GNU Linux-libre 5.4.274-gnu1
[releases.git] / arch / arm / net / bpf_jit_32.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  * Just-In-Time compiler for eBPF filters on 32bit ARM
4  *
5  * Copyright (c) 2017 Shubham Bansal <illusionist.neo@gmail.com>
6  * Copyright (c) 2011 Mircea Gherzan <mgherzan@gmail.com>
7  */
8
9 #include <linux/bpf.h>
10 #include <linux/bitops.h>
11 #include <linux/compiler.h>
12 #include <linux/errno.h>
13 #include <linux/filter.h>
14 #include <linux/netdevice.h>
15 #include <linux/string.h>
16 #include <linux/slab.h>
17 #include <linux/if_vlan.h>
18
19 #include <asm/cacheflush.h>
20 #include <asm/hwcap.h>
21 #include <asm/opcodes.h>
22 #include <asm/system_info.h>
23
24 #include "bpf_jit_32.h"
25
26 /*
27  * eBPF prog stack layout:
28  *
29  *                         high
30  * original ARM_SP =>     +-----+
31  *                        |     | callee saved registers
32  *                        +-----+ <= (BPF_FP + SCRATCH_SIZE)
33  *                        | ... | eBPF JIT scratch space
34  * eBPF fp register =>    +-----+
35  *   (BPF_FP)             | ... | eBPF prog stack
36  *                        +-----+
37  *                        |RSVD | JIT scratchpad
38  * current ARM_SP =>      +-----+ <= (BPF_FP - STACK_SIZE + SCRATCH_SIZE)
39  *                        | ... | caller-saved registers
40  *                        +-----+
41  *                        | ... | arguments passed on stack
42  * ARM_SP during call =>  +-----|
43  *                        |     |
44  *                        | ... | Function call stack
45  *                        |     |
46  *                        +-----+
47  *                          low
48  *
49  * The callee saved registers depends on whether frame pointers are enabled.
50  * With frame pointers (to be compliant with the ABI):
51  *
52  *                              high
53  * original ARM_SP =>     +--------------+ \
54  *                        |      pc      | |
55  * current ARM_FP =>      +--------------+ } callee saved registers
56  *                        |r4-r9,fp,ip,lr| |
57  *                        +--------------+ /
58  *                              low
59  *
60  * Without frame pointers:
61  *
62  *                              high
63  * original ARM_SP =>     +--------------+
64  *                        |  r4-r9,fp,lr | callee saved registers
65  * current ARM_FP =>      +--------------+
66  *                              low
67  *
68  * When popping registers off the stack at the end of a BPF function, we
69  * reference them via the current ARM_FP register.
70  *
71  * Some eBPF operations are implemented via a call to a helper function.
72  * Such calls are "invisible" in the eBPF code, so it is up to the calling
73  * program to preserve any caller-saved ARM registers during the call. The
74  * JIT emits code to push and pop those registers onto the stack, immediately
75  * above the callee stack frame.
76  */
77 #define CALLEE_MASK     (1 << ARM_R4 | 1 << ARM_R5 | 1 << ARM_R6 | \
78                          1 << ARM_R7 | 1 << ARM_R8 | 1 << ARM_R9 | \
79                          1 << ARM_FP)
80 #define CALLEE_PUSH_MASK (CALLEE_MASK | 1 << ARM_LR)
81 #define CALLEE_POP_MASK  (CALLEE_MASK | 1 << ARM_PC)
82
83 #define CALLER_MASK     (1 << ARM_R0 | 1 << ARM_R1 | 1 << ARM_R2 | 1 << ARM_R3)
84
85 enum {
86         /* Stack layout - these are offsets from (top of stack - 4) */
87         BPF_R2_HI,
88         BPF_R2_LO,
89         BPF_R3_HI,
90         BPF_R3_LO,
91         BPF_R4_HI,
92         BPF_R4_LO,
93         BPF_R5_HI,
94         BPF_R5_LO,
95         BPF_R7_HI,
96         BPF_R7_LO,
97         BPF_R8_HI,
98         BPF_R8_LO,
99         BPF_R9_HI,
100         BPF_R9_LO,
101         BPF_FP_HI,
102         BPF_FP_LO,
103         BPF_TC_HI,
104         BPF_TC_LO,
105         BPF_AX_HI,
106         BPF_AX_LO,
107         /* Stack space for BPF_REG_2, BPF_REG_3, BPF_REG_4,
108          * BPF_REG_5, BPF_REG_7, BPF_REG_8, BPF_REG_9,
109          * BPF_REG_FP and Tail call counts.
110          */
111         BPF_JIT_SCRATCH_REGS,
112 };
113
114 /*
115  * Negative "register" values indicate the register is stored on the stack
116  * and are the offset from the top of the eBPF JIT scratch space.
117  */
118 #define STACK_OFFSET(k) (-4 - (k) * 4)
119 #define SCRATCH_SIZE    (BPF_JIT_SCRATCH_REGS * 4)
120
121 #ifdef CONFIG_FRAME_POINTER
122 #define EBPF_SCRATCH_TO_ARM_FP(x) ((x) - 4 * hweight16(CALLEE_PUSH_MASK) - 4)
123 #else
124 #define EBPF_SCRATCH_TO_ARM_FP(x) (x)
125 #endif
126
127 #define TMP_REG_1       (MAX_BPF_JIT_REG + 0)   /* TEMP Register 1 */
128 #define TMP_REG_2       (MAX_BPF_JIT_REG + 1)   /* TEMP Register 2 */
129 #define TCALL_CNT       (MAX_BPF_JIT_REG + 2)   /* Tail Call Count */
130
131 #define FLAG_IMM_OVERFLOW       (1 << 0)
132
133 /*
134  * Map eBPF registers to ARM 32bit registers or stack scratch space.
135  *
136  * 1. First argument is passed using the arm 32bit registers and rest of the
137  * arguments are passed on stack scratch space.
138  * 2. First callee-saved argument is mapped to arm 32 bit registers and rest
139  * arguments are mapped to scratch space on stack.
140  * 3. We need two 64 bit temp registers to do complex operations on eBPF
141  * registers.
142  *
143  * As the eBPF registers are all 64 bit registers and arm has only 32 bit
144  * registers, we have to map each eBPF registers with two arm 32 bit regs or
145  * scratch memory space and we have to build eBPF 64 bit register from those.
146  *
147  */
148 static const s8 bpf2a32[][2] = {
149         /* return value from in-kernel function, and exit value from eBPF */
150         [BPF_REG_0] = {ARM_R1, ARM_R0},
151         /* arguments from eBPF program to in-kernel function */
152         [BPF_REG_1] = {ARM_R3, ARM_R2},
153         /* Stored on stack scratch space */
154         [BPF_REG_2] = {STACK_OFFSET(BPF_R2_HI), STACK_OFFSET(BPF_R2_LO)},
155         [BPF_REG_3] = {STACK_OFFSET(BPF_R3_HI), STACK_OFFSET(BPF_R3_LO)},
156         [BPF_REG_4] = {STACK_OFFSET(BPF_R4_HI), STACK_OFFSET(BPF_R4_LO)},
157         [BPF_REG_5] = {STACK_OFFSET(BPF_R5_HI), STACK_OFFSET(BPF_R5_LO)},
158         /* callee saved registers that in-kernel function will preserve */
159         [BPF_REG_6] = {ARM_R5, ARM_R4},
160         /* Stored on stack scratch space */
161         [BPF_REG_7] = {STACK_OFFSET(BPF_R7_HI), STACK_OFFSET(BPF_R7_LO)},
162         [BPF_REG_8] = {STACK_OFFSET(BPF_R8_HI), STACK_OFFSET(BPF_R8_LO)},
163         [BPF_REG_9] = {STACK_OFFSET(BPF_R9_HI), STACK_OFFSET(BPF_R9_LO)},
164         /* Read only Frame Pointer to access Stack */
165         [BPF_REG_FP] = {STACK_OFFSET(BPF_FP_HI), STACK_OFFSET(BPF_FP_LO)},
166         /* Temporary Register for internal BPF JIT, can be used
167          * for constant blindings and others.
168          */
169         [TMP_REG_1] = {ARM_R7, ARM_R6},
170         [TMP_REG_2] = {ARM_R9, ARM_R8},
171         /* Tail call count. Stored on stack scratch space. */
172         [TCALL_CNT] = {STACK_OFFSET(BPF_TC_HI), STACK_OFFSET(BPF_TC_LO)},
173         /* temporary register for blinding constants.
174          * Stored on stack scratch space.
175          */
176         [BPF_REG_AX] = {STACK_OFFSET(BPF_AX_HI), STACK_OFFSET(BPF_AX_LO)},
177 };
178
179 #define dst_lo  dst[1]
180 #define dst_hi  dst[0]
181 #define src_lo  src[1]
182 #define src_hi  src[0]
183
184 /*
185  * JIT Context:
186  *
187  * prog                 :       bpf_prog
188  * idx                  :       index of current last JITed instruction.
189  * prologue_bytes       :       bytes used in prologue.
190  * epilogue_offset      :       offset of epilogue starting.
191  * offsets              :       array of eBPF instruction offsets in
192  *                              JITed code.
193  * target               :       final JITed code.
194  * epilogue_bytes       :       no of bytes used in epilogue.
195  * imm_count            :       no of immediate counts used for global
196  *                              variables.
197  * imms                 :       array of global variable addresses.
198  */
199
200 struct jit_ctx {
201         const struct bpf_prog *prog;
202         unsigned int idx;
203         unsigned int prologue_bytes;
204         unsigned int epilogue_offset;
205         unsigned int cpu_architecture;
206         u32 flags;
207         u32 *offsets;
208         u32 *target;
209         u32 stack_size;
210 #if __LINUX_ARM_ARCH__ < 7
211         u16 epilogue_bytes;
212         u16 imm_count;
213         u32 *imms;
214 #endif
215 };
216
217 /*
218  * Wrappers which handle both OABI and EABI and assures Thumb2 interworking
219  * (where the assembly routines like __aeabi_uidiv could cause problems).
220  */
221 static u32 jit_udiv32(u32 dividend, u32 divisor)
222 {
223         return dividend / divisor;
224 }
225
226 static u32 jit_mod32(u32 dividend, u32 divisor)
227 {
228         return dividend % divisor;
229 }
230
231 static inline void _emit(int cond, u32 inst, struct jit_ctx *ctx)
232 {
233         inst |= (cond << 28);
234         inst = __opcode_to_mem_arm(inst);
235
236         if (ctx->target != NULL)
237                 ctx->target[ctx->idx] = inst;
238
239         ctx->idx++;
240 }
241
242 /*
243  * Emit an instruction that will be executed unconditionally.
244  */
245 static inline void emit(u32 inst, struct jit_ctx *ctx)
246 {
247         _emit(ARM_COND_AL, inst, ctx);
248 }
249
250 /*
251  * This is rather horrid, but necessary to convert an integer constant
252  * to an immediate operand for the opcodes, and be able to detect at
253  * build time whether the constant can't be converted (iow, usable in
254  * BUILD_BUG_ON()).
