GNU Linux-libre 6.1.90-gnu
[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 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 (64 bit) */
716 static inline void emit_a32_alu_r64(const bool is64, const s8 dst[],
717                                   const s8 src[], struct jit_ctx *ctx,
718                                   const u8 op) {
719         const s8 *tmp = bpf2a32[TMP_REG_1];
720         const s8 *tmp2 = bpf2a32[TMP_REG_2];
721         const s8 *rd;
722
723         rd = arm_bpf_get_reg64(dst, tmp, ctx);
724         if (is64) {
725                 const s8 *rs;
726
727                 rs = arm_bpf_get_reg64(src, tmp2, ctx);
728
729                 /* ALU operation */
730                 emit_alu_r(rd[1], rs[1], true, false, op, ctx);
731                 emit_alu_r(rd[0], rs[0], true, true, op, ctx);
732         } else {
733                 s8 rs;
734
735                 rs = arm_bpf_get_reg32(src_lo, tmp2[1], ctx);
736
737                 /* ALU operation */
738                 emit_alu_r(rd[1], rs, true, false, op, ctx);
739                 if (!ctx->prog->aux->verifier_zext)
740                         emit_a32_mov_i(rd[0], 0, ctx);
741         }
742
743         arm_bpf_put_reg64(dst, rd, ctx);
744 }
745
746 /* dst = src (4 bytes)*/
747 static inline void emit_a32_mov_r(const s8 dst, const s8 src,
748                                   struct jit_ctx *ctx) {
749         const s8 *tmp = bpf2a32[TMP_REG_1];
750         s8 rt;
751
752         rt = arm_bpf_get_reg32(src, tmp[0], ctx);
753         arm_bpf_put_reg32(dst, rt, ctx);
754 }
755
756 /* dst = src */
757 static inline void emit_a32_mov_r64(const bool is64, const s8 dst[],
758                                   const s8 src[],
759                                   struct jit_ctx *ctx) {
760         if (!is64) {
761                 emit_a32_mov_r(dst_lo, src_lo, ctx);
762                 if (!ctx->prog->aux->verifier_zext)
763                         /* Zero out high 4 bytes */
764                         emit_a32_mov_i(dst_hi, 0, ctx);
765         } else if (__LINUX_ARM_ARCH__ < 6 &&
766                    ctx->cpu_architecture < CPU_ARCH_ARMv5TE) {
767                 /* complete 8 byte move */
768                 emit_a32_mov_r(dst_lo, src_lo, ctx);
769                 emit_a32_mov_r(dst_hi, src_hi, ctx);
770         } else if (is_stacked(src_lo) && is_stacked(dst_lo)) {
771                 const u8 *tmp = bpf2a32[TMP_REG_1];
772
773                 emit(ARM_LDRD_I(tmp[1], ARM_FP, EBPF_SCRATCH_TO_ARM_FP(src_lo)), ctx);
774                 emit(ARM_STRD_I(tmp[1], ARM_FP, EBPF_SCRATCH_TO_ARM_FP(dst_lo)), ctx);
775         } else if (is_stacked(src_lo)) {
776                 emit(ARM_LDRD_I(dst[1], ARM_FP, EBPF_SCRATCH_TO_ARM_FP(src_lo)), ctx);
777         } else if (is_stacked(dst_lo)) {
778                 emit(ARM_STRD_I(src[1], ARM_FP, EBPF_SCRATCH_TO_ARM_FP(dst_lo)), ctx);
779         } else {
780                 emit(ARM_MOV_R(dst[0], src[0]), ctx);
781                 emit(ARM_MOV_R(dst[1], src[1]), ctx);
782         }
783 }
784
785 /* Shift operations */
786 static inline void emit_a32_alu_i(const s8 dst, const u32 val,
787                                 struct jit_ctx *ctx, const u8 op) {
788         const s8 *tmp = bpf2a32[TMP_REG_1];
789         s8 rd;
790
791         rd = arm_bpf_get_reg32(dst, tmp[0], ctx);
792
793         /* Do shift operation */
794         switch (op) {
795         case BPF_LSH:
796                 emit(ARM_LSL_I(rd, rd, val), ctx);
797                 break;
798         case BPF_RSH:
799                 emit(ARM_LSR_I(rd, rd, val), ctx);
800                 break;
801         case BPF_ARSH:
802                 emit(ARM_ASR_I(rd, rd, val), ctx);
803                 break;
804         case BPF_NEG:
805                 emit(ARM_RSB_I(rd, rd, val), ctx);
806                 break;
807         }
808
809         arm_bpf_put_reg32(dst, rd, ctx);
810 }
811
812 /* dst = ~dst (64 bit) */
813 static inline void emit_a32_neg64(const s8 dst[],
814                                 struct jit_ctx *ctx){
815         const s8 *tmp = bpf2a32[TMP_REG_1];
816         const s8 *rd;
817
818         /* Setup Operand */
819         rd = arm_bpf_get_reg64(dst, tmp, ctx);
820
821         /* Do Negate Operation */
822         emit(ARM_RSBS_I(rd[1], rd[1], 0), ctx);
823         emit(ARM_RSC_I(rd[0], rd[0], 0), ctx);
824
825         arm_bpf_put_reg64(dst, rd, ctx);
826 }
827
828 /* dst = dst << src */
829 static inline void emit_a32_lsh_r64(const s8 dst[], const s8 src[],
