prog_extension ? "Extension" : "FENTRY/FEXIT");
21917                         return -EINVAL;
21918                 }
21919                 conservative = aux->func_info_aux[subprog].unreliable;
21920                 if (prog_extension) {
21921                         if (conservative) {
21922                                 bpf_log(log,
21923                                         "Cannot replace static functions\n");
21924                                 return -EINVAL;
21925                         }
21926                         if (!prog->jit_requested) {
21927                                 bpf_log(log,
21928                                         "Extension programs should be JITed\n");
21929                                 return -EINVAL;
21930                         }
21931                 }
21932                 if (!tgt_prog->jited) {
21933                         bpf_log(log, "Can attach to only JITed progs\n");
21934                         return -EINVAL;
21935                 }
21936                 if (prog_tracing) {
21937                         if (aux->attach_tracing_prog) {
21938                                 /*
21939                                  * Target program is an fentry/fexit which is already attached
21940                                  * to another tracing program. More levels of nesting
21941                                  * attachment are not allowed.
21942                                  */
21943                                 bpf_log(log, "Cannot nest tracing program attach more than once\n");
21944                                 return -EINVAL;
21945                         }
21946                 } else if (tgt_prog->type == prog->type) {
21947                         /*
21948                          * To avoid potential call chain cycles, prevent attaching of a
21949                          * program extension to another extension. It's ok to attach
21950                          * fentry/fexit to extension program.
21951                          */
21952                         bpf_log(log, "Cannot recursively attach\n");
21953                         return -EINVAL;
21954                 }
21955                 if (tgt_prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
21956                     prog_extension &&
21957                     (tgt_prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_FENTRY ||
21958                      tgt_prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_FEXIT)) {
21959                         /* Program extensions can extend all program types
21960                          * except fentry/fexit. The reason is the following.
21961                          * The fentry/fexit programs are used for performance
21962                          * analysis, stats and can be attached to any program
21963                          * type. When extension program is replacing XDP function
21964                          * it is necessary to allow performance analysis of all
21965                          * functions. Both original XDP program and its program
21966                          * extension. Hence attaching fentry/fexit to
21967                          * BPF_PROG_TYPE_EXT is allowed. If extending of
21968                          * fentry/fexit was allowed it would be possible to create
21969                          * long call chain fentry->extension->fentry->extension
21970                          * beyond reasonable stack size. Hence extending fentry
21971                          * is not allowed.
21972                          */
21973                         bpf_log(log, "Cannot extend fentry/fexit\n");
21974                         return -EINVAL;
21975                 }
21976         } else {
21977                 if (prog_extension) {
21978                         bpf_log(log, "Cannot replace kernel functions\n");
21979                         return -EINVAL;
21980                 }
21981         }
21982
21983         switch (prog->expected_attach_type) {
21984         case BPF_TRACE_RAW_TP:
21985                 if (tgt_prog) {
21986                         bpf_log(log,
21987                                 "Only FENTRY/FEXIT progs are attachable to another BPF prog\n");
21988                         return -EINVAL;
21989                 }
21990                 if (!btf_type_is_typedef(t)) {
21991                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a typedef\n",
21992                                 btf_id);
21993                         return -EINVAL;
21994                 }
21995                 if (strncmp(prefix, tname, sizeof(prefix) - 1)) {
21996                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u points to wrong type name %s\n",
21997                                 btf_id, tname);
21998                         return -EINVAL;
21999                 }
22000                 tname += sizeof(prefix) - 1;
22001
22002                 /* The func_proto of "btf_trace_##tname" is generated from typedef without argument
22003                  * names. Thus using bpf_raw_event_map to get argument names.