255  */
256 #define imm12val(v, s) (rol32(v, (s)) | (s) << 7)
257 #define const_imm8m(x)                                  \
258         ({ int r;                                       \
259            u32 v = (x);                                 \
260            if (!(v & ~0x000000ff))                      \
261                 r = imm12val(v, 0);                     \
262            else if (!(v & ~0xc000003f))                 \
263                 r = imm12val(v, 2);                     \
264            else if (!(v & ~0xf000000f))                 \
265                 r = imm12val(v, 4);                     \
266            else if (!(v & ~0xfc000003))                 \
267                 r = imm12val(v, 6);                     \
268            else if (!(v & ~0xff000000))                 \
269                 r = imm12val(v, 8);                     \
270            else if (!(v & ~0x3fc00000))                 \
271                 r = imm12val(v, 10);                    \
272            else if (!(v & ~0x0ff00000))                 \
273                 r = imm12val(v, 12);                    \
274            else if (!(v & ~0x03fc0000))                 \
275                 r = imm12val(v, 14);                    \
276            else if (!(v & ~0x00ff0000))                 \
277                 r = imm12val(v, 16);                    \
278            else if (!(v & ~0x003fc000))                 \
279                 r = imm12val(v, 18);                    \
280            else if (!(v & ~0x000ff000))                 \
281                 r = imm12val(v, 20);                    \
282            else if (!(v & ~0x0003fc00))                 \
283                 r = imm12val(v, 22);                    \
284            else if (!(v & ~0x0000ff00))                 \
285                 r = imm12val(v, 24);                    \
286            else if (!(v & ~0x00003fc0))                 \
287                 r = imm12val(v, 26);                    \
288            else if (!(v & ~0x00000ff0))                 \
289                 r = imm12val(v, 28);                    \
290            else if (!(v & ~0x000003fc))                 \
291                 r = imm12val(v, 30);                    \
292            else                                         \
293                 r = -1;                                 \
294            r; })
295
296 /*
297  * Checks if immediate value can be converted to imm12(12 bits) value.
298  */
299 static int imm8m(u32 x)
300 {
301         u32 rot;
302
303         for (rot = 0; rot < 16; rot++)
304                 if ((x & ~ror32(0xff, 2 * rot)) == 0)
305                         return rol32(x, 2 * rot) | (rot << 8);
306         return -1;
307 }
308
309 #define imm8m(x) (__builtin_constant_p(x) ? const_imm8m(x) : imm8m(x))
310
311 static u32 arm_bpf_ldst_imm12(u32 op, u8 rt, u8 rn, s16 imm12)
312 {
313         op |= rt << 12 | rn << 16;
314         if (imm12 >= 0)
315                 op |= ARM_INST_LDST__U;
316         else
317                 imm12 = -imm12;
318         return op | (imm12 & ARM_INST_LDST__IMM12);
319 }
320
321 static u32 arm_bpf_ldst_imm8(u32 op, u8 rt, u8 rn, s16 imm8)
322 {
323         op |= rt << 12 | rn << 16;
324         if (imm8 >= 0)
325                 op |= ARM_INST_LDST__U;
326         else
327                 imm8 = -imm8;
328         return op | (imm8 & 0xf0) << 4 | (imm8 & 0x0f);
329 }
330
331 #define ARM_LDR_I(rt, rn, off)  arm_bpf_ldst_imm12(ARM_INST_LDR_I, rt, rn, off)
332 #define ARM_LDRB_I(rt, rn, off) arm_bpf_ldst_imm12(ARM_INST_LDRB_I, rt, rn, off)
333 #define ARM_LDRD_I(rt, rn, off) arm_bpf_ldst_imm8(ARM_INST_LDRD_I, rt, rn, off)
334 #define ARM_LDRH_I(rt, rn, off) arm_bpf_ldst_imm8(ARM_INST_LDRH_I, rt, rn, off)
335
336 #define ARM_STR_I(rt, rn, off)  arm_bpf_ldst_imm12(ARM_INST_STR_I, rt, rn, off)
337 #define ARM_STRB_I(rt, rn, off) arm_bpf_ldst_imm12(ARM_INST_STRB_I, rt, rn, off)
338 #define ARM_STRD_I(rt, rn, off) arm_bpf_ldst_imm8(ARM_INST_STRD_I, rt, rn, off)
339 #define ARM_STRH_I(rt, rn, off) arm_bpf_ldst_imm8(ARM_INST_STRH_I, rt, rn, off)
340
341 /*
342  * Initializes the JIT space with undefined instructions.
343  */
344 static void jit_fill_hole(void *area, unsigned int size)
345 {
346         u32 *ptr;
347         /* We are guaranteed to have aligned memory. */
348         for (ptr = area; size >= sizeof(u32); size -= sizeof(u32))
349                 *ptr++ = __opcode_to_mem_arm(ARM_INST_UDF);
350 }
351
352 #if defined(CONFIG_AEABI) && (__LINUX_ARM_ARCH__ >= 5)
353 /* EABI requires the stack to be aligned to 64-bit boundaries */
354 #define STACK_ALIGNMENT 8
355 #else
356 /* Stack must be aligned to 32-bit boundaries */
357 #define STACK_ALIGNMENT 4
358 #endif
359
360 /* total stack size used in JITed code */
361 #define _STACK_SIZE     (ctx->prog->aux->stack_depth + SCRATCH_SIZE)
362 #define STACK_SIZE      ALIGN(_STACK_SIZE, STACK_ALIGNMENT)
363
364 #if __LINUX_ARM_ARCH__ < 7
365
366 static u16 imm_offset(u32 k, struct jit_ctx *ctx)
367 {
368         unsigned int i = 0, offset;
369         u16 imm;
370
371         /* on the "fake" run we just count them (duplicates included) */
372         if (ctx->target == NULL) {
373                 ctx->imm_count++;
374                 return 0;
375         }
376
377         while ((i < ctx->imm_count) && ctx->imms[i]) {
378                 if (ctx->imms[i] == k)
379                         break;
380                 i++;
381         }
382
383         if (ctx->imms[i] == 0)
384                 ctx->imms[i] = k;
385
386         /* constants go just after the epilogue */
387         offset =  ctx->offsets[ctx->prog->len - 1] * 4;
388         offset += ctx->prologue_bytes;
389         offset += ctx->epilogue_bytes;
390         offset += i * 4;
391
392         ctx->target[offset / 4] = k;
393
394         /* PC in ARM mode == address of the instruction + 8 */
395         imm = offset - (8 + ctx->idx * 4);
396
397         if (imm & ~0xfff) {
398                 /*
399                  * literal pool is too far, signal it into flags. we
400                  * can only detect it on the second pass unfortunately.
401                  */
402                 ctx->flags |= FLAG_IMM_OVERFLOW;
403                 return 0;
404         }
405
406         return imm;
407 }
408
409 #endif /* __LINUX_ARM_ARCH__ */
410
411 static inline int bpf2a32_offset(int bpf_to, int bpf_from,
412                                  const struct jit_ctx *ctx) {
413         int to, from;
414
415         if (ctx->target == NULL)
416                 return 0;
417         to = ctx->offsets[bpf_to];
418         from = ctx->offsets[bpf_from];
419
420         return to - from - 1;
421 }
422
423 /*
424  * Move an immediate that's not an imm8m to a core register.
425  */
426 static inline void emit_mov_i_no8m(const u8 rd, u32 val, struct jit_ctx *ctx)
427 {
428 #if __LINUX_ARM_ARCH__ < 7
429         emit(ARM_LDR_I(rd, ARM_PC, imm_offset(val, ctx)), ctx);
430 #else
431         emit(ARM_MOVW(rd, val & 0xffff), ctx);
432         if (val > 0xffff)
433                 emit(ARM_MOVT(rd, val >> 16), ctx);
434 #endif
435 }
436
437 static inline void emit_mov_i(const u8 rd, u32 val, struct jit_ctx *ctx)
438 {
439         int imm12 = imm8m(val);
440
441         if (imm12 >= 0)
442                 emit(ARM_MOV_I(rd, imm12), ctx);
443         else
444                 emit_mov_i_no8m(rd, val, ctx);
445 }
446
447 static void emit_bx_r(u8 tgt_reg, struct jit_ctx *ctx)
448 {
449         if (elf_hwcap & HWCAP_THUMB)
450                 emit(ARM_BX(tgt_reg), ctx);
451         else
452                 emit(ARM_MOV_R(ARM_PC, tgt_reg), ctx);
453 }
454
455 static inline void emit_blx_r(u8 tgt_reg, struct jit_ctx *ctx)
456 {
457 #if __LINUX_ARM_ARCH__ < 5
458         emit(ARM_MOV_R(ARM_LR, ARM_PC), ctx);
459         emit_bx_r(tgt_reg, ctx);
460 #else
461         emit(ARM_BLX_R(tgt_reg), ctx);
462 #endif
463 }
464
465 static inline int epilogue_offset(const struct jit_ctx *ctx)
466 {
467         int to, from;
468         /* No need for 1st dummy run */
469         if (ctx->target == NULL)
470                 return 0;
471         to = ctx->epilogue_offset;
472         from = ctx->idx;
473
474         return to - from - 2;
475 }
476
477 static inline void emit_udivmod(u8 rd, u8 rm, u8 rn, struct jit_ctx *ctx, u8 op)
478 {
479         const int exclude_mask = BIT(ARM_R0) | BIT(ARM_R1);
480         const s8 *tmp = bpf2a32[TMP_REG_1];
481
482 #if __LINUX_ARM_ARCH__ == 7
483         if (elf_hwcap & HWCAP_IDIVA) {
484                 if (op == BPF_DIV)
485                         emit(ARM_UDIV(rd, rm, rn), ctx);
486                 else {
487                         emit(ARM_UDIV(ARM_IP, rm, rn), ctx);
488                         emit(ARM_MLS(rd, rn, ARM_IP, rm), ctx);
489                 }
490                 return;
491         }
492 #endif
493
494         /*
495          * For BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_K instructions
496          * As ARM_R1 and ARM_R0 contains 1st argument of bpf
497          * function, we need to save it on caller side to save
498          * it from getting destroyed within callee.
499          * After the return from the callee, we restore ARM_R0
500          * ARM_R1.
501          */
502         if (rn != ARM_R1) {
503                 emit(ARM_MOV_R(tmp[0], ARM_R1), ctx);
504                 emit(ARM_MOV_R(ARM_R1, rn), ctx);
505         }
506         if (rm != ARM_R0) {
507                 emit(ARM_MOV_R(tmp[1], ARM_R0), ctx);
508                 emit(ARM_MOV_R(ARM_R0, rm), ctx);
509         }
510
511         /* Push caller-saved registers on stack */
512         emit(ARM_PUSH(CALLER_MASK & ~exclude_mask), ctx);
513
514         /* Call appropriate function */
515         emit_mov_i(ARM_IP, op == BPF_DIV ?
516                    (u32)jit_udiv32 : (u32)jit_mod32, ctx);
517         emit_blx_r(ARM_IP, ctx);
518
519         /* Restore caller-saved registers from stack */
520         emit(ARM_POP(CALLER_MASK & ~exclude_mask), ctx);
521
522         /* Save return value */
523         if (rd != ARM_R0)
524                 emit(ARM_MOV_R(rd, ARM_R0), ctx);
525
526         /* Restore ARM_R0 and ARM_R1 */
527         if (rn != ARM_R1)
528                 emit(ARM_MOV_R(ARM_R1, tmp[0]), ctx);
529         if (rm != ARM_R0)
530                 emit(ARM_MOV_R(ARM_R0, tmp[1]), ctx);
531 }
532
533 /* Is the translated BPF register on stack? */
534 static bool is_stacked(s8 reg)
535 {
536         return reg < 0;
537 }
538
539 /* If a BPF register is on the stack (stk is true), load it to the
540  * supplied temporary register and return the temporary register
541  * for subsequent operations, otherwise just use the CPU register.