830                                     struct jit_ctx *ctx) {
831         const s8 *tmp = bpf2a32[TMP_REG_1];
832         const s8 *tmp2 = bpf2a32[TMP_REG_2];
833         const s8 *rd;
834         s8 rt;
835
836         /* Setup Operands */
837         rt = arm_bpf_get_reg32(src_lo, tmp2[1], ctx);
838         rd = arm_bpf_get_reg64(dst, tmp, ctx);
839
840         /* Do LSH operation */
841         emit(ARM_SUB_I(ARM_IP, rt, 32), ctx);
842         emit(ARM_RSB_I(tmp2[0], rt, 32), ctx);
843         emit(ARM_MOV_SR(ARM_LR, rd[0], SRTYPE_ASL, rt), ctx);
844         emit(ARM_ORR_SR(ARM_LR, ARM_LR, rd[1], SRTYPE_ASL, ARM_IP), ctx);
845         emit(ARM_ORR_SR(ARM_IP, ARM_LR, rd[1], SRTYPE_LSR, tmp2[0]), ctx);
846         emit(ARM_MOV_SR(ARM_LR, rd[1], SRTYPE_ASL, rt), ctx);
847
848         arm_bpf_put_reg32(dst_lo, ARM_LR, ctx);
849         arm_bpf_put_reg32(dst_hi, ARM_IP, ctx);
850 }
851
852 /* dst = dst >> src (signed)*/
853 static inline void emit_a32_arsh_r64(const s8 dst[], const s8 src[],
854                                      struct jit_ctx *ctx) {
855         const s8 *tmp = bpf2a32[TMP_REG_1];
856         const s8 *tmp2 = bpf2a32[TMP_REG_2];
857         const s8 *rd;
858         s8 rt;
859
860         /* Setup Operands */
861         rt = arm_bpf_get_reg32(src_lo, tmp2[1], ctx);
862         rd = arm_bpf_get_reg64(dst, tmp, ctx);
863
864         /* Do the ARSH operation */
865         emit(ARM_RSB_I(ARM_IP, rt, 32), ctx);
866         emit(ARM_SUBS_I(tmp2[0], rt, 32), ctx);
867         emit(ARM_MOV_SR(ARM_LR, rd[1], SRTYPE_LSR, rt), ctx);
868         emit(ARM_ORR_SR(ARM_LR, ARM_LR, rd[0], SRTYPE_ASL, ARM_IP), ctx);
869         _emit(ARM_COND_PL,
870               ARM_ORR_SR(ARM_LR, ARM_LR, rd[0], SRTYPE_ASR, tmp2[0]), ctx);
871         emit(ARM_MOV_SR(ARM_IP, rd[0], SRTYPE_ASR, rt), ctx);
872
873         arm_bpf_put_reg32(dst_lo, ARM_LR, ctx);
874         arm_bpf_put_reg32(dst_hi, ARM_IP, ctx);
875 }
876
877 /* dst = dst >> src */
878 static inline void emit_a32_rsh_r64(const s8 dst[], const s8 src[],
879                                     struct jit_ctx *ctx) {
880         const s8 *tmp = bpf2a32[TMP_REG_1];
881         const s8 *tmp2 = bpf2a32[TMP_REG_2];
882         const s8 *rd;
883         s8 rt;
884
885         /* Setup Operands */
886         rt = arm_bpf_get_reg32(src_lo, tmp2[1], ctx);
887         rd = arm_bpf_get_reg64(dst, tmp, ctx);
888
889         /* Do RSH operation */
890         emit(ARM_RSB_I(ARM_IP, rt, 32), ctx);
891         emit(ARM_SUBS_I(tmp2[0], rt, 32), ctx);
892         emit(ARM_MOV_SR(ARM_LR, rd[1], SRTYPE_LSR, rt), ctx);
893         emit(ARM_ORR_SR(ARM_LR, ARM_LR, rd[0], SRTYPE_ASL, ARM_IP), ctx);
894         emit(ARM_ORR_SR(ARM_LR, ARM_LR, rd[0], SRTYPE_LSR, tmp2[0]), ctx);
895         emit(ARM_MOV_SR(ARM_IP, rd[0], SRTYPE_LSR, rt), ctx);
896
897         arm_bpf_put_reg32(dst_lo, ARM_LR, ctx);
898         arm_bpf_put_reg32(dst_hi, ARM_IP, ctx);
899 }
900
901 /* dst = dst << val */
902 static inline void emit_a32_lsh_i64(const s8 dst[],
903                                     const u32 val, struct jit_ctx *ctx){
904         const s8 *tmp = bpf2a32[TMP_REG_1];
905         const s8 *tmp2 = bpf2a32[TMP_REG_2];
906         const s8 *rd;
907
908         /* Setup operands */
909         rd = arm_bpf_get_reg64(dst, tmp, ctx);
910
911         /* Do LSH operation */
912         if (val < 32) {
913                 emit(ARM_MOV_SI(tmp2[0], rd[0], SRTYPE_ASL, val), ctx);
914                 emit(ARM_ORR_SI(rd[0], tmp2[0], rd[1], SRTYPE_LSR, 32 - val), ctx);
915                 emit(ARM_MOV_SI(rd[1], rd[1], SRTYPE_ASL, val), ctx);
916         } else {
917                 if (val == 32)
918                         emit(ARM_MOV_R(rd[0], rd[1]), ctx);
919                 else
920                         emit(ARM_MOV_SI(rd[0], rd[1], SRTYPE_ASL, val - 32), ctx);
921                 emit(ARM_EOR_R(rd[1], rd[1], rd[1]), ctx);
922         }
923
924         arm_bpf_put_reg64(dst, rd, ctx);
925 }
926
927 /* dst = dst >> val */
928 static inline void emit_a32_rsh_i64(const s8 dst[],
929                                     const u32 val, struct jit_ctx *ctx) {
930         const s8 *tmp = bpf2a32[TMP_REG_1];
931         const s8 *tmp2 = bpf2a32[TMP_REG_2];
932         const s8 *rd;
933
934         /* Setup operands */
935         rd = arm_bpf_get_reg64(dst, tmp, ctx);
936
937         /* Do LSR operation */
938         if (val == 0) {
939                 /* An immediate value of 0 encodes a shift amount of 32
940                  * for LSR. To shift by 0, don't do anything.