22004                  */
22005                 btp = bpf_get_raw_tracepoint(tname);
22006                 if (!btp)
22007                         return -EINVAL;
22008                 fname = kallsyms_lookup((unsigned long)btp->bpf_func, NULL, NULL, NULL,
22009                                         trace_symbol);
22010                 bpf_put_raw_tracepoint(btp);
22011
22012                 if (fname)
22013                         ret = btf_find_by_name_kind(btf, fname, BTF_KIND_FUNC);
22014
22015                 if (!fname || ret < 0) {
22016                         bpf_log(log, "Cannot find btf of tracepoint template, fall back to %s%s.\n",
22017                                 prefix, tname);
22018                         t = btf_type_by_id(btf, t->type);
22019                         if (!btf_type_is_ptr(t))
22020                                 /* should never happen in valid vmlinux build */
22021                                 return -EINVAL;
22022                 } else {
22023                         t = btf_type_by_id(btf, ret);
22024                         if (!btf_type_is_func(t))
22025                                 /* should never happen in valid vmlinux build */
22026                                 return -EINVAL;
22027                 }
22028
22029                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
22030                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
22031                         /* should never happen in valid vmlinux build */
22032                         return -EINVAL;
22033
22034                 break;
22035         case BPF_TRACE_ITER:
22036                 if (!btf_type_is_func(t)) {
22037                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a function\n",
22038                                 btf_id);
22039                         return -EINVAL;
22040                 }
22041                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
22042                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
22043                         return -EINVAL;
22044                 ret = btf_distill_func_proto(log, btf, t, tname, &tgt_info->fmodel);
22045                 if (ret)
22046                         return ret;
22047                 break;
22048         default:
22049                 if (!prog_extension)
22050                         return -EINVAL;
22051                 fallthrough;
22052         case BPF_MODIFY_RETURN:
22053         case BPF_LSM_MAC:
22054         case BPF_LSM_CGROUP:
22055         case BPF_TRACE_FENTRY:
22056         case BPF_TRACE_FEXIT:
22057                 if (!btf_type_is_func(t)) {
22058                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a function\n",
22059                                 btf_id);
22060                         return -EINVAL;
22061                 }
22062                 if (prog_extension &&
22063                     btf_check_type_match(log, prog, btf, t))
22064                         return -EINVAL;
22065                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
22066                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
22067                         return -EINVAL;
22068
22069                 if ((prog->aux->saved_dst_prog_type || prog->aux->saved_dst_attach_type) &&
22070                     (!tgt_prog || prog->aux->saved_dst_prog_type != tgt_prog->type ||
22071                      prog->aux->saved_dst_attach_type != tgt_prog->expected_attach_type))
22072                         return -EINVAL;
22073
22074                 if (tgt_prog && conservative)
22075                         t = NULL;
22076
22077                 ret = btf_distill_func_proto(log, btf, t, tname, &tgt_info->fmodel);
22078                 if (ret < 0)
22079                         return ret;
22080
22081                 if (tgt_prog) {
22082                         if (subprog == 0)
22083                                 addr = (long) tgt_prog->bpf_func;
22084                         else
22085                                 addr = (long) tgt_prog->aux->func[subprog]->bpf_func;
22086                 } else {
22087                         if (btf_is_module(btf)) {
22088                                 mod = btf_try_get_module(btf);
22089                                 if (mod)
22090                                         addr = find_kallsyms_symbol_value(mod, tname);
22091                                 else
22092                                         addr = 0;
22093                         } else {
22094                                 addr = kallsyms_lookup_name(tname);
22095                         }
22096                         if (!addr) {
22097                                 module_put(mod);
22098                                 bpf_log(log,
22099                                         "The address of function %s cannot be found\n",
22100                                         tname);
22101                                 return -ENOENT;
22102                         }
22103                 }
22104
22105                 if (prog->sleepable) {
22106                         ret = -EINVAL;
22107                         switch (prog->type) {
22108                         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
22109
22110                                 /* fentry/fexit/fmod_ret progs can be sleepable if they are
22111                                  * attached to ALLOW_ERROR_INJECTION and are not in denylist.
22112                                  */
22113                                 if (!check_non_sleepable_error_inject(btf_id) &&
22114                                     within_error_injection_list(addr))
22115                                         ret = 0;
22116                                 /* fentry/fexit/fmod_ret progs can also be sleepable if they are
22117                                  * in the fmodret id set with the KF_SLEEPABLE flag.
22118                                  */
22119                                 else {
22120                                         u32 *flags = btf_kfunc_is_modify_return(btf, btf_id,
22121                                                                                 prog);
22122
22123                                         if (flags && (*flags & KF_SLEEPABLE))
22124                                                 ret = 0;
22125                                 }
22126                                 break;
22127                         case BPF_PROG_TYPE_LSM:
22128                                 /* LSM progs check that they are attached to bpf_lsm_*() funcs.