542  */
543 static s8 arm_bpf_get_reg32(s8 reg, s8 tmp, struct jit_ctx *ctx)
544 {
545         if (is_stacked(reg)) {
546                 emit(ARM_LDR_I(tmp, ARM_FP, EBPF_SCRATCH_TO_ARM_FP(reg)), ctx);
547                 reg = tmp;
548         }
549         return reg;
550 }
551
552 static const s8 *arm_bpf_get_reg64(const s8 *reg, const s8 *tmp,
553                                    struct jit_ctx *ctx)
554 {
555         if (is_stacked(reg[1])) {
556                 if (__LINUX_ARM_ARCH__ >= 6 ||
557                     ctx->cpu_architecture >= CPU_ARCH_ARMv5TE) {
558                         emit(ARM_LDRD_I(tmp[1], ARM_FP,
559                                         EBPF_SCRATCH_TO_ARM_FP(reg[1])), ctx);
560                 } else {
561                         emit(ARM_LDR_I(tmp[1], ARM_FP,
562                                        EBPF_SCRATCH_TO_ARM_FP(reg[1])), ctx);
563                         emit(ARM_LDR_I(tmp[0], ARM_FP,
564                                        EBPF_SCRATCH_TO_ARM_FP(reg[0])), ctx);
565                 }
566                 reg = tmp;
567         }
568         return reg;
569 }
570
571 /* If a BPF register is on the stack (stk is true), save the register
572  * back to the stack.  If the source register is not the same, then
573  * move it into the correct register.
574  */
575 static void arm_bpf_put_reg32(s8 reg, s8 src, struct jit_ctx *ctx)
576 {
577         if (is_stacked(reg))
578                 emit(ARM_STR_I(src, ARM_FP, EBPF_SCRATCH_TO_ARM_FP(reg)), ctx);
579         else if (reg != src)
580                 emit(ARM_MOV_R(reg, src), ctx);
581 }
582
583 static void arm_bpf_put_reg64(const s8 *reg, const s8 *src,
584                               struct jit_ctx *ctx)
585 {
586         if (is_stacked(reg[1])) {
587                 if (__LINUX_ARM_ARCH__ >= 6 ||
588                     ctx->cpu_architecture >= CPU_ARCH_ARMv5TE) {
589                         emit(ARM_STRD_I(src[1], ARM_FP,
590                                        EBPF_SCRATCH_TO_ARM_FP(reg[1])), ctx);
591                 } else {
592                         emit(ARM_STR_I(src[1], ARM_FP,
593                                        EBPF_SCRATCH_TO_ARM_FP(reg[1])), ctx);
594                         emit(ARM_STR_I(src[0], ARM_FP,
595                                        EBPF_SCRATCH_TO_ARM_FP(reg[0])), ctx);
596                 }
597         } else {
598                 if (reg[1] != src[1])
599                         emit(ARM_MOV_R(reg[1], src[1]), ctx);
600                 if (reg[0] != src[0])
601                         emit(ARM_MOV_R(reg[0], src[0]), ctx);
602         }
603 }
604
605 static inline void emit_a32_mov_i(const s8 dst, const u32 val,
606                                   struct jit_ctx *ctx)
607 {
608         const s8 *tmp = bpf2a32[TMP_REG_1];
609
610         if (is_stacked(dst)) {
611                 emit_mov_i(tmp[1], val, ctx);
612                 arm_bpf_put_reg32(dst, tmp[1], ctx);
613         } else {
614                 emit_mov_i(dst, val, ctx);
615         }
616 }
617
618 static void emit_a32_mov_i64(const s8 dst[], u64 val, struct jit_ctx *ctx)
619 {
620         const s8 *tmp = bpf2a32[TMP_REG_1];
621         const s8 *rd = is_stacked(dst_lo) ? tmp : dst;
622
623         emit_mov_i(rd[1], (u32)val, ctx);
624         emit_mov_i(rd[0], val >> 32, ctx);
625
626         arm_bpf_put_reg64(dst, rd, ctx);
627 }
628
629 /* Sign extended move */
630 static inline void emit_a32_mov_se_i64(const bool is64, const s8 dst[],
631                                        const u32 val, struct jit_ctx *ctx) {
632         u64 val64 = val;
633
634         if (is64 && (val & (1<<31)))
635                 val64 |= 0xffffffff00000000ULL;
636         emit_a32_mov_i64(dst, val64, ctx);
637 }
638
639 static inline void emit_a32_add_r(const u8 dst, const u8 src,
640                               const bool is64, const bool hi,
641                               struct jit_ctx *ctx) {
642         /* 64 bit :
643          *      adds dst_lo, dst_lo, src_lo
644          *      adc dst_hi, dst_hi, src_hi
645          * 32 bit :
646          *      add dst_lo, dst_lo, src_lo
647          */
648         if (!hi && is64)
649                 emit(ARM_ADDS_R(dst, dst, src), ctx);
650         else if (hi && is64)
651                 emit(ARM_ADC_R(dst, dst, src), ctx);
652         else
653                 emit(ARM_ADD_R(dst, dst, src), ctx);
654 }
655
656 static inline void emit_a32_sub_r(const u8 dst, const u8 src,
657                                   const bool is64, const bool hi,
658                                   struct jit_ctx *ctx) {
659         /* 64 bit :
660          *      subs dst_lo, dst_lo, src_lo
661          *      sbc dst_hi, dst_hi, src_hi
662          * 32 bit :
663          *      sub dst_lo, dst_lo, src_lo
664          */
665         if (!hi && is64)
666                 emit(ARM_SUBS_R(dst, dst, src), ctx);
667         else if (hi && is64)
668                 emit(ARM_SBC_R(dst, dst, src), ctx);
669         else
670                 emit(ARM_SUB_R(dst, dst, src), ctx);
671 }
672
673 static inline void emit_alu_r(const u8 dst, const u8 src, const bool is64,
674                               const bool hi, const u8 op, struct jit_ctx *ctx){
675         switch (BPF_OP(op)) {
676         /* dst = dst + src */
677         case BPF_ADD:
678                 emit_a32_add_r(dst, src, is64, hi, ctx);
679                 break;
680         /* dst = dst - src */
681         case BPF_SUB:
682                 emit_a32_sub_r(dst, src, is64, hi, ctx);
683                 break;
684         /* dst = dst | src */
685         case BPF_OR:
686                 emit(ARM_ORR_R(dst, dst, src), ctx);
687                 break;
688         /* dst = dst & src */
689         case BPF_AND:
690                 emit(ARM_AND_R(dst, dst, src), ctx);
691                 break;
692         /* dst = dst ^ src */
693         case BPF_XOR:
694                 emit(ARM_EOR_R(dst, dst, src), ctx);
695                 break;
696         /* dst = dst * src */
697         case BPF_MUL:
698                 emit(ARM_MUL(dst, dst, src), ctx);
699                 break;
700         /* dst = dst << src */
701         case BPF_LSH:
702                 emit(ARM_LSL_R(dst, dst, src), ctx);
703                 break;
704         /* dst = dst >> src */
705         case BPF_RSH:
706                 emit(ARM_LSR_R(dst, dst, src), ctx);
707                 break;
708         /* dst = dst >> src (signed)*/
709         case BPF_ARSH:
710                 emit(ARM_MOV_SR(dst, dst, SRTYPE_ASR, src), ctx);
711                 break;
712         }
713 }
714
715 /* ALU operation (32 bit)
716  * dst = dst (op) src
717  */
718 static inline void emit_a32_alu_r(const s8 dst, const s8 src,
719                                   struct jit_ctx *ctx, const bool is64,
720                                   const bool hi, const u8 op) {
721         const s8 *tmp = bpf2a32[TMP_REG_1];
722         s8 rn, rd;
723
724         rn = arm_bpf_get_reg32(src, tmp[1], ctx);
725         rd = arm_bpf_get_reg32(dst, tmp[0], ctx);
726         /* ALU operation */
727         emit_alu_r(rd, rn, is64, hi, op, ctx);
728         arm_bpf_put_reg32(dst, rd, ctx);
729 }
730
731 /* ALU operation (64 bit) */
732 static inline void emit_a32_alu_r64(const bool is64, const s8 dst[],
733                                   const s8 src[], struct jit_ctx *ctx,
734                                   const u8 op) {
735         const s8 *tmp = bpf2a32[TMP_REG_1];
736         const s8 *tmp2 = bpf2a32[TMP_REG_2];
737         const s8 *rd;
738
739         rd = arm_bpf_get_reg64(dst, tmp, ctx);
740         if (is64) {
741                 const s8 *rs;
742
743                 rs = arm_bpf_get_reg64(src, tmp2, ctx);
744
745                 /* ALU operation */
746                 emit_alu_r(rd[1], rs[1], true, false, op, ctx);
747                 emit_alu_r(rd[0], rs[0], true, true, op, ctx);
748         } else {
749                 s8 rs;
750
751                 rs = arm_bpf_get_reg32(src_lo, tmp2[1], ctx);
752
753                 /* ALU operation */
754                 emit_alu_r(rd[1], rs, true, false, op, ctx);
755                 if (!ctx->prog->aux->verifier_zext)
756                         emit_a32_mov_i(rd[0], 0, ctx);
757         }
758
759         arm_bpf_put_reg64(dst, rd, ctx);
760 }
761
762 /* dst = src (4 bytes)*/
763 static inline void emit_a32_mov_r(const s8 dst, const s8 src,
764                                   struct jit_ctx *ctx) {
765         const s8 *tmp = bpf2a32[TMP_REG_1];
766         s8 rt;
767
768         rt = arm_bpf_get_reg32(src, tmp[0], ctx);
769         arm_bpf_put_reg32(dst, rt, ctx);
770 }