941                  */
942         } else if (val < 32) {
943                 emit(ARM_MOV_SI(tmp2[1], rd[1], SRTYPE_LSR, val), ctx);
944                 emit(ARM_ORR_SI(rd[1], tmp2[1], rd[0], SRTYPE_ASL, 32 - val), ctx);
945                 emit(ARM_MOV_SI(rd[0], rd[0], SRTYPE_LSR, val), ctx);
946         } else if (val == 32) {
947                 emit(ARM_MOV_R(rd[1], rd[0]), ctx);
948                 emit(ARM_MOV_I(rd[0], 0), ctx);
949         } else {
950                 emit(ARM_MOV_SI(rd[1], rd[0], SRTYPE_LSR, val - 32), ctx);
951                 emit(ARM_MOV_I(rd[0], 0), ctx);
952         }
953
954         arm_bpf_put_reg64(dst, rd, ctx);
955 }
956
957 /* dst = dst >> val (signed) */
958 static inline void emit_a32_arsh_i64(const s8 dst[],
959                                      const u32 val, struct jit_ctx *ctx){
960         const s8 *tmp = bpf2a32[TMP_REG_1];
961         const s8 *tmp2 = bpf2a32[TMP_REG_2];
962         const s8 *rd;
963
964         /* Setup operands */
965         rd = arm_bpf_get_reg64(dst, tmp, ctx);
966
967         /* Do ARSH operation */
968         if (val == 0) {
969                 /* An immediate value of 0 encodes a shift amount of 32
970                  * for ASR. To shift by 0, don't do anything.
971                  */
972         } else if (val < 32) {
973                 emit(ARM_MOV_SI(tmp2[1], rd[1], SRTYPE_LSR, val), ctx);
974                 emit(ARM_ORR_SI(rd[1], tmp2[1], rd[0], SRTYPE_ASL, 32 - val), ctx);
975                 emit(ARM_MOV_SI(rd[0], rd[0], SRTYPE_ASR, val), ctx);
976         } else if (val == 32) {
977                 emit(ARM_MOV_R(rd[1], rd[0]), ctx);
978                 emit(ARM_MOV_SI(rd[0], rd[0], SRTYPE_ASR, 31), ctx);
979         } else {
980                 emit(ARM_MOV_SI(rd[1], rd[0], SRTYPE_ASR, val - 32), ctx);
981                 emit(ARM_MOV_SI(rd[0], rd[0], SRTYPE_ASR, 31), ctx);
982         }
983
984         arm_bpf_put_reg64(dst, rd, ctx);
985 }
986
987 static inline void emit_a32_mul_r64(const s8 dst[], const s8 src[],
988                                     struct jit_ctx *ctx) {
989         const s8 *tmp = bpf2a32[TMP_REG_1];
990         const s8 *tmp2 = bpf2a32[TMP_REG_2];
991         const s8 *rd, *rt;
992
993         /* Setup operands for multiplication */
994         rd = arm_bpf_get_reg64(dst, tmp, ctx);
995         rt = arm_bpf_get_reg64(src, tmp2, ctx);
996
997         /* Do Multiplication */
998         emit(ARM_MUL(ARM_IP, rd[1], rt[0]), ctx);
999         emit(ARM_MUL(ARM_LR, rd[0], rt[1]), ctx);
1000         emit(ARM_ADD_R(ARM_LR, ARM_IP, ARM_LR), ctx);
1001
1002         emit(ARM_UMULL(ARM_IP, rd[0], rd[1], rt[1]), ctx);
1003         emit(ARM_ADD_R(rd[0], ARM_LR, rd[0]), ctx);
1004
1005         arm_bpf_put_reg32(dst_lo, ARM_IP, ctx);
1006         arm_bpf_put_reg32(dst_hi, rd[0], ctx);
1007 }
1008
1009 static bool is_ldst_imm(s16 off, const u8 size)
1010 {
1011         s16 off_max = 0;
1012
1013         switch (size) {
1014         case BPF_B:
1015         case BPF_W:
1016                 off_max = 0xfff;
1017                 break;
1018         case BPF_H:
1019                 off_max = 0xff;
1020                 break;
1021         case BPF_DW:
1022                 /* Need to make sure off+4 does not overflow. */
1023                 off_max = 0xfff - 4;
1024                 break;
1025         }
1026         return -off_max <= off && off <= off_max;
1027 }
1028
1029 /* *(size *)(dst + off) = src */
1030 static inline void emit_str_r(const s8 dst, const s8 src[],
1031                               s16 off, struct jit_ctx *ctx, const u8 sz){
1032         const s8 *tmp = bpf2a32[TMP_REG_1];
1033         s8 rd;
1034
1035         rd = arm_bpf_get_reg32(dst, tmp[1], ctx);
1036
1037         if (!is_ldst_imm(off, sz)) {
1038                 emit_a32_mov_i(tmp[0], off, ctx);
1039                 emit(ARM_ADD_R(tmp[0], tmp[0], rd), ctx);
1040                 rd = tmp[0];
1041                 off = 0;
1042         }
1043         switch (sz) {
1044         case BPF_B:
1045                 /* Store a Byte */
1046                 emit(ARM_STRB_I(src_lo, rd, off), ctx);
1047                 break;
1048         case BPF_H:
1049                 /* Store a HalfWord */
1050                 emit(ARM_STRH_I(src_lo, rd, off), ctx);
1051                 break;
1052         case BPF_W:
1053                 /* Store a Word */
1054                 emit(ARM_STR_I(src_lo, rd, off), ctx);
1055                 break;
1056         case BPF_DW:
1057                 /* Store a Double Word */
1058                 emit(ARM_STR_I(src_lo, rd, off), ctx);
1059                 emit(ARM_STR_I(src_hi, rd, off + 4), ctx);
1060                 break;
1061         }
1062 }
1063
1064 /* dst = *(size*)(src + off) */
1065 static inline void emit_ldx_r(const s8 dst[], const s8 src,
1066                               s16 off, struct jit_ctx *ctx, const u8 sz){
1067         const s8 *tmp = bpf2a32[TMP_REG_1];
1068         const s8 *rd = is_stacked(dst_lo) ? tmp : dst;
1069         s8 rm = src;
1070
1071         if (!is_ldst_imm(off, sz)) {
1072                 emit_a32_mov_i(tmp[0], off, ctx);
1073                 emit(ARM_ADD_R(tmp[0], tmp[0], src), ctx);
1074                 rm = tmp[0];
1075                 off = 0;
1076         } else if (rd[1] == rm) {
1077                 emit(ARM_MOV_R(tmp[0], rm), ctx);
1078                 rm = tmp[0];
1079         }
1080         switch (sz) {
1081         case BPF_B:
1082                 /* Load a Byte */
1083                 emit(ARM_LDRB_I(rd[1], rm, off), ctx);
1084                 if (!ctx->prog->aux->verifier_zext)
1085                         emit_a32_mov_i(rd[0], 0, ctx);
1086                 break;
1087         case BPF_H:
1088                 /* Load a HalfWord */
1089                 emit(ARM_LDRH_I(rd[1], rm, off), ctx);
1090                 if (!ctx->prog->aux->verifier_zext)
1091                         emit_a32_mov_i(rd[0], 0, ctx);
1092                 break;
1093         case BPF_W:
1094                 /* Load a Word */
1095                 emit(ARM_LDR_I(rd[1], rm, off), ctx);
1096                 if (!ctx->prog->aux->verifier_zext)
1097                         emit_a32_mov_i(rd[0], 0, ctx);
1098                 break;
1099         case BPF_DW:
1100                 /* Load a Double Word */
1101                 emit(ARM_LDR_I(rd[1], rm, off), ctx);
1102                 emit(ARM_LDR_I(rd[0], rm, off + 4), ctx);
1103                 break;
1104         }
1105         arm_bpf_put_reg64(dst, rd, ctx);
1106 }
1107
1108 /* Arithmatic Operation */
1109 static inline void emit_ar_r(const u8 rd, const u8 rt, const u8 rm,
1110                              const u8 rn, struct jit_ctx *ctx, u8 op,
1111                              bool is_jmp64) {
1112         switch (op) {
1113         case BPF_JSET:
1114                 if (is_jmp64) {
1115                         emit(ARM_AND_R(ARM_IP, rt, rn), ctx);
1116                         emit(ARM_AND_R(ARM_LR, rd, rm), ctx);
1117                         emit(ARM_ORRS_R(ARM_IP, ARM_LR, ARM_IP), ctx);
1118                 } else {
1119                         emit(ARM_ANDS_R(ARM_IP, rt, rn), ctx);
1120                 }
1121                 break;
1122         case BPF_JEQ:
1123         case BPF_JNE:
1124         case BPF_JGT:
1125         case BPF_JGE:
1126         case BPF_JLE:
1127         case BPF_JLT:
1128                 if (is_jmp64) {
1129                         emit(ARM_CMP_R(rd, rm), ctx);
1130                         /* Only compare low halve if high halve are equal. */
1131                         _emit(ARM_COND_EQ, ARM_CMP_R(rt, rn), ctx);
1132                 } else {
1133                         emit(ARM_CMP_R(rt, rn), ctx);
1134                 }
1135                 break;
1136         case BPF_JSLE:
1137         case BPF_JSGT:
1138                 emit(ARM_CMP_R(rn, rt), ctx);
1139                 if (is_jmp64)
1140                         emit(ARM_SBCS_R(ARM_IP, rm, rd), ctx);
1141                 break;
1142         case BPF_JSLT:
1143         case BPF_JSGE:
1144                 emit(ARM_CMP_R(rt, rn), ctx);
1145                 if (is_jmp64)
1146                         emit(ARM_SBCS_R(ARM_IP, rd, rm), ctx);
1147                 break;
1148         }
1149 }
1150
1151 static int out_offset = -1; /* initialized on the first pass of build_body() */
1152 static int emit_bpf_tail_call(struct jit_ctx *ctx)
1153 {
1154
1155         /* bpf_tail_call(void *prog_ctx, struct bpf_array *array, u64 index) */
1156         const s8 *r2 = bpf2a32[BPF_REG_2];
1157         const s8 *r3 = bpf2a32[BPF_REG_3];
1158         const s8 *tmp = bpf2a32[TMP_REG_1];
1159         const s8 *tmp2 = bpf2a32[TMP_REG_2];
1160         const s8 *tcc = bpf2a32[TCALL_CNT];
1161         const s8 *tc;
1162         const int idx0 = ctx->idx;
1163 #define cur_offset (ctx->idx - idx0)
1164 #define jmp_offset (out_offset - (cur_offset) - 2)
1165         u32 lo, hi;
1166         s8 r_array, r_index;
1167         int off;
1168
1169         /* if (index >= array->map.max_entries)
1170          *      goto out;
1171          */
1172         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct bpf_array, map.max_entries) >
1173                      ARM_INST_LDST__IMM12);
1174         off = offsetof(struct bpf_array, map.max_entries);
1175         r_array = arm_bpf_get_reg32(r2[1], tmp2[0], ctx);
1176         /* index is 32-bit for arrays */
1177         r_index = arm_bpf_get_reg32(r3[1], tmp2[1], ctx);
1178         /* array->map.max_entries */
1179         emit(ARM_LDR_I(tmp[1], r_array, off), ctx);
1180         /* index >= array->map.max_entries */
1181         emit(ARM_CMP_R(r_index, tmp[1]), ctx);
1182         _emit(ARM_COND_CS, ARM_B(jmp_offset), ctx);
1183
1184         /* tmp2[0] = array, tmp2[1] = index */
1185
1186         /*
1187          * if (tail_call_cnt >= MAX_TAIL_CALL_CNT)
1188          *      goto out;
1189          * tail_call_cnt++;
1190          */
1191         lo = (u32)MAX_TAIL_CALL_CNT;
1192         hi = (u32)((u64)MAX_TAIL_CALL_CNT >> 32);
1193         tc = arm_bpf_get_reg64(tcc, tmp, ctx);
1194         emit(ARM_CMP_I(tc[0], hi), ctx);
1195         _emit(ARM_COND_EQ, ARM_CMP_I(tc[1], lo), ctx);
1196         _emit(ARM_COND_CS, ARM_B(jmp_offset), ctx);
1197         emit(ARM_ADDS_I(tc[1], tc[1], 1), ctx);
1198         emit(ARM_ADC_I(tc[0], tc[0], 0), ctx);
1199         arm_bpf_put_reg64(tcc, tmp, ctx);
1200
1201         /* prog = array->ptrs[index]
1202          * if (prog == NULL)
1203          *      goto out;
1204          */
1205         BUILD_BUG_ON(imm8m(offsetof(struct bpf_array, ptrs)) < 0);
1206         off = imm8m(offsetof(struct bpf_array, ptrs));
1207         emit(ARM_ADD_I(tmp[1], r_array, off), ctx);
1208         emit(ARM_LDR_R_SI(tmp[1], tmp[1], r_index, SRTYPE_ASL, 2), ctx);
1209         emit(ARM_CMP_I(tmp[1], 0), ctx);
1210         _emit(ARM_COND_EQ, ARM_B(jmp_offset), ctx);
1211
1212         /* goto *(prog->bpf_func + prologue_size); */
1213         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct bpf_prog, bpf_func) >
1214                      ARM_INST_LDST__IMM12);
1215         off = offsetof(struct bpf_prog, bpf_func);
1216         emit(ARM_LDR_I(tmp[1], tmp[1], off), ctx);
1217         emit(ARM_ADD_I(tmp[1], tmp[1], ctx->prologue_bytes), ctx);
1218         emit_bx_r(tmp[1], ctx);
1219
1220         /* out: */
1221         if (out_offset == -1)
1222                 out_offset = cur_offset;
1223         if (cur_offset != out_offset) {
1224                 pr_err_once("tail_call out_offset = %d, expected %d!\n",
1225                             cur_offset, out_offset);
1226                 return -1;
1227         }
1228         return 0;
1229 #undef cur_offset
1230 #undef jmp_offset
1231 }
1232
1233 /* 0xabcd => 0xcdab */
1234 static inline void emit_rev16(const u8 rd, const u8 rn, struct jit_ctx *ctx)
1235 {
1236 #if __LINUX_ARM_ARCH__ < 6
1237         const s8 *tmp2 = bpf2a32[TMP_REG_2];
1238
1239         emit(ARM_AND_I(tmp2[1], rn, 0xff), ctx);