22129                                  * Only some of them are sleepable.
22130                                  */
22131                                 if (bpf_lsm_is_sleepable_hook(btf_id))
22132                                         ret = 0;
22133                                 break;
22134                         default:
22135                                 break;
22136                         }
22137                         if (ret) {
22138                                 module_put(mod);
22139                                 bpf_log(log, "%s is not sleepable\n", tname);
22140                                 return ret;
22141                         }
22142                 } else if (prog->expected_attach_type == BPF_MODIFY_RETURN) {
22143                         if (tgt_prog) {
22144                                 module_put(mod);
22145                                 bpf_log(log, "can't modify return codes of BPF programs\n");
22146                                 return -EINVAL;
22147                         }
22148                         ret = -EINVAL;
22149                         if (btf_kfunc_is_modify_return(btf, btf_id, prog) ||
22150                             !check_attach_modify_return(addr, tname))
22151                                 ret = 0;
22152                         if (ret) {
22153                                 module_put(mod);
22154                                 bpf_log(log, "%s() is not modifiable\n", tname);
22155                                 return ret;
22156                         }
22157                 }
22158
22159                 break;
22160         }
22161         tgt_info->tgt_addr = addr;
22162         tgt_info->tgt_name = tname;
22163         tgt_info->tgt_type = t;
22164         tgt_info->tgt_mod = mod;
22165         return 0;
22166 }
22167
22168 BTF_SET_START(btf_id_deny)
22169 BTF_ID_UNUSED
22170 #ifdef CONFIG_SMP
22171 BTF_ID(func, migrate_disable)
22172 BTF_ID(func, migrate_enable)
22173 #endif
22174 #if !defined CONFIG_PREEMPT_RCU && !defined CONFIG_TINY_RCU
22175 BTF_ID(func, rcu_read_unlock_strict)
22176 #endif
22177 #if defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || defined(CONFIG_TRACE_PREEMPT_TOGGLE)
22178 BTF_ID(func, preempt_count_add)
22179 BTF_ID(func, preempt_count_sub)
22180 #endif
22181 #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU
22182 BTF_ID(func, __rcu_read_lock)
22183 BTF_ID(func, __rcu_read_unlock)
22184 #endif
22185 BTF_SET_END(btf_id_deny)
22186
22187 static bool can_be_sleepable(struct bpf_prog *prog)
22188 {
22189         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING) {
22190                 switch (prog->expected_attach_type) {
22191                 case BPF_TRACE_FENTRY:
22192                 case BPF_TRACE_FEXIT:
22193                 case BPF_MODIFY_RETURN:
22194                 case BPF_TRACE_ITER:
22195                         return true;
22196                 default:
22197                         return false;
22198                 }
22199         }
22200         return prog->type == BPF_PROG_TYPE_LSM ||
22201                prog->type == BPF_PROG_TYPE_KPROBE /* only for uprobes */ ||
22202                prog->type == BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS;
22203 }
22204
22205 static int check_attach_btf_id(struct bpf_verifier_env *env)
22206 {
22207         struct bpf_prog *prog = env->prog;
22208         struct bpf_prog *tgt_prog = prog->aux->dst_prog;
22209         struct bpf_attach_target_info tgt_info = {};
22210         u32 btf_id = prog->aux->attach_btf_id;
22211         struct bpf_trampoline *tr;
22212         int ret;
22213         u64 key;
22214
22215         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_SYSCALL) {
22216                 if (prog->sleepable)
22217                         /* attach_btf_id checked to be zero already */
22218                         return 0;
22219                 verbose(env, "Syscall programs can only be sleepable\n");
22220                 return -EINVAL;
22221         }
22222
22223         if (prog->sleepable && !can_be_sleepable(prog)) {
22224                 verbose(env, "Only fentry/fexit/fmod_ret, lsm, iter, uprobe, and struct_ops programs can be sleepable\n");
22225                 return -EINVAL;
22226         }
22227
22228         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS)
22229                 return check_struct_ops_btf_id(env);
22230
22231         if (prog->type != BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
22232             prog->type != BPF_PROG_TYPE_LSM &&
22233             prog->type != BPF_PROG_TYPE_EXT)
22234                 return 0;
22235