771
772 /* dst = src */
773 static inline void emit_a32_mov_r64(const bool is64, const s8 dst[],
774                                   const s8 src[],
775                                   struct jit_ctx *ctx) {
776         if (!is64) {
777                 emit_a32_mov_r(dst_lo, src_lo, ctx);
778                 if (!ctx->prog->aux->verifier_zext)
779                         /* Zero out high 4 bytes */
780                         emit_a32_mov_i(dst_hi, 0, ctx);
781         } else if (__LINUX_ARM_ARCH__ < 6 &&
782                    ctx->cpu_architecture < CPU_ARCH_ARMv5TE) {
783                 /* complete 8 byte move */
784                 emit_a32_mov_r(dst_lo, src_lo, ctx);
785                 emit_a32_mov_r(dst_hi, src_hi, ctx);
786         } else if (is_stacked(src_lo) && is_stacked(dst_lo)) {
787                 const u8 *tmp = bpf2a32[TMP_REG_1];
788
789                 emit(ARM_LDRD_I(tmp[1], ARM_FP, EBPF_SCRATCH_TO_ARM_FP(src_lo)), ctx);
790                 emit(ARM_STRD_I(tmp[1], ARM_FP, EBPF_SCRATCH_TO_ARM_FP(dst_lo)), ctx);
791         } else if (is_stacked(src_lo)) {
792                 emit(ARM_LDRD_I(dst[1], ARM_FP, EBPF_SCRATCH_TO_ARM_FP(src_lo)), ctx);
793         } else if (is_stacked(dst_lo)) {
794                 emit(ARM_STRD_I(src[1], ARM_FP, EBPF_SCRATCH_TO_ARM_FP(dst_lo)), ctx);
795         } else {
796                 emit(ARM_MOV_R(dst[0], src[0]), ctx);
797                 emit(ARM_MOV_R(dst[1], src[1]), ctx);
798         }
799 }
800
801 /* Shift operations */
802 static inline void emit_a32_alu_i(const s8 dst, const u32 val,
803                                 struct jit_ctx *ctx, const u8 op) {
804         const s8 *tmp = bpf2a32[TMP_REG_1];
805         s8 rd;
806
807         rd = arm_bpf_get_reg32(dst, tmp[0], ctx);
808
809         /* Do shift operation */
810         switch (op) {
811         case BPF_LSH:
812                 emit(ARM_LSL_I(rd, rd, val), ctx);
813                 break;
814         case BPF_RSH:
815                 emit(ARM_LSR_I(rd, rd, val), ctx);
816                 break;
817         case BPF_NEG:
818                 emit(ARM_RSB_I(rd, rd, val), ctx);
819                 break;
820         }
821
822         arm_bpf_put_reg32(dst, rd, ctx);
823 }
824
825 /* dst = ~dst (64 bit) */
826 static inline void emit_a32_neg64(const s8 dst[],
827                                 struct jit_ctx *ctx){
828         const s8 *tmp = bpf2a32[TMP_REG_1];
829         const s8 *rd;
830
831         /* Setup Operand */
832         rd = arm_bpf_get_reg64(dst, tmp, ctx);
833
834         /* Do Negate Operation */
835         emit(ARM_RSBS_I(rd[1], rd[1], 0), ctx);
836         emit(ARM_RSC_I(rd[0], rd[0], 0), ctx);
837
838         arm_bpf_put_reg64(dst, rd, ctx);
839 }
840
841 /* dst = dst << src */
842 static inline void emit_a32_lsh_r64(const s8 dst[], const s8 src[],
843                                     struct jit_ctx *ctx) {
844         const s8 *tmp = bpf2a32[TMP_REG_1];
845         const s8 *tmp2 = bpf2a32[TMP_REG_2];
846         const s8 *rd;
847         s8 rt;
848
849         /* Setup Operands */
850         rt = arm_bpf_get_reg32(src_lo, tmp2[1], ctx);
851         rd = arm_bpf_get_reg64(dst, tmp, ctx);
852
853         /* Do LSH operation */
854         emit(ARM_SUB_I(ARM_IP, rt, 32), ctx);
855         emit(ARM_RSB_I(tmp2[0], rt, 32), ctx);
856         emit(ARM_MOV_SR(ARM_LR, rd[0], SRTYPE_ASL, rt), ctx);
857         emit(ARM_ORR_SR(ARM_LR, ARM_LR, rd[1], SRTYPE_ASL, ARM_IP), ctx);
858         emit(ARM_ORR_SR(ARM_IP, ARM_LR, rd[1], SRTYPE_LSR, tmp2[0]), ctx);
859         emit(ARM_MOV_SR(ARM_LR, rd[1], SRTYPE_ASL, rt), ctx);
860
861         arm_bpf_put_reg32(dst_lo, ARM_LR, ctx);
862         arm_bpf_put_reg32(dst_hi, ARM_IP, ctx);
863 }
864
865 /* dst = dst >> src (signed)*/
866 static inline void emit_a32_arsh_r64(const s8 dst[], const s8 src[],
867                                      struct jit_ctx *ctx) {
868         const s8 *tmp = bpf2a32[TMP_REG_1];
869         const s8 *tmp2 = bpf2a32[TMP_REG_2];
870         const s8 *rd;
871         s8 rt;
872
873         /* Setup Operands */
874         rt = arm_bpf_get_reg32(src_lo, tmp2[1], ctx);
875         rd = arm_bpf_get_reg64(dst, tmp, ctx);
876
877         /* Do the ARSH operation */
878         emit(ARM_RSB_I(ARM_IP, rt, 32), ctx);
879         emit(ARM_SUBS_I(tmp2[0], rt, 32), ctx);
880         emit(ARM_MOV_SR(ARM_LR, rd[1], SRTYPE_LSR, rt), ctx);
881         emit(ARM_ORR_SR(ARM_LR, ARM_LR, rd[0], SRTYPE_ASL, ARM_IP), ctx);
882         _emit(ARM_COND_MI, ARM_B(0), ctx);
883         emit(ARM_ORR_SR(ARM_LR, ARM_LR, rd[0], SRTYPE_ASR, tmp2[0]), ctx);
884         emit(ARM_MOV_SR(ARM_IP, rd[0], SRTYPE_ASR, rt), ctx);
885
886         arm_bpf_put_reg32(dst_lo, ARM_LR, ctx);
887         arm_bpf_put_reg32(dst_hi, ARM_IP, ctx);
888 }
889
890 /* dst = dst >> src */
891 static inline void emit_a32_rsh_r64(const s8 dst[], const s8 src[],
892                                     struct jit_ctx *ctx) {
893         const s8 *tmp = bpf2a32[TMP_REG_1];
894         const s8 *tmp2 = bpf2a32[TMP_REG_2];
895         const s8 *rd;
896         s8 rt;
897
898         /* Setup Operands */
899         rt = arm_bpf_get_reg32(src_lo, tmp2[1], ctx);
900         rd = arm_bpf_get_reg64(dst, tmp, ctx);
901
902         /* Do RSH operation */
903         emit(ARM_RSB_I(ARM_IP, rt, 32), ctx);
904         emit(ARM_SUBS_I(tmp2[0], rt, 32), ctx);
905         emit(ARM_MOV_SR(ARM_LR, rd[1], SRTYPE_LSR, rt), ctx);
906         emit(ARM_ORR_SR(ARM_LR, ARM_LR, rd[0], SRTYPE_ASL, ARM_IP), ctx);
907         emit(ARM_ORR_SR(ARM_LR, ARM_LR, rd[0], SRTYPE_LSR, tmp2[0]), ctx);
908         emit(ARM_MOV_SR(ARM_IP, rd[0], SRTYPE_LSR, rt), ctx);
909
910         arm_bpf_put_reg32(dst_lo, ARM_LR, ctx);
911         arm_bpf_put_reg32(dst_hi, ARM_IP, ctx);
912 }
913
914 /* dst = dst << val */
915 static inline void emit_a32_lsh_i64(const s8 dst[],
916                                     const u32 val, struct jit_ctx *ctx){
917         const s8 *tmp = bpf2a32[TMP_REG_1];
918         const s8 *tmp2 = bpf2a32[TMP_REG_2];
919         const s8 *rd;
920
921         /* Setup operands */
922         rd = arm_bpf_get_reg64(dst, tmp, ctx);
923
924         /* Do LSH operation */
925         if (val < 32) {
926                 emit(ARM_MOV_SI(tmp2[0], rd[0], SRTYPE_ASL, val), ctx);
927                 emit(ARM_ORR_SI(rd[0], tmp2[0], rd[1], SRTYPE_LSR, 32 - val), ctx);
928                 emit(ARM_MOV_SI(rd[1], rd[1], SRTYPE_ASL, val), ctx);
929         } else {
930                 if (val == 32)
931                         emit(ARM_MOV_R(rd[0], rd[1]), ctx);
932                 else
933                         emit(ARM_MOV_SI(rd[0], rd[1], SRTYPE_ASL, val - 32), ctx);
934                 emit(ARM_EOR_R(rd[1], rd[1], rd[1]), ctx);
935         }
936
937         arm_bpf_put_reg64(dst, rd, ctx);
938 }
939
940 /* dst = dst >> val */
941 static inline void emit_a32_rsh_i64(const s8 dst[],
942                                     const u32 val, struct jit_ctx *ctx) {
943         const s8 *tmp = bpf2a32[TMP_REG_1];
944         const s8 *tmp2 = bpf2a32[TMP_REG_2];
945         const s8 *rd;
946
947         /* Setup operands */
948         rd = arm_bpf_get_reg64(dst, tmp, ctx);
949
950         /* Do LSR operation */
951         if (val == 0) {
952                 /* An immediate value of 0 encodes a shift amount of 32
953                  * for LSR. To shift by 0, don't do anything.
954                  */
955         } else if (val < 32) {
956                 emit(ARM_MOV_SI(tmp2[1], rd[1], SRTYPE_LSR, val), ctx);
957                 emit(ARM_ORR_SI(rd[1], tmp2[1], rd[0], SRTYPE_ASL, 32 - val), ctx);
958                 emit(ARM_MOV_SI(rd[0], rd[0], SRTYPE_LSR, val), ctx);
959         } else if (val == 32) {
960                 emit(ARM_MOV_R(rd[1], rd[0]), ctx);
961                 emit(ARM_MOV_I(rd[0], 0), ctx);
962         } else {
963                 emit(ARM_MOV_SI(rd[1], rd[0], SRTYPE_LSR, val - 32), ctx);
964                 emit(ARM_MOV_I(rd[0], 0), ctx);
965         }
966
967         arm_bpf_put_reg64(dst, rd, ctx);
968 }
969
970 /* dst = dst >> val (signed) */
971 static inline void emit_a32_arsh_i64(const s8 dst[],
972                                      const u32 val, struct jit_ctx *ctx){
973         const s8 *tmp = bpf2a32[TMP_REG_1];
974         const s8 *tmp2 = bpf2a32[TMP_REG_2];
975         const s8 *rd;
976
977         /* Setup operands */
978         rd = arm_bpf_get_reg64(dst, tmp, ctx);
979
980         /* Do ARSH operation */
981         if (val == 0) {
982                 /* An immediate value of 0 encodes a shift amount of 32
983                  * for ASR. To shift by 0, don't do anything.