1240         emit(ARM_MOV_SI(tmp2[0], rn, SRTYPE_LSR, 8), ctx);
1241         emit(ARM_AND_I(tmp2[0], tmp2[0], 0xff), ctx);
1242         emit(ARM_ORR_SI(rd, tmp2[0], tmp2[1], SRTYPE_LSL, 8), ctx);
1243 #else /* ARMv6+ */
1244         emit(ARM_REV16(rd, rn), ctx);
1245 #endif
1246 }
1247
1248 /* 0xabcdefgh => 0xghefcdab */
1249 static inline void emit_rev32(const u8 rd, const u8 rn, struct jit_ctx *ctx)
1250 {
1251 #if __LINUX_ARM_ARCH__ < 6
1252         const s8 *tmp2 = bpf2a32[TMP_REG_2];
1253
1254         emit(ARM_AND_I(tmp2[1], rn, 0xff), ctx);
1255         emit(ARM_MOV_SI(tmp2[0], rn, SRTYPE_LSR, 24), ctx);
1256         emit(ARM_ORR_SI(ARM_IP, tmp2[0], tmp2[1], SRTYPE_LSL, 24), ctx);
1257
1258         emit(ARM_MOV_SI(tmp2[1], rn, SRTYPE_LSR, 8), ctx);
1259         emit(ARM_AND_I(tmp2[1], tmp2[1], 0xff), ctx);
1260         emit(ARM_MOV_SI(tmp2[0], rn, SRTYPE_LSR, 16), ctx);
1261         emit(ARM_AND_I(tmp2[0], tmp2[0], 0xff), ctx);
1262         emit(ARM_MOV_SI(tmp2[0], tmp2[0], SRTYPE_LSL, 8), ctx);
1263         emit(ARM_ORR_SI(tmp2[0], tmp2[0], tmp2[1], SRTYPE_LSL, 16), ctx);
1264         emit(ARM_ORR_R(rd, ARM_IP, tmp2[0]), ctx);
1265
1266 #else /* ARMv6+ */
1267         emit(ARM_REV(rd, rn), ctx);
1268 #endif
1269 }
1270
1271 // push the scratch stack register on top of the stack
1272 static inline void emit_push_r64(const s8 src[], struct jit_ctx *ctx)
1273 {
1274         const s8 *tmp2 = bpf2a32[TMP_REG_2];
1275         const s8 *rt;
1276         u16 reg_set = 0;
1277
1278         rt = arm_bpf_get_reg64(src, tmp2, ctx);
1279
1280         reg_set = (1 << rt[1]) | (1 << rt[0]);
1281         emit(ARM_PUSH(reg_set), ctx);
1282 }
1283
1284 static void build_prologue(struct jit_ctx *ctx)
1285 {
1286         const s8 arm_r0 = bpf2a32[BPF_REG_0][1];
1287         const s8 *bpf_r1 = bpf2a32[BPF_REG_1];
1288         const s8 *bpf_fp = bpf2a32[BPF_REG_FP];
1289         const s8 *tcc = bpf2a32[TCALL_CNT];
1290
1291         /* Save callee saved registers. */
1292 #ifdef CONFIG_FRAME_POINTER
1293         u16 reg_set = CALLEE_PUSH_MASK | 1 << ARM_IP | 1 << ARM_PC;
1294         emit(ARM_MOV_R(ARM_IP, ARM_SP), ctx);
1295         emit(ARM_PUSH(reg_set), ctx);
1296         emit(ARM_SUB_I(ARM_FP, ARM_IP, 4), ctx);
1297 #else
1298         emit(ARM_PUSH(CALLEE_PUSH_MASK), ctx);
1299         emit(ARM_MOV_R(ARM_FP, ARM_SP), ctx);
1300 #endif
1301         /* mov r3, #0 */
1302         /* sub r2, sp, #SCRATCH_SIZE */
1303         emit(ARM_MOV_I(bpf_r1[0], 0), ctx);
1304         emit(ARM_SUB_I(bpf_r1[1], ARM_SP, SCRATCH_SIZE), ctx);
1305
1306         ctx->stack_size = imm8m(STACK_SIZE);
1307
1308         /* Set up function call stack */
1309         emit(ARM_SUB_I(ARM_SP, ARM_SP, ctx->stack_size), ctx);
1310
1311         /* Set up BPF prog stack base register */
1312         emit_a32_mov_r64(true, bpf_fp, bpf_r1, ctx);
1313
1314         /* Initialize Tail Count */
1315         emit(ARM_MOV_I(bpf_r1[1], 0), ctx);
1316         emit_a32_mov_r64(true, tcc, bpf_r1, ctx);
1317
1318         /* Move BPF_CTX to BPF_R1 */
1319         emit(ARM_MOV_R(bpf_r1[1], arm_r0), ctx);
1320
1321         /* end of prologue */
1322 }
1323
1324 /* restore callee saved registers. */
1325 static void build_epilogue(struct jit_ctx *ctx)
1326 {
1327 #ifdef CONFIG_FRAME_POINTER
1328         /* When using frame pointers, some additional registers need to
1329          * be loaded. */
1330         u16 reg_set = CALLEE_POP_MASK | 1 << ARM_SP;
1331         emit(ARM_SUB_I(ARM_SP, ARM_FP, hweight16(reg_set) * 4), ctx);
1332         emit(ARM_LDM(ARM_SP, reg_set), ctx);
1333 #else
1334         /* Restore callee saved registers. */
1335         emit(ARM_MOV_R(ARM_SP, ARM_FP), ctx);
1336         emit(ARM_POP(CALLEE_POP_MASK), ctx);
1337 #endif
1338 }
1339
1340 /*
1341  * Convert an eBPF instruction to native instruction, i.e
1342  * JITs an eBPF instruction.
1343  * Returns :
1344  *      0  - Successfully JITed an 8-byte eBPF instruction
1345  *      >0 - Successfully JITed a 16-byte eBPF instruction
1346  *      <0 - Failed to JIT.