22236         ret = bpf_check_attach_target(&env->log, prog, tgt_prog, btf_id, &tgt_info);
22237         if (ret)
22238                 return ret;
22239
22240         if (tgt_prog && prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT) {
22241                 /* to make freplace equivalent to their targets, they need to
22242                  * inherit env->ops and expected_attach_type for the rest of the
22243                  * verification
22244                  */
22245                 env->ops = bpf_verifier_ops[tgt_prog->type];
22246                 prog->expected_attach_type = tgt_prog->expected_attach_type;
22247         }
22248
22249         /* store info about the attachment target that will be used later */
22250         prog->aux->attach_func_proto = tgt_info.tgt_type;
22251         prog->aux->attach_func_name = tgt_info.tgt_name;
22252         prog->aux->mod = tgt_info.tgt_mod;
22253
22254         if (tgt_prog) {
22255                 prog->aux->saved_dst_prog_type = tgt_prog->type;
22256                 prog->aux->saved_dst_attach_type = tgt_prog->expected_attach_type;
22257         }
22258
22259         if (prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_RAW_TP) {
22260                 prog->aux->attach_btf_trace = true;
22261                 return 0;
22262         } else if (prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_ITER) {
22263                 if (!bpf_iter_prog_supported(prog))
22264                         return -EINVAL;
22265                 return 0;
22266         }
22267
22268         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_LSM) {
22269                 ret = bpf_lsm_verify_prog(&env->log, prog);
22270                 if (ret < 0)
22271                         return ret;
22272         } else if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
22273                    btf_id_set_contains(&btf_id_deny, btf_id)) {
22274                 return -EINVAL;
22275         }
22276
22277         key = bpf_trampoline_compute_key(tgt_prog, prog->aux->attach_btf, btf_id);
22278         tr = bpf_trampoline_get(key, &tgt_info);
22279         if (!tr)
22280                 return -ENOMEM;
22281
22282         if (tgt_prog && tgt_prog->aux->tail_call_reachable)
22283                 tr->flags = BPF_TRAMP_F_TAIL_CALL_CTX;
22284
22285         prog->aux->dst_trampoline = tr;
22286         return 0;
22287 }
22288
22289 struct btf *bpf_get_btf_vmlinux(void)
22290 {
22291         if (!btf_vmlinux && IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_INFO_BTF)) {
22292                 mutex_lock(&bpf_verifier_lock);
22293                 if (!btf_vmlinux)
22294                         btf_vmlinux = btf_parse_vmlinux();
22295                 mutex_unlock(&bpf_verifier_lock);
22296         }
22297         return btf_vmlinux;
22298 }
22299
22300 int bpf_check(struct bpf_prog **prog, union bpf_attr *attr, bpfptr_t uattr, __u32 uattr_size)
22301 {
22302         u64 start_time = ktime_get_ns();
22303         struct bpf_verifier_env *env;
22304         int i, len, ret = -EINVAL, err;
22305         u32 log_true_size;
22306         bool is_priv;
22307
22308         /* no program is valid */
22309         if (ARRAY_SIZE(bpf_verifier_ops) == 0)
22310                 return -EINVAL;
22311
22312         /* 'struct bpf_verifier_env' can be global, but since it's not small,
22313          * allocate/free it every time bpf_check() is called
22314          */
22315         env = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_env), GFP_KERNEL);
22316         if (!env)
22317                 return -ENOMEM;
22318
22319         env->bt.env = env;
22320
22321         len = (*prog)->len;
22322         env->insn_aux_data =
22323                 vzalloc(array_size(sizeof(struct bpf_insn_aux_data), len));
22324         ret = -ENOMEM;
22325         if (!env->insn_aux_data)
22326                 goto err_free_env;
22327         for (i = 0; i < len; i++)
22328                 env->insn_aux_data[i].orig_idx = i;
22329         env->prog = *prog;
22330         env->ops = bpf_verifier_ops[env->prog->type];
22331         env->fd_array = make_bpfptr(attr->fd_array, uattr.is_kernel);
22332
22333         env->allow_ptr_leaks = bpf_allow_ptr_leaks(env->prog->aux->token);
22334         env->allow_uninit_stack = bpf_allow_uninit_stack(env->prog->aux->token);
22335         env->bypass_spec_v1 = bpf_bypass_spec_v1(env->prog->aux->token);
22336         env->bypass_spec_v4 = bpf_bypass_spec_v4(env->prog->aux->token);
22337         env->bpf_capable = is_priv = bpf_token_capable(env->prog->aux->token, CAP_BPF);
22338
22339         bpf_get_btf_vmlinux();
22340