984                  */
985         } else if (val < 32) {
986                 emit(ARM_MOV_SI(tmp2[1], rd[1], SRTYPE_LSR, val), ctx);
987                 emit(ARM_ORR_SI(rd[1], tmp2[1], rd[0], SRTYPE_ASL, 32 - val), ctx);
988                 emit(ARM_MOV_SI(rd[0], rd[0], SRTYPE_ASR, val), ctx);
989         } else if (val == 32) {
990                 emit(ARM_MOV_R(rd[1], rd[0]), ctx);
991                 emit(ARM_MOV_SI(rd[0], rd[0], SRTYPE_ASR, 31), ctx);
992         } else {
993                 emit(ARM_MOV_SI(rd[1], rd[0], SRTYPE_ASR, val - 32), ctx);
994                 emit(ARM_MOV_SI(rd[0], rd[0], SRTYPE_ASR, 31), ctx);
995         }
996
997         arm_bpf_put_reg64(dst, rd, ctx);
998 }
999
1000 static inline void emit_a32_mul_r64(const s8 dst[], const s8 src[],
1001                                     struct jit_ctx *ctx) {
1002         const s8 *tmp = bpf2a32[TMP_REG_1];
1003         const s8 *tmp2 = bpf2a32[TMP_REG_2];
1004         const s8 *rd, *rt;
1005
1006         /* Setup operands for multiplication */
1007         rd = arm_bpf_get_reg64(dst, tmp, ctx);
1008         rt = arm_bpf_get_reg64(src, tmp2, ctx);
1009
1010         /* Do Multiplication */
1011         emit(ARM_MUL(ARM_IP, rd[1], rt[0]), ctx);
1012         emit(ARM_MUL(ARM_LR, rd[0], rt[1]), ctx);
1013         emit(ARM_ADD_R(ARM_LR, ARM_IP, ARM_LR), ctx);
1014
1015         emit(ARM_UMULL(ARM_IP, rd[0], rd[1], rt[1]), ctx);
1016         emit(ARM_ADD_R(rd[0], ARM_LR, rd[0]), ctx);
1017
1018         arm_bpf_put_reg32(dst_lo, ARM_IP, ctx);
1019         arm_bpf_put_reg32(dst_hi, rd[0], ctx);
1020 }
1021
1022 static bool is_ldst_imm(s16 off, const u8 size)
1023 {
1024         s16 off_max = 0;
1025
1026         switch (size) {
1027         case BPF_B:
1028         case BPF_W:
1029                 off_max = 0xfff;
1030                 break;
1031         case BPF_H:
1032                 off_max = 0xff;
1033                 break;
1034         case BPF_DW:
1035                 /* Need to make sure off+4 does not overflow. */
1036                 off_max = 0xfff - 4;
1037                 break;
1038         }
1039         return -off_max <= off && off <= off_max;
1040 }
1041
1042 /* *(size *)(dst + off) = src */
1043 static inline void emit_str_r(const s8 dst, const s8 src[],
1044                               s16 off, struct jit_ctx *ctx, const u8 sz){
1045         const s8 *tmp = bpf2a32[TMP_REG_1];
1046         s8 rd;
1047
1048         rd = arm_bpf_get_reg32(dst, tmp[1], ctx);
1049
1050         if (!is_ldst_imm(off, sz)) {
1051                 emit_a32_mov_i(tmp[0], off, ctx);
1052                 emit(ARM_ADD_R(tmp[0], tmp[0], rd), ctx);
1053                 rd = tmp[0];
1054                 off = 0;
1055         }
1056         switch (sz) {
1057         case BPF_B:
1058                 /* Store a Byte */
1059                 emit(ARM_STRB_I(src_lo, rd, off), ctx);
1060                 break;
1061         case BPF_H:
1062                 /* Store a HalfWord */
1063                 emit(ARM_STRH_I(src_lo, rd, off), ctx);
1064                 break;
1065         case BPF_W:
1066                 /* Store a Word */
1067                 emit(ARM_STR_I(src_lo, rd, off), ctx);
1068                 break;
1069         case BPF_DW:
1070                 /* Store a Double Word */
1071                 emit(ARM_STR_I(src_lo, rd, off), ctx);
1072                 emit(ARM_STR_I(src_hi, rd, off + 4), ctx);
1073                 break;
1074         }
1075 }
1076
1077 /* dst = *(size*)(src + off) */
1078 static inline void emit_ldx_r(const s8 dst[], const s8 src,
1079                               s16 off, struct jit_ctx *ctx, const u8 sz){
1080         const s8 *tmp = bpf2a32[TMP_REG_1];
1081         const s8 *rd = is_stacked(dst_lo) ? tmp : dst;
1082         s8 rm = src;
1083
1084         if (!is_ldst_imm(off, sz)) {
1085                 emit_a32_mov_i(tmp[0], off, ctx);
1086                 emit(ARM_ADD_R(tmp[0], tmp[0], src), ctx);
1087                 rm = tmp[0];
1088                 off = 0;
1089         } else if (rd[1] == rm) {
1090                 emit(ARM_MOV_R(tmp[0], rm), ctx);
1091                 rm = tmp[0];
1092         }
1093         switch (sz) {
1094         case BPF_B:
1095                 /* Load a Byte */
1096                 emit(ARM_LDRB_I(rd[1], rm, off), ctx);
1097                 if (!ctx->prog->aux->verifier_zext)
1098                         emit_a32_mov_i(rd[0], 0, ctx);
1099                 break;
1100         case BPF_H:
1101                 /* Load a HalfWord */
1102                 emit(ARM_LDRH_I(rd[1], rm, off), ctx);
1103                 if (!ctx->prog->aux->verifier_zext)
1104                         emit_a32_mov_i(rd[0], 0, ctx);
1105                 break;
1106         case BPF_W:
1107                 /* Load a Word */
1108                 emit(ARM_LDR_I(rd[1], rm, off), ctx);
1109                 if (!ctx->prog->aux->verifier_zext)
1110                         emit_a32_mov_i(rd[0], 0, ctx);
1111                 break;
1112         case BPF_DW:
1113                 /* Load a Double Word */
1114                 emit(ARM_LDR_I(rd[1], rm, off), ctx);
1115                 emit(ARM_LDR_I(rd[0], rm, off + 4), ctx);
1116                 break;
1117         }
1118         arm_bpf_put_reg64(dst, rd, ctx);
1119 }
1120
1121 /* Arithmatic Operation */
1122 static inline void emit_ar_r(const u8 rd, const u8 rt, const u8 rm,
1123                              const u8 rn, struct jit_ctx *ctx, u8 op,
1124                              bool is_jmp64) {
1125         switch (op) {
1126         case BPF_JSET:
1127                 if (is_jmp64) {
1128                         emit(ARM_AND_R(ARM_IP, rt, rn), ctx);
1129                         emit(ARM_AND_R(ARM_LR, rd, rm), ctx);
1130                         emit(ARM_ORRS_R(ARM_IP, ARM_LR, ARM_IP), ctx);
1131                 } else {
1132                         emit(ARM_ANDS_R(ARM_IP, rt, rn), ctx);
1133                 }
1134                 break;
1135         case BPF_JEQ:
1136         case BPF_JNE:
1137         case BPF_JGT:
1138         case BPF_JGE:
1139         case BPF_JLE:
1140         case BPF_JLT:
1141                 if (is_jmp64) {
1142                         emit(ARM_CMP_R(rd, rm), ctx);
1143                         /* Only compare low halve if high halve are equal. */
1144                         _emit(ARM_COND_EQ, ARM_CMP_R(rt, rn), ctx);
1145                 } else {
1146                         emit(ARM_CMP_R(rt, rn), ctx);
1147                 }
1148                 break;
1149         case BPF_JSLE:
1150         case BPF_JSGT:
1151                 emit(ARM_CMP_R(rn, rt), ctx);
1152                 if (is_jmp64)
1153                         emit(ARM_SBCS_R(ARM_IP, rm, rd), ctx);
1154                 break;
1155         case BPF_JSLT:
1156         case BPF_JSGE:
1157                 emit(ARM_CMP_R(rt, rn), ctx);
1158                 if (is_jmp64)
1159                         emit(ARM_SBCS_R(ARM_IP, rd, rm), ctx);
1160                 break;
1161         }
1162 }
1163
1164 static int out_offset = -1; /* initialized on the first pass of build_body() */
1165 static int emit_bpf_tail_call(struct jit_ctx *ctx)
1166 {
1167
1168         /* bpf_tail_call(void *prog_ctx, struct bpf_array *array, u64 index) */
1169         const s8 *r2 = bpf2a32[BPF_REG_2];
1170         const s8 *r3 = bpf2a32[BPF_REG_3];
1171         const s8 *tmp = bpf2a32[TMP_REG_1];
1172         const s8 *tmp2 = bpf2a32[TMP_REG_2];
1173         const s8 *tcc = bpf2a32[TCALL_CNT];
1174         const s8 *tc;
1175         const int idx0 = ctx->idx;
1176 #define cur_offset (ctx->idx - idx0)
1177 #define jmp_offset (out_offset - (cur_offset) - 2)
1178         u32 lo, hi;
1179         s8 r_array, r_index;
1180         int off;
1181
1182         /* if (index >= array->map.max_entries)
1183          *      goto out;
1184          */
1185         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct bpf_array, map.max_entries) >
1186                      ARM_INST_LDST__IMM12);
1187         off = offsetof(struct bpf_array, map.max_entries);
1188         r_array = arm_bpf_get_reg32(r2[1], tmp2[0], ctx);
1189         /* index is 32-bit for arrays */
1190         r_index = arm_bpf_get_reg32(r3[1], tmp2[1], ctx);
1191         /* array->map.max_entries */
1192         emit(ARM_LDR_I(tmp[1], r_array, off), ctx);
1193         /* index >= array->map.max_entries */
1194         emit(ARM_CMP_R(r_index, tmp[1]), ctx);
1195         _emit(ARM_COND_CS, ARM_B(jmp_offset), ctx);
1196
1197         /* tmp2[0] = array, tmp2[1] = index */
1198
1199         /* if (tail_call_cnt > MAX_TAIL_CALL_CNT)
1200          *      goto out;
1201          * tail_call_cnt++;
1202          */
1203         lo = (u32)MAX_TAIL_CALL_CNT;
1204         hi = (u32)((u64)MAX_TAIL_CALL_CNT >> 32);
1205         tc = arm_bpf_get_reg64(tcc, tmp, ctx);
1206         emit(ARM_CMP_I(tc[0], hi), ctx);
1207         _emit(ARM_COND_EQ, ARM_CMP_I(tc[1], lo), ctx);
1208         _emit(ARM_COND_HI, ARM_B(jmp_offset), ctx);
1209         emit(ARM_ADDS_I(tc[1], tc[1], 1), ctx);
1210         emit(ARM_ADC_I(tc[0], tc[0], 0), ctx);
1211         arm_bpf_put_reg64(tcc, tmp, ctx);
1212
1213         /* prog = array->ptrs[index]
1214          * if (prog == NULL)
1215          *      goto out;
1216          */
1217         BUILD_BUG_ON(imm8m(offsetof(struct bpf_array, ptrs)) < 0);
1218         off = imm8m(offsetof(struct bpf_array, ptrs));
1219         emit(ARM_ADD_I(tmp[1], r_array, off), ctx);
1220         emit(ARM_LDR_R_SI(tmp[1], tmp[1], r_index, SRTYPE_ASL, 2), ctx);
1221         emit(ARM_CMP_I(tmp[1], 0), ctx);
1222         _emit(ARM_COND_EQ, ARM_B(jmp_offset), ctx);
1223
1224         /* goto *(prog->bpf_func + prologue_size); */
1225         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct bpf_prog, bpf_func) >
1226                      ARM_INST_LDST__IMM12);
1227         off = offsetof(struct bpf_prog, bpf_func);
1228         emit(ARM_LDR_I(tmp[1], tmp[1], off), ctx);
1229         emit(ARM_ADD_I(tmp[1], tmp[1], ctx->prologue_bytes), ctx);
1230         emit_bx_r(tmp[1], ctx);
1231
1232         /* out: */
1233         if (out_offset == -1)
1234                 out_offset = cur_offset;
1235         if (cur_offset != out_offset) {
1236                 pr_err_once("tail_call out_offset = %d, expected %d!\n",
1237                             cur_offset, out_offset);
1238                 return -1;
1239         }
1240         return 0;
1241 #undef cur_offset
1242 #undef jmp_offset
1243 }
1244
1245 /* 0xabcd => 0xcdab */
1246 static inline void emit_rev16(const u8 rd, const u8 rn, struct jit_ctx *ctx)
1247 {
1248 #if __LINUX_ARM_ARCH__ < 6
1249         const s8 *tmp2 = bpf2a32[TMP_REG_2];
1250
1251         emit(ARM_AND_I(tmp2[1], rn, 0xff), ctx);
1252         emit(ARM_MOV_SI(tmp2[0], rn, SRTYPE_LSR, 8), ctx);
1253         emit(ARM_AND_I(tmp2[0], tmp2[0], 0xff), ctx);
1254         emit(ARM_ORR_SI(rd, tmp2[0], tmp2[1], SRTYPE_LSL, 8), ctx);
1255 #else /* ARMv6+ */
1256         emit(ARM_REV16(rd, rn), ctx);
1257 #endif
1258 }
1259
1260 /* 0xabcdefgh => 0xghefcdab */
1261 static inline void emit_rev32(const u8 rd, const u8 rn, struct jit_ctx *ctx)
1262 {
1263 #if __LINUX_ARM_ARCH__ < 6
1264         const s8 *tmp2 = bpf2a32[TMP_REG_2];
1265
1266         emit(ARM_AND_I(tmp2[1], rn, 0xff), ctx);
1267         emit(ARM_MOV_SI(tmp2[0], rn, SRTYPE_LSR, 24), ctx);
1268         emit(ARM_ORR_SI(ARM_IP, tmp2[0], tmp2[1], SRTYPE_LSL, 24), ctx);
1269
1270         emit(ARM_MOV_SI(tmp2[1], rn, SRTYPE_LSR, 8), ctx);
1271         emit(ARM_AND_I(tmp2[1], tmp2[1], 0xff), ctx);
1272         emit(ARM_MOV_SI(tmp2[0], rn, SRTYPE_LSR, 16), ctx);
1273         emit(ARM_AND_I(tmp2[0], tmp2[0], 0xff), ctx);
1274         emit(ARM_MOV_SI(tmp2[0], tmp2[0], SRTYPE_LSL, 8), ctx);
1275         emit(ARM_ORR_SI(tmp2[0], tmp2[0], tmp2[1], SRTYPE_LSL, 16), ctx);
1276         emit(ARM_ORR_R(rd, ARM_IP, tmp2[0]), ctx);
1277
1278 #else /* ARMv6+ */
1279         emit(ARM_REV(rd, rn), ctx);
1280 #endif
1281 }
1282
1283 // push the scratch stack register on top of the stack