1347  */
1348 static int build_insn(const struct bpf_insn *insn, struct jit_ctx *ctx)
1349 {
1350         const u8 code = insn->code;
1351         const s8 *dst = bpf2a32[insn->dst_reg];
1352         const s8 *src = bpf2a32[insn->src_reg];
1353         const s8 *tmp = bpf2a32[TMP_REG_1];
1354         const s8 *tmp2 = bpf2a32[TMP_REG_2];
1355         const s16 off = insn->off;
1356         const s32 imm = insn->imm;
1357         const int i = insn - ctx->prog->insnsi;
1358         const bool is64 = BPF_CLASS(code) == BPF_ALU64;
1359         const s8 *rd, *rs;
1360         s8 rd_lo, rt, rm, rn;
1361         s32 jmp_offset;
1362
1363 #define check_imm(bits, imm) do {                               \
1364         if ((imm) >= (1 << ((bits) - 1)) ||                     \
1365             (imm) < -(1 << ((bits) - 1))) {                     \
1366                 pr_info("[%2d] imm=%d(0x%x) out of range\n",    \
1367                         i, imm, imm);                           \
1368                 return -EINVAL;                                 \
1369         }                                                       \
1370 } while (0)
1371 #define check_imm24(imm) check_imm(24, imm)
1372
1373         switch (code) {
1374         /* ALU operations */
1375
1376         /* dst = src */
1377         case BPF_ALU | BPF_MOV | BPF_K:
1378         case BPF_ALU | BPF_MOV | BPF_X:
1379         case BPF_ALU64 | BPF_MOV | BPF_K:
1380         case BPF_ALU64 | BPF_MOV | BPF_X:
1381                 switch (BPF_SRC(code)) {
1382                 case BPF_X:
1383                         if (imm == 1) {
1384                                 /* Special mov32 for zext */
1385                                 emit_a32_mov_i(dst_hi, 0, ctx);
1386                                 break;
1387                         }
1388                         emit_a32_mov_r64(is64, dst, src, ctx);
1389                         break;
1390                 case BPF_K:
1391                         /* Sign-extend immediate value to destination reg */
1392                         emit_a32_mov_se_i64(is64, dst, imm, ctx);
1393                         break;
1394                 }
1395                 break;
1396         /* dst = dst + src/imm */
1397         /* dst = dst - src/imm */
1398         /* dst = dst | src/imm */
1399         /* dst = dst & src/imm */
1400         /* dst = dst ^ src/imm */
1401         /* dst = dst * src/imm */
1402         /* dst = dst << src */
1403         /* dst = dst >> src */
1404         case BPF_ALU | BPF_ADD | BPF_K:
1405         case BPF_ALU | BPF_ADD | BPF_X:
1406         case BPF_ALU | BPF_SUB | BPF_K:
1407         case BPF_ALU | BPF_SUB | BPF_X:
1408         case BPF_ALU | BPF_OR | BPF_K:
1409         case BPF_ALU | BPF_OR | BPF_X:
1410         case BPF_ALU | BPF_AND | BPF_K:
1411         case BPF_ALU | BPF_AND | BPF_X:
1412         case BPF_ALU | BPF_XOR | BPF_K:
1413         case BPF_ALU | BPF_XOR | BPF_X:
1414         case BPF_ALU | BPF_MUL | BPF_K:
1415         case BPF_ALU | BPF_MUL | BPF_X:
1416         case BPF_ALU | BPF_LSH | BPF_X:
1417         case BPF_ALU | BPF_RSH | BPF_X:
1418         case BPF_ALU | BPF_ARSH | BPF_X:
1419         case BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_K:
1420         case BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X:
1421         case BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_K:
1422         case BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X:
1423         case BPF_ALU64 | BPF_OR | BPF_K:
1424         case BPF_ALU64 | BPF_OR | BPF_X:
1425         case BPF_ALU64 | BPF_AND | BPF_K:
1426         case BPF_ALU64 | BPF_AND | BPF_X:
1427         case BPF_ALU64 | BPF_XOR | BPF_K:
1428         case BPF_ALU64 | BPF_XOR | BPF_X:
1429                 switch (BPF_SRC(code)) {
1430                 case BPF_X:
1431                         emit_a32_alu_r64(is64, dst, src, ctx, BPF_OP(code));
1432                         break;
1433                 case BPF_K:
1434                         /* Move immediate value to the temporary register
1435                          * and then do the ALU operation on the temporary
1436                          * register as this will sign-extend the immediate
1437                          * value into temporary reg and then it would be
1438                          * safe to do the operation on it.