22341         /* grab the mutex to protect few globals used by verifier */
22342         if (!is_priv)
22343                 mutex_lock(&bpf_verifier_lock);
22344
22345         /* user could have requested verbose verifier output
22346          * and supplied buffer to store the verification trace
22347          */
22348         ret = bpf_vlog_init(&env->log, attr->log_level,
22349                             (char __user *) (unsigned long) attr->log_buf,
22350                             attr->log_size);
22351         if (ret)
22352                 goto err_unlock;
22353
22354         mark_verifier_state_clean(env);
22355
22356         if (IS_ERR(btf_vmlinux)) {
22357                 /* Either gcc or pahole or kernel are broken. */
22358                 verbose(env, "in-kernel BTF is malformed\n");
22359                 ret = PTR_ERR(btf_vmlinux);
22360                 goto skip_full_check;
22361         }
22362
22363         env->strict_alignment = !!(attr->prog_flags & BPF_F_STRICT_ALIGNMENT);
22364         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS))
22365                 env->strict_alignment = true;
22366         if (attr->prog_flags & BPF_F_ANY_ALIGNMENT)
22367                 env->strict_alignment = false;
22368
22369         if (is_priv)
22370                 env->test_state_freq = attr->prog_flags & BPF_F_TEST_STATE_FREQ;
22371         env->test_reg_invariants = attr->prog_flags & BPF_F_TEST_REG_INVARIANTS;
22372
22373         env->explored_states = kvcalloc(state_htab_size(env),
22374                                        sizeof(struct bpf_verifier_state_list *),
22375                                        GFP_USER);
22376         ret = -ENOMEM;
22377         if (!env->explored_states)
22378                 goto skip_full_check;
22379
22380         ret = check_btf_info_early(env, attr, uattr);
22381         if (ret < 0)
22382                 goto skip_full_check;
22383
22384         ret = add_subprog_and_kfunc(env);
22385         if (ret < 0)
22386                 goto skip_full_check;
22387
22388         ret = check_subprogs(env);
22389         if (ret < 0)
22390                 goto skip_full_check;
22391
22392         ret = check_btf_info(env, attr, uattr);
22393         if (ret < 0)
22394                 goto skip_full_check;
22395
22396         ret = check_attach_btf_id(env);
22397         if (ret)
22398                 goto skip_full_check;
22399
22400         ret = resolve_pseudo_ldimm64(env);
22401         if (ret < 0)
22402                 goto skip_full_check;
22403
22404         if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux)) {
22405                 ret = bpf_prog_offload_verifier_prep(env->prog);
22406                 if (ret)
22407                         goto skip_full_check;
22408         }
22409
22410         ret = check_cfg(env);
22411         if (ret < 0)
22412                 goto skip_full_check;
22413
22414         ret = mark_fastcall_patterns(env);
22415         if (ret < 0)
22416                 goto skip_full_check;
22417
22418         ret = do_check_main(env);
22419         ret = ret ?: do_check_subprogs(env);
22420
22421         if (ret == 0 && bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux))
22422                 ret = bpf_prog_offload_finalize(env);
22423
22424 skip_full_check:
22425         kvfree(env->explored_states);
22426
22427         /* might decrease stack depth, keep it before passes that
22428          * allocate additional slots.
22429          */
22430         if (ret == 0)
22431                 ret = remove_fastcall_spills_fills(env);
22432
22433         if (ret == 0)
22434                 ret = check_max_stack_depth(env);
22435
22436         /* instruction rewrites happen after this point */
22437         if (ret == 0)
22438                 ret = optimize_bpf_loop(env);
22439
22440         if (is_priv) {
22441                 if (ret == 0)
22442                         opt_hard_wire_dead_code_branches(env);
22443                 if (ret == 0)
22444                         ret = opt_remove_dead_code(env);
22445                 if (ret == 0)
22446                         ret = opt_remove_nops(env);
22447         } else {
22448                 if (ret == 0)
22449                         sanitize_dead_code(env);
22450         }
22451
22452         if (ret == 0)
22453                 /* program is valid, convert *(u32*)(ctx + off) accesses */
22454                 ret = convert_ctx_accesses(env);
22455
22456         if (ret == 0)
22457                 ret = do_misc_fixups(env);
22458
22459         /* do 32-bit optimization after insn patching has done so those patched
22460          * insns could be handled correctly.