1284 static inline void emit_push_r64(const s8 src[], struct jit_ctx *ctx)
1285 {
1286         const s8 *tmp2 = bpf2a32[TMP_REG_2];
1287         const s8 *rt;
1288         u16 reg_set = 0;
1289
1290         rt = arm_bpf_get_reg64(src, tmp2, ctx);
1291
1292         reg_set = (1 << rt[1]) | (1 << rt[0]);
1293         emit(ARM_PUSH(reg_set), ctx);
1294 }
1295
1296 static void build_prologue(struct jit_ctx *ctx)
1297 {
1298         const s8 r0 = bpf2a32[BPF_REG_0][1];
1299         const s8 r2 = bpf2a32[BPF_REG_1][1];
1300         const s8 r3 = bpf2a32[BPF_REG_1][0];
1301         const s8 r4 = bpf2a32[BPF_REG_6][1];
1302         const s8 fplo = bpf2a32[BPF_REG_FP][1];
1303         const s8 fphi = bpf2a32[BPF_REG_FP][0];
1304         const s8 *tcc = bpf2a32[TCALL_CNT];
1305
1306         /* Save callee saved registers. */
1307 #ifdef CONFIG_FRAME_POINTER
1308         u16 reg_set = CALLEE_PUSH_MASK | 1 << ARM_IP | 1 << ARM_PC;
1309         emit(ARM_MOV_R(ARM_IP, ARM_SP), ctx);
1310         emit(ARM_PUSH(reg_set), ctx);
1311         emit(ARM_SUB_I(ARM_FP, ARM_IP, 4), ctx);
1312 #else
1313         emit(ARM_PUSH(CALLEE_PUSH_MASK), ctx);
1314         emit(ARM_MOV_R(ARM_FP, ARM_SP), ctx);
1315 #endif
1316         /* Save frame pointer for later */
1317         emit(ARM_SUB_I(ARM_IP, ARM_SP, SCRATCH_SIZE), ctx);
1318
1319         ctx->stack_size = imm8m(STACK_SIZE);
1320
1321         /* Set up function call stack */
1322         emit(ARM_SUB_I(ARM_SP, ARM_SP, ctx->stack_size), ctx);
1323
1324         /* Set up BPF prog stack base register */
1325         emit_a32_mov_r(fplo, ARM_IP, ctx);
1326         emit_a32_mov_i(fphi, 0, ctx);
1327
1328         /* mov r4, 0 */
1329         emit(ARM_MOV_I(r4, 0), ctx);
1330
1331         /* Move BPF_CTX to BPF_R1 */
1332         emit(ARM_MOV_R(r3, r4), ctx);
1333         emit(ARM_MOV_R(r2, r0), ctx);
1334         /* Initialize Tail Count */
1335         emit(ARM_STR_I(r4, ARM_FP, EBPF_SCRATCH_TO_ARM_FP(tcc[0])), ctx);
1336         emit(ARM_STR_I(r4, ARM_FP, EBPF_SCRATCH_TO_ARM_FP(tcc[1])), ctx);
1337         /* end of prologue */
1338 }
1339
1340 /* restore callee saved registers. */
1341 static void build_epilogue(struct jit_ctx *ctx)
1342 {
1343 #ifdef CONFIG_FRAME_POINTER
1344         /* When using frame pointers, some additional registers need to
1345          * be loaded. */
1346         u16 reg_set = CALLEE_POP_MASK | 1 << ARM_SP;
1347         emit(ARM_SUB_I(ARM_SP, ARM_FP, hweight16(reg_set) * 4), ctx);
1348         emit(ARM_LDM(ARM_SP, reg_set), ctx);
1349 #else
1350         /* Restore callee saved registers. */
1351         emit(ARM_MOV_R(ARM_SP, ARM_FP), ctx);
1352         emit(ARM_POP(CALLEE_POP_MASK), ctx);
1353 #endif
1354 }
1355
1356 /*
1357  * Convert an eBPF instruction to native instruction, i.e
1358  * JITs an eBPF instruction.
1359  * Returns :
1360  *      0  - Successfully JITed an 8-byte eBPF instruction
1361  *      >0 - Successfully JITed a 16-byte eBPF instruction
1362  *      <0 - Failed to JIT.
1363  */
1364 static int build_insn(const struct bpf_insn *insn, struct jit_ctx *ctx)
1365 {
1366         const u8 code = insn->code;
1367         const s8 *dst = bpf2a32[insn->dst_reg];
1368         const s8 *src = bpf2a32[insn->src_reg];
1369         const s8 *tmp = bpf2a32[TMP_REG_1];
1370         const s8 *tmp2 = bpf2a32[TMP_REG_2];
1371         const s16 off = insn->off;
1372         const s32 imm = insn->imm;
1373         const int i = insn - ctx->prog->insnsi;
1374         const bool is64 = BPF_CLASS(code) == BPF_ALU64;
1375         const s8 *rd, *rs;
1376         s8 rd_lo, rt, rm, rn;
1377         s32 jmp_offset;
1378
1379 #define check_imm(bits, imm) do {                               \
1380         if ((imm) >= (1 << ((bits) - 1)) ||                     \
1381             (imm) < -(1 << ((bits) - 1))) {                     \
1382                 pr_info("[%2d] imm=%d(0x%x) out of range\n",    \
1383                         i, imm, imm);                           \
1384                 return -EINVAL;                                 \
1385         }                                                       \
1386 } while (0)
1387 #define check_imm24(imm) check_imm(24, imm)
1388
1389         switch (code) {
1390         /* ALU operations */
1391
1392         /* dst = src */
1393         case BPF_ALU | BPF_MOV | BPF_K:
1394         case BPF_ALU | BPF_MOV | BPF_X:
1395         case BPF_ALU64 | BPF_MOV | BPF_K:
1396         case BPF_ALU64 | BPF_MOV | BPF_X:
1397                 switch (BPF_SRC(code)) {
1398                 case BPF_X:
1399                         if (imm == 1) {
1400                                 /* Special mov32 for zext */
1401                                 emit_a32_mov_i(dst_hi, 0, ctx);
1402                                 break;
1403                         }
1404                         emit_a32_mov_r64(is64, dst, src, ctx);
1405                         break;
1406                 case BPF_K:
1407                         /* Sign-extend immediate value to destination reg */
1408                         emit_a32_mov_se_i64(is64, dst, imm, ctx);
1409                         break;
1410                 }
1411                 break;
1412         /* dst = dst + src/imm */
1413         /* dst = dst - src/imm */
1414         /* dst = dst | src/imm */
1415         /* dst = dst & src/imm */
1416         /* dst = dst ^ src/imm */
1417         /* dst = dst * src/imm */
1418         /* dst = dst << src */
1419         /* dst = dst >> src */
1420         case BPF_ALU | BPF_ADD | BPF_K:
1421         case BPF_ALU | BPF_ADD | BPF_X:
1422         case BPF_ALU | BPF_SUB | BPF_K:
1423         case BPF_ALU | BPF_SUB | BPF_X:
1424         case BPF_ALU | BPF_OR | BPF_K:
1425         case BPF_ALU | BPF_OR | BPF_X:
1426         case BPF_ALU | BPF_AND | BPF_K:
1427         case BPF_ALU | BPF_AND | BPF_X:
1428         case BPF_ALU | BPF_XOR | BPF_K:
1429         case BPF_ALU | BPF_XOR | BPF_X:
1430         case BPF_ALU | BPF_MUL | BPF_K:
1431         case BPF_ALU | BPF_MUL | BPF_X:
1432         case BPF_ALU | BPF_LSH | BPF_X:
1433         case BPF_ALU | BPF_RSH | BPF_X:
1434         case BPF_ALU | BPF_ARSH | BPF_K:
1435         case BPF_ALU | BPF_ARSH | BPF_X:
1436         case BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_K:
1437         case BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X:
1438         case BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_K:
1439         case BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X:
1440         case BPF_ALU64 | BPF_OR | BPF_K:
1441         case BPF_ALU64 | BPF_OR | BPF_X:
1442         case BPF_ALU64 | BPF_AND | BPF_K:
1443         case BPF_ALU64 | BPF_AND | BPF_X:
1444         case BPF_ALU64 | BPF_XOR | BPF_K:
1445         case BPF_ALU64 | BPF_XOR | BPF_X:
1446                 switch (BPF_SRC(code)) {
1447                 case BPF_X:
1448                         emit_a32_alu_r64(is64, dst, src, ctx, BPF_OP(code));
1449                         break;
1450                 case BPF_K:
1451                         /* Move immediate value to the temporary register
1452                          * and then do the ALU operation on the temporary
1453                          * register as this will sign-extend the immediate
1454                          * value into temporary reg and then it would be
1455                          * safe to do the operation on it.
1456                          */
1457                         emit_a32_mov_se_i64(is64, tmp2, imm, ctx);
1458                         emit_a32_alu_r64(is64, dst, tmp2, ctx, BPF_OP(code));
1459                         break;
1460                 }
1461                 break;
1462         /* dst = dst / src(imm) */
1463         /* dst = dst % src(imm) */
1464         case BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_K:
1465         case BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_X:
1466         case BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_K:
1467         case BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_X:
1468                 rd_lo = arm_bpf_get_reg32(dst_lo, tmp2[1], ctx);
1469                 switch (BPF_SRC(code)) {
1470                 case BPF_X:
1471                         rt = arm_bpf_get_reg32(src_lo, tmp2[0], ctx);
1472                         break;
1473                 case BPF_K:
1474                         rt = tmp2[0];
1475                         emit_a32_mov_i(rt, imm, ctx);
1476                         break;
1477                 default:
1478                         rt = src_lo;
1479                         break;
1480                 }
1481                 emit_udivmod(rd_lo, rd_lo, rt, ctx, BPF_OP(code));
1482                 arm_bpf_put_reg32(dst_lo, rd_lo, ctx);
1483                 if (!ctx->prog->aux->verifier_zext)
1484                         emit_a32_mov_i(dst_hi, 0, ctx);
1485                 break;
1486         case BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_K:
1487         case BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_X:
1488         case BPF_ALU64 | BPF_MOD | BPF_K:
1489         case BPF_ALU64 | BPF_MOD | BPF_X:
1490                 goto notyet;
1491         /* dst = dst >> imm */
1492         /* dst = dst << imm */
1493         case BPF_ALU | BPF_RSH | BPF_K:
1494         case BPF_ALU | BPF_LSH | BPF_K:
1495                 if (unlikely(imm > 31))
1496                         return -EINVAL;
1497                 if (imm)
1498                         emit_a32_alu_i(dst_lo, imm, ctx, BPF_OP(code));
1499                 if (!ctx->prog->aux->verifier_zext)
1500                         emit_a32_mov_i(dst_hi, 0, ctx);
1501                 break;
1502         /* dst = dst << imm */
1503         case BPF_ALU64 | BPF_LSH | BPF_K:
1504                 if (unlikely(imm > 63))
1505                         return -EINVAL;
1506                 emit_a32_lsh_i64(dst, imm, ctx);
1507                 break;
1508         /* dst = dst >> imm */
1509         case BPF_ALU64 | BPF_RSH | BPF_K:
1510                 if (unlikely(imm > 63))
1511                         return -EINVAL;
1512                 emit_a32_rsh_i64(dst, imm, ctx);
1513                 break;
1514         /* dst = dst << src */
1515         case BPF_ALU64 | BPF_LSH | BPF_X:
1516                 emit_a32_lsh_r64(dst, src, ctx);
1517                 break;
1518         /* dst = dst >> src */
1519         case BPF_ALU64 | BPF_RSH | BPF_X:
1520                 emit_a32_rsh_r64(dst, src, ctx);
1521                 break;
1522         /* dst = dst >> src (signed) */
1523         case BPF_ALU64 | BPF_ARSH | BPF_X:
1524                 emit_a32_arsh_r64(dst, src, ctx);
1525                 break;
1526         /* dst = dst >> imm (signed) */
1527         case BPF_ALU64 | BPF_ARSH | BPF_K:
1528                 if (unlikely(imm > 63))
1529                         return -EINVAL;
1530                 emit_a32_arsh_i64(dst, imm, ctx);
1531                 break;
1532         /* dst = ~dst */
1533         case BPF_ALU | BPF_NEG:
1534                 emit_a32_alu_i(dst_lo, 0, ctx, BPF_OP(code));
1535                 if (!ctx->prog->aux->verifier_zext)
1536                         emit_a32_mov_i(dst_hi, 0, ctx);
1537                 break;
1538         /* dst = ~dst (64 bit) */
1539         case BPF_ALU64 | BPF_NEG:
1540                 emit_a32_neg64(dst, ctx);
1541                 break;
1542         /* dst = dst * src/imm */
1543         case BPF_ALU64 | BPF_MUL | BPF_X:
1544         case BPF_ALU64 | BPF_MUL | BPF_K:
1545                 switch (BPF_SRC(code)) {
1546                 case BPF_X:
1547                         emit_a32_mul_r64(dst, src, ctx);
1548                         break;
1549                 case BPF_K:
1550                         /* Move immediate value to the temporary register
1551                          * and then do the multiplication on it as this
1552                          * will sign-extend the immediate value into temp
1553                          * reg then it would be safe to do the operation
1554                          * on it.
1555                          */
1556                         emit_a32_mov_se_i64(is64, tmp2, imm, ctx);
1557                         emit_a32_mul_r64(dst, tmp2, ctx);
1558                         break;
1559                 }
1560                 break;
1561         /* dst = htole(dst) */
1562         /* dst = htobe(dst) */
1563         case BPF_ALU | BPF_END | BPF_FROM_LE:
1564         case BPF_ALU | BPF_END | BPF_FROM_BE:
1565                 rd = arm_bpf_get_reg64(dst, tmp, ctx);
1566                 if (BPF_SRC(code) == BPF_FROM_LE)
1567                         goto emit_bswap_uxt;
1568                 switch (imm) {
1569                 case 16:
1570                         emit_rev16(rd[1], rd[1], ctx);
1571                         goto emit_bswap_uxt;
1572                 case 32:
1573                         emit_rev32(rd[1], rd[1], ctx);
1574                         goto emit_bswap_uxt;
1575                 case 64:
1576                         emit_rev32(ARM_LR, rd[1], ctx);
1577                         emit_rev32(rd[1], rd[0], ctx);
1578                         emit(ARM_MOV_R(rd[0], ARM_LR), ctx);
1579                         break;
1580                 }
1581                 goto exit;
1582 emit_bswap_uxt:
1583                 switch (imm) {
1584                 case 16:
1585                         /* zero-extend 16 bits into 64 bits */
1586 #if __LINUX_ARM_ARCH__ < 6
1587                         emit_a32_mov_i(tmp2[1], 0xffff, ctx);
1588                         emit(ARM_AND_R(rd[1], rd[1], tmp2[1]), ctx);
1589 #else /* ARMv6+ */
1590                         emit(ARM_UXTH(rd[1], rd[1]), ctx);
1591 #endif
1592                         if (!ctx->prog->aux->verifier_zext)
1593                                 emit(ARM_EOR_R(rd[0], rd[0], rd[0]), ctx);
1594                         break;
1595                 case 32:
1596                         /* zero-extend 32 bits into 64 bits */
1597                         if (!ctx->prog->aux->verifier_zext)
1598                                 emit(ARM_EOR_R(rd[0], rd[0], rd[0]), ctx);
1599                         break;
1600                 case 64:
1601                         /* nop */
1602                         break;
1603                 }
1604 exit:
1605                 arm_bpf_put_reg64(dst, rd, ctx);
1606                 break;
1607         /* dst = imm64 */
1608         case BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW:
1609         {
1610                 u64 val = (u32)imm | (u64)insn[1].imm << 32;
1611
1612                 emit_a32_mov_i64(dst, val, ctx);
1613
1614                 return 1;
1615         }
1616         /* LDX: dst = *(size *)(src + off) */
1617         case BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_W:
1618         case BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_H:
1619         case BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_B:
1620         case BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_DW:
1621                 rn = arm_bpf_get_reg32(src_lo, tmp2[1], ctx);
1622                 emit_ldx_r(dst, rn, off, ctx, BPF_SIZE(code));
1623                 break;
1624         /* speculation barrier */
1625         case BPF_ST | BPF_NOSPEC:
1626                 break;
1627         /* ST: *(size *)(dst + off) = imm */
1628         case BPF_ST | BPF_MEM | BPF_W:
1629         case BPF_ST | BPF_MEM | BPF_H:
1630         case BPF_ST | BPF_MEM | BPF_B:
1631         case BPF_ST | BPF_MEM | BPF_DW:
1632                 switch (BPF_SIZE(code)) {
1633                 case BPF_DW:
1634                         /* Sign-extend immediate value into temp reg */
1635                         emit_a32_mov_se_i64(true, tmp2, imm, ctx);
1636                         break;
1637                 case BPF_W:
1638                 case BPF_H:
1639                 case BPF_B:
1640                         emit_a32_mov_i(tmp2[1], imm, ctx);
1641                         break;
1642                 }
1643                 emit_str_r(dst_lo, tmp2, off, ctx, BPF_SIZE(code));
1644                 break;
1645         /* STX XADD: lock *(u32 *)(dst + off) += src */
1646         case BPF_STX | BPF_XADD | BPF_W:
1647         /* STX XADD: lock *(u64 *)(dst + off) += src */
1648         case BPF_STX | BPF_XADD | BPF_DW:
1649                 goto notyet;
1650         /* STX: *(size *)(dst + off) = src */
1651         case BPF_STX | BPF_MEM | BPF_W:
1652         case BPF_STX | BPF_MEM | BPF_H:
1653         case BPF_STX | BPF_MEM | BPF_B:
1654         case BPF_STX | BPF_MEM | BPF_DW:
1655                 rs = arm_bpf_get_reg64(src, tmp2, ctx);
1656                 emit_str_r(dst_lo, rs, off, ctx, BPF_SIZE(code));
1657                 break;
1658         /* PC += off if dst == src */
1659         /* PC += off if dst > src */
1660         /* PC += off if dst >= src */
1661         /* PC += off if dst < src */
1662         /* PC += off if dst <= src */
1663         /* PC += off if dst != src */
1664         /* PC += off if dst > src (signed) */
1665         /* PC += off if dst >= src (signed) */
1666         /* PC += off if dst < src (signed) */
1667         /* PC += off if dst <= src (signed) */
1668         /* PC += off if dst & src */
1669         case BPF_JMP | BPF_JEQ | BPF_X:
1670         case BPF_JMP | BPF_JGT | BPF_X:
1671         case BPF_JMP | BPF_JGE | BPF_X:
1672         case BPF_JMP | BPF_JNE | BPF_X:
1673         case BPF_JMP | BPF_JSGT | BPF_X:
1674         case BPF_JMP | BPF_JSGE | BPF_X:
1675         case BPF_JMP | BPF_JSET | BPF_X:
1676         case BPF_JMP | BPF_JLE | BPF_X:
1677         case BPF_JMP | BPF_JLT | BPF_X:
1678         case BPF_JMP | BPF_JSLT | BPF_X:
1679         case BPF_JMP | BPF_JSLE | BPF_X:
1680         case BPF_JMP32 | BPF_JEQ | BPF_X:
1681         case BPF_JMP32 | BPF_JGT | BPF_X:
1682         case BPF_JMP32 | BPF_JGE | BPF_X:
1683         case BPF_JMP32 | BPF_JNE | BPF_X:
1684         case BPF_JMP32 | BPF_JSGT | BPF_X:
1685         case BPF_JMP32 | BPF_JSGE | BPF_X:
1686         case BPF_JMP32 | BPF_JSET | BPF_X:
1687         case BPF_JMP32 | BPF_JLE | BPF_X:
1688         case BPF_JMP32 | BPF_JLT | BPF_X:
1689         case BPF_JMP32 | BPF_JSLT | BPF_X:
1690         case BPF_JMP32 | BPF_JSLE | BPF_X:
1691                 /* Setup source registers */
1692                 rm = arm_bpf_get_reg32(src_hi, tmp2[0], ctx);
1693                 rn = arm_bpf_get_reg32(src_lo, tmp2[1], ctx);
1694                 goto go_jmp;
1695         /* PC += off if dst == imm */
1696         /* PC += off if dst > imm */
1697         /* PC += off if dst >= imm */
1698         /* PC += off if dst < imm */
1699         /* PC += off if dst <= imm */
1700         /* PC += off if dst != imm */
1701         /* PC += off if dst > imm (signed) */
1702         /* PC += off if dst >= imm (signed) */
1703         /* PC += off if dst < imm (signed) */
1704         /* PC += off if dst <= imm (signed) */
1705         /* PC += off if dst & imm */
1706         case BPF_JMP | BPF_JEQ | BPF_K:
1707         case BPF_JMP | BPF_JGT | BPF_K:
1708         case BPF_JMP | BPF_JGE | BPF_K:
1709         case BPF_JMP | BPF_JNE | BPF_K:
1710         case BPF_JMP | BPF_JSGT | BPF_K:
1711         case BPF_JMP | BPF_JSGE | BPF_K:
1712         case BPF_JMP | BPF_JSET | BPF_K:
1713         case BPF_JMP | BPF_JLT | BPF_K:
1714         case BPF_JMP | BPF_JLE | BPF_K:
1715         case BPF_JMP | BPF_JSLT | BPF_K:
1716         case BPF_JMP | BPF_JSLE | BPF_K:
1717         case BPF_JMP32 | BPF_JEQ | BPF_K:
1718         case BPF_JMP32 | BPF_JGT | BPF_K:
1719         case BPF_JMP32 | BPF_JGE | BPF_K:
1720         case BPF_JMP32 | BPF_JNE | BPF_K:
1721         case BPF_JMP32 | BPF_JSGT | BPF_K:
1722         case BPF_JMP32 | BPF_JSGE | BPF_K:
1723         case BPF_JMP32 | BPF_JSET | BPF_K:
1724         case BPF_JMP32 | BPF_JLT | BPF_K:
1725         case BPF_JMP32 | BPF_JLE | BPF_K:
1726         case BPF_JMP32 | BPF_JSLT | BPF_K:
1727         case BPF_JMP32 | BPF_JSLE | BPF_K:
1728                 if (off == 0)
1729                         break;
1730                 rm = tmp2[0];
1731                 rn = tmp2[1];
1732                 /* Sign-extend immediate value */
1733                 emit_a32_mov_se_i64(true, tmp2, imm, ctx);
1734 go_jmp:
1735                 /* Setup destination register */
1736                 rd = arm_bpf_get_reg64(dst, tmp, ctx);
1737
1738                 /* Check for the condition */
1739                 emit_ar_r(rd[0], rd[1], rm, rn, ctx, BPF_OP(code),
1740                           BPF_CLASS(code) == BPF_JMP);
1741
1742                 /* Setup JUMP instruction */
1743                 jmp_offset = bpf2a32_offset(i+off, i, ctx);
1744                 switch (BPF_OP(code)) {
1745                 case BPF_JNE:
1746                 case BPF_JSET:
1747                         _emit(ARM_COND_NE, ARM_B(jmp_offset), ctx);
1748                         break;
1749                 case BPF_JEQ:
1750                         _emit(ARM_COND_EQ, ARM_B(jmp_offset), ctx);
1751                         break;
1752                 case BPF_JGT:
1753                         _emit(ARM_COND_HI, ARM_B(jmp_offset), ctx);
1754                         break;
1755                 case BPF_JGE:
1756                         _emit(ARM_COND_CS, ARM_B(jmp_offset), ctx);
1757                         break;
1758                 case BPF_JSGT:
1759                         _emit(ARM_COND_LT, ARM_B(jmp_offset), ctx);
1760                         break;
1761                 case BPF_JSGE:
1762                         _emit(ARM_COND_GE, ARM_B(jmp_offset), ctx);
1763                         break;
1764                 case BPF_JLE:
1765                         _emit(ARM_COND_LS, ARM_B(jmp_offset), ctx);
1766                         break;
1767                 case BPF_JLT:
1768                         _emit(ARM_COND_CC, ARM_B(jmp_offset), ctx);
1769                         break;
1770                 case BPF_JSLT:
1771                         _emit(ARM_COND_LT, ARM_B(jmp_offset), ctx);