22461          */
22462         if (ret == 0 && !bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux)) {
22463                 ret = opt_subreg_zext_lo32_rnd_hi32(env, attr);
22464                 env->prog->aux->verifier_zext = bpf_jit_needs_zext() ? !ret
22465                                                                      : false;
22466         }
22467
22468         if (ret == 0)
22469                 ret = fixup_call_args(env);
22470
22471         env->verification_time = ktime_get_ns() - start_time;
22472         print_verification_stats(env);
22473         env->prog->aux->verified_insns = env->insn_processed;
22474
22475         /* preserve original error even if log finalization is successful */
22476         err = bpf_vlog_finalize(&env->log, &log_true_size);
22477         if (err)
22478                 ret = err;
22479
22480         if (uattr_size >= offsetofend(union bpf_attr, log_true_size) &&
22481             copy_to_bpfptr_offset(uattr, offsetof(union bpf_attr, log_true_size),
22482                                   &log_true_size, sizeof(log_true_size))) {
22483                 ret = -EFAULT;
22484                 goto err_release_maps;
22485         }
22486
22487         if (ret)
22488                 goto err_release_maps;
22489
22490         if (env->used_map_cnt) {
22491                 /* if program passed verifier, update used_maps in bpf_prog_info */
22492                 env->prog->aux->used_maps = kmalloc_array(env->used_map_cnt,
22493                                                           sizeof(env->used_maps[0]),
22494                                                           GFP_KERNEL);
22495
22496                 if (!env->prog->aux->used_maps) {
22497                         ret = -ENOMEM;
22498                         goto err_release_maps;
22499                 }
22500
22501                 memcpy(env->prog->aux->used_maps, env->used_maps,
22502                        sizeof(env->used_maps[0]) * env->used_map_cnt);
22503                 env->prog->aux->used_map_cnt = env->used_map_cnt;
22504         }
22505         if (env->used_btf_cnt) {
22506                 /* if program passed verifier, update used_btfs in bpf_prog_aux */
22507                 env->prog->aux->used_btfs = kmalloc_array(env->used_btf_cnt,
22508                                                           sizeof(env->used_btfs[0]),
22509                                                           GFP_KERNEL);
22510                 if (!env->prog->aux->used_btfs) {
22511                         ret = -ENOMEM;
22512                         goto err_release_maps;
22513                 }
22514
22515                 memcpy(env->prog->aux->used_btfs, env->used_btfs,
22516                        sizeof(env->used_btfs[0]) * env->used_btf_cnt);
22517                 env->prog->aux->used_btf_cnt = env->used_btf_cnt;
22518         }
22519         if (env->used_map_cnt || env->used_btf_cnt) {
22520                 /* program is valid. Convert pseudo bpf_ld_imm64 into generic
22521                  * bpf_ld_imm64 instructions
22522                  */
22523                 convert_pseudo_ld_imm64(env);
22524         }
22525
22526         adjust_btf_func(env);
22527
22528 err_release_maps:
22529         if (!env->prog->aux->used_maps)
22530                 /* if we didn't copy map pointers into bpf_prog_info, release
22531                  * them now. Otherwise free_used_maps() will release them.
22532                  */
22533                 release_maps(env);
22534         if (!env->prog->aux->used_btfs)
22535                 release_btfs(env);
22536
22537         /* extension progs temporarily inherit the attach_type of their targets
22538            for verification purposes, so set it back to zero before returning
22539          */
22540         if (env->prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT)
22541                 env->prog->expected_attach_type = 0;
22542
22543         *prog = env->prog;
22544
22545         module_put(env->attach_btf_mod);
22546 err_unlock:
22547         if (!is_priv)
22548                 mutex_unlock(&bpf_verifier_lock);
22549         vfree(env->insn_aux_data);
22550 err_free_env:
22551         kfree(env);
22552         return ret;
22553 }