1772                         break;
1773                 case BPF_JSLE:
1774                         _emit(ARM_COND_GE, ARM_B(jmp_offset), ctx);
1775                         break;
1776                 }
1777                 break;
1778         /* JMP OFF */
1779         case BPF_JMP | BPF_JA:
1780         {
1781                 if (off == 0)
1782                         break;
1783                 jmp_offset = bpf2a32_offset(i+off, i, ctx);
1784                 check_imm24(jmp_offset);
1785                 emit(ARM_B(jmp_offset), ctx);
1786                 break;
1787         }
1788         /* tail call */
1789         case BPF_JMP | BPF_TAIL_CALL:
1790                 if (emit_bpf_tail_call(ctx))
1791                         return -EFAULT;
1792                 break;
1793         /* function call */
1794         case BPF_JMP | BPF_CALL:
1795         {
1796                 const s8 *r0 = bpf2a32[BPF_REG_0];
1797                 const s8 *r1 = bpf2a32[BPF_REG_1];
1798                 const s8 *r2 = bpf2a32[BPF_REG_2];
1799                 const s8 *r3 = bpf2a32[BPF_REG_3];
1800                 const s8 *r4 = bpf2a32[BPF_REG_4];
1801                 const s8 *r5 = bpf2a32[BPF_REG_5];
1802                 const u32 func = (u32)__bpf_call_base + (u32)imm;
1803
1804                 emit_a32_mov_r64(true, r0, r1, ctx);
1805                 emit_a32_mov_r64(true, r1, r2, ctx);
1806                 emit_push_r64(r5, ctx);
1807                 emit_push_r64(r4, ctx);
1808                 emit_push_r64(r3, ctx);
1809
1810                 emit_a32_mov_i(tmp[1], func, ctx);
1811                 emit_blx_r(tmp[1], ctx);
1812
1813                 emit(ARM_ADD_I(ARM_SP, ARM_SP, imm8m(24)), ctx); // callee clean
1814                 break;
1815         }
1816         /* function return */
1817         case BPF_JMP | BPF_EXIT:
1818                 /* Optimization: when last instruction is EXIT
1819                  * simply fallthrough to epilogue.
1820                  */
1821                 if (i == ctx->prog->len - 1)
1822                         break;
1823                 jmp_offset = epilogue_offset(ctx);
1824                 check_imm24(jmp_offset);
1825                 emit(ARM_B(jmp_offset), ctx);
1826                 break;
1827 notyet:
1828                 pr_info_once("*** NOT YET: opcode %02x ***\n", code);
1829                 return -EFAULT;
1830         default:
1831                 pr_err_once("unknown opcode %02x\n", code);
1832                 return -EINVAL;
1833         }
1834
1835         if (ctx->flags & FLAG_IMM_OVERFLOW)
1836                 /*
1837                  * this instruction generated an overflow when
1838                  * trying to access the literal pool, so
1839                  * delegate this filter to the kernel interpreter.
1840                  */
1841                 return -1;
1842         return 0;
1843 }
1844
1845 static int build_body(struct jit_ctx *ctx)
1846 {
1847         const struct bpf_prog *prog = ctx->prog;
1848         unsigned int i;
1849
1850         for (i = 0; i < prog->len; i++) {
1851                 const struct bpf_insn *insn = &(prog->insnsi[i]);
1852                 int ret;
1853
1854                 ret = build_insn(insn, ctx);
1855
1856                 /* It's used with loading the 64 bit immediate value. */
1857                 if (ret > 0) {
1858                         i++;
1859                         if (ctx->target == NULL)
1860                                 ctx->offsets[i] = ctx->idx;
1861                         continue;
1862                 }
1863
1864                 if (ctx->target == NULL)
1865                         ctx->offsets[i] = ctx->idx;
1866
1867                 /* If unsuccesfull, return with error code */
1868                 if (ret)
1869                         return ret;
1870         }
1871         return 0;
1872 }
1873
1874 static int validate_code(struct jit_ctx *ctx)
1875 {
1876         int i;
1877
1878         for (i = 0; i < ctx->idx; i++) {
1879                 if (ctx->target[i] == __opcode_to_mem_arm(ARM_INST_UDF))
1880                         return -1;
1881         }
1882
1883         return 0;
1884 }
1885
1886 void bpf_jit_compile(struct bpf_prog *prog)
1887 {
1888         /* Nothing to do here. We support Internal BPF. */
1889 }
1890
1891 bool bpf_jit_needs_zext(void)
1892 {
1893         return true;
1894 }
1895
1896 struct bpf_prog *bpf_int_jit_compile(struct bpf_prog *prog)
1897 {
1898         struct bpf_prog *tmp, *orig_prog = prog;
1899         struct bpf_binary_header *header;
1900         bool tmp_blinded = false;
1901         struct jit_ctx ctx;
1902         unsigned int tmp_idx;
1903         unsigned int image_size;
1904         u8 *image_ptr;
1905
1906         /* If BPF JIT was not enabled then we must fall back to
1907          * the interpreter.
1908          */
1909         if (!prog->jit_requested)
1910                 return orig_prog;
1911
1912         /* If constant blinding was enabled and we failed during blinding
1913          * then we must fall back to the interpreter. Otherwise, we save
1914          * the new JITed code.
1915          */
1916         tmp = bpf_jit_blind_constants(prog);
1917
1918         if (IS_ERR(tmp))
1919                 return orig_prog;
1920         if (tmp != prog) {
1921                 tmp_blinded = true;
1922                 prog = tmp;
1923         }
1924
1925         memset(&ctx, 0, sizeof(ctx));
1926         ctx.prog = prog;
1927         ctx.cpu_architecture = cpu_architecture();
1928
1929         /* Not able to allocate memory for offsets[] , then
1930          * we must fall back to the interpreter
1931          */
1932         ctx.offsets = kcalloc(prog->len, sizeof(int), GFP_KERNEL);
1933         if (ctx.offsets == NULL) {
1934                 prog = orig_prog;
1935                 goto out;
1936         }
1937
1938         /* 1) fake pass to find in the length of the JITed code,
1939          * to compute ctx->offsets and other context variables
1940          * needed to compute final JITed code.
1941          * Also, calculate random starting pointer/start of JITed code
1942          * which is prefixed by random number of fault instructions.
1943          *
1944          * If the first pass fails then there is no chance of it
1945          * being successful in the second pass, so just fall back
1946          * to the interpreter.
1947          */
1948         if (build_body(&ctx)) {
1949                 prog = orig_prog;
1950                 goto out_off;
1951         }
1952
1953         tmp_idx = ctx.idx;
1954         build_prologue(&ctx);
1955         ctx.prologue_bytes = (ctx.idx - tmp_idx) * 4;
1956
1957         ctx.epilogue_offset = ctx.idx;
1958
1959 #if __LINUX_ARM_ARCH__ < 7
1960         tmp_idx = ctx.idx;
1961         build_epilogue(&ctx);
1962         ctx.epilogue_bytes = (ctx.idx - tmp_idx) * 4;
1963
1964         ctx.idx += ctx.imm_count;
1965         if (ctx.imm_count) {
1966                 ctx.imms = kcalloc(ctx.imm_count, sizeof(u32), GFP_KERNEL);
1967                 if (ctx.imms == NULL) {
1968                         prog = orig_prog;
1969                         goto out_off;
1970                 }
1971         }
1972 #else
1973         /* there's nothing about the epilogue on ARMv7 */
1974         build_epilogue(&ctx);
1975 #endif
1976         /* Now we can get the actual image size of the JITed arm code.
1977          * Currently, we are not considering the THUMB-2 instructions
1978          * for jit, although it can decrease the size of the image.
1979          *
1980          * As each arm instruction is of length 32bit, we are translating
1981          * number of JITed intructions into the size required to store these
1982          * JITed code.
1983          */
1984         image_size = sizeof(u32) * ctx.idx;
1985
1986         /* Now we know the size of the structure to make */
1987         header = bpf_jit_binary_alloc(image_size, &image_ptr,
1988                                       sizeof(u32), jit_fill_hole);
1989         /* Not able to allocate memory for the structure then
1990          * we must fall back to the interpretation
1991          */
1992         if (header == NULL) {
1993                 prog = orig_prog;
1994                 goto out_imms;
1995         }
1996
1997         /* 2.) Actual pass to generate final JIT code */
1998         ctx.target = (u32 *) image_ptr;
1999         ctx.idx = 0;
2000
2001         build_prologue(&ctx);
2002
2003         /* If building the body of the JITed code fails somehow,
2004          * we fall back to the interpretation.
2005          */
2006         if (build_body(&ctx) < 0) {
2007                 image_ptr = NULL;
2008                 bpf_jit_binary_free(header);
2009                 prog = orig_prog;
2010                 goto out_imms;
2011         }
2012         build_epilogue(&ctx);
2013
2014         /* 3.) Extra pass to validate JITed Code */
2015         if (validate_code(&ctx)) {
2016                 image_ptr = NULL;
2017                 bpf_jit_binary_free(header);
2018                 prog = orig_prog;
2019                 goto out_imms;
2020         }
2021         flush_icache_range((u32)header, (u32)(ctx.target + ctx.idx));
2022
2023         if (bpf_jit_enable > 1)
2024                 /* there are 2 passes here */
2025                 bpf_jit_dump(prog->len, image_size, 2, ctx.target);
2026
2027         bpf_jit_binary_lock_ro(header);
2028         prog->bpf_func = (void *)ctx.target;
2029         prog->jited = 1;
2030         prog->jited_len = image_size;
2031
2032 out_imms:
2033 #if __LINUX_ARM_ARCH__ < 7
2034         if (ctx.imm_count)
2035                 kfree(ctx.imms);
2036 #endif
2037 out_off:
2038         kfree(ctx.offsets);
2039 out:
2040         if (tmp_blinded)
2041                 bpf_jit_prog_release_other(prog, prog == orig_prog ?
2042                                            tmp : orig_prog);
2043         return prog;
2044 }
2045