1439                          */
1440                         emit_a32_mov_se_i64(is64, tmp2, imm, ctx);
1441                         emit_a32_alu_r64(is64, dst, tmp2, ctx, BPF_OP(code));
1442                         break;
1443                 }
1444                 break;
1445         /* dst = dst / src(imm) */
1446         /* dst = dst % src(imm) */
1447         case BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_K:
1448         case BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_X:
1449         case BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_K:
1450         case BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_X:
1451                 rd_lo = arm_bpf_get_reg32(dst_lo, tmp2[1], ctx);
1452                 switch (BPF_SRC(code)) {
1453                 case BPF_X:
1454                         rt = arm_bpf_get_reg32(src_lo, tmp2[0], ctx);
1455                         break;
1456                 case BPF_K:
1457                         rt = tmp2[0];
1458                         emit_a32_mov_i(rt, imm, ctx);
1459                         break;
1460                 default:
1461                         rt = src_lo;
1462                         break;
1463                 }
1464                 emit_udivmod(rd_lo, rd_lo, rt, ctx, BPF_OP(code));
1465                 arm_bpf_put_reg32(dst_lo, rd_lo, ctx);
1466                 if (!ctx->prog->aux->verifier_zext)
1467                         emit_a32_mov_i(dst_hi, 0, ctx);
1468                 break;
1469         case BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_K:
1470         case BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_X:
1471         case BPF_ALU64 | BPF_MOD | BPF_K:
1472         case BPF_ALU64 | BPF_MOD | BPF_X:
1473                 goto notyet;
1474         /* dst = dst << imm */
1475         /* dst = dst >> imm */
1476         /* dst = dst >> imm (signed) */
1477         case BPF_ALU | BPF_LSH | BPF_K:
1478         case BPF_ALU | BPF_RSH | BPF_K:
1479         case BPF_ALU | BPF_ARSH | BPF_K:
1480                 if (unlikely(imm > 31))
1481                         return -EINVAL;
1482                 if (imm)
1483                         emit_a32_alu_i(dst_lo, imm, ctx, BPF_OP(code));
1484                 if (!ctx->prog->aux->verifier_zext)
1485                         emit_a32_mov_i(dst_hi, 0, ctx);
1486                 break;
1487         /* dst = dst << imm */
1488         case BPF_ALU64 | BPF_LSH | BPF_K:
1489                 if (unlikely(imm > 63))
1490                         return -EINVAL;
1491                 emit_a32_lsh_i64(dst, imm, ctx);
1492                 break;
1493         /* dst = dst >> imm */
1494         case BPF_ALU64 | BPF_RSH | BPF_K:
1495                 if (unlikely(imm > 63))
1496                         return -EINVAL;
1497                 emit_a32_rsh_i64(dst, imm, ctx);
1498                 break;
1499         /* dst = dst << src */
1500         case BPF_ALU64 | BPF_LSH | BPF_X:
1501                 emit_a32_lsh_r64(dst, src, ctx);
1502                 break;
1503         /* dst = dst >> src */
1504         case BPF_ALU64 | BPF_RSH | BPF_X:
1505                 emit_a32_rsh_r64(dst, src, ctx);
1506                 break;
1507         /* dst = dst >> src (signed) */
1508         case BPF_ALU64 | BPF_ARSH | BPF_X:
1509                 emit_a32_arsh_r64(dst, src, ctx);
1510                 break;
1511         /* dst = dst >> imm (signed) */
1512         case BPF_ALU64 | BPF_ARSH | BPF_K:
1513                 if (unlikely(imm > 63))
1514                         return -EINVAL;
1515                 emit_a32_arsh_i64(dst, imm, ctx);
1516                 break;
1517         /* dst = ~dst */
1518         case BPF_ALU | BPF_NEG:
1519                 emit_a32_alu_i(dst_lo, 0, ctx, BPF_OP(code));
1520                 if (!ctx->prog->aux->verifier_zext)
1521                         emit_a32_mov_i(dst_hi, 0, ctx);
1522                 break;
1523         /* dst = ~dst (64 bit) */
1524         case BPF_ALU64 | BPF_NEG:
1525                 emit_a32_neg64(dst, ctx);
1526                 break;
1527         /* dst = dst * src/imm */
1528         case BPF_ALU64 | BPF_MUL | BPF_X:
1529         case BPF_ALU64 | BPF_MUL | BPF_K:
1530                 switch (BPF_SRC(code)) {
1531                 case BPF_X:
1532                         emit_a32_mul_r64(dst, src, ctx);
1533                         break;
1534                 case BPF_K:
1535                         /* Move immediate value to the temporary register
1536                          * and then do the multiplication on it as this
1537                          * will sign-extend the immediate value into temp
1538                          * reg then it would be safe to do the operation
1539                          * on it.
1540                          */
1541                         emit_a32_mov_se_i64(is64, tmp2, imm, ctx);
1542                         emit_a32_mul_r64(dst, tmp2, ctx);
1543                         break;
1544                 }
1545                 break;
1546         /* dst = htole(dst) */
1547         /* dst = htobe(dst) */
1548         case BPF_ALU | BPF_END | BPF_FROM_LE:
1549         case BPF_ALU | BPF_END | BPF_FROM_BE:
1550                 rd = arm_bpf_get_reg64(dst, tmp, ctx);
1551                 if (BPF_SRC(code) == BPF_FROM_LE)
1552                         goto emit_bswap_uxt;
1553                 switch (imm) {
1554                 case 16:
1555                         emit_rev16(rd[1], rd[1], ctx);
1556                         goto emit_bswap_uxt;
1557                 case 32:
1558                         emit_rev32(rd[1], rd[1], ctx);
1559                         goto emit_bswap_uxt;
1560                 case 64:
1561                         emit_rev32(ARM_LR, rd[1], ctx);
1562                         emit_rev32(rd[1], rd[0], ctx);
1563                         emit(ARM_MOV_R(rd[0], ARM_LR), ctx);
1564                         break;
1565                 }
1566                 goto exit;
1567 emit_bswap_uxt:
1568                 switch (imm) {
1569                 case 16:
1570                         /* zero-extend 16 bits into 64 bits */
1571 #if __LINUX_ARM_ARCH__ < 6
1572                         emit_a32_mov_i(tmp2[1], 0xffff, ctx);
1573                         emit(ARM_AND_R(rd[1], rd[1], tmp2[1]), ctx);
1574 #else /* ARMv6+ */
1575                         emit(ARM_UXTH(rd[1], rd[1]), ctx);
1576 #endif
1577                         if (!ctx->prog->aux->verifier_zext)
1578                                 emit(ARM_EOR_R(rd[0], rd[0], rd[0]), ctx);
1579                         break;
1580                 case 32:
1581                         /* zero-extend 32 bits into 64 bits */
1582                         if (!ctx->prog->aux->verifier_zext)
1583                                 emit(ARM_EOR_R(rd[0], rd[0], rd[0]), ctx);
1584                         break;
1585                 case 64:
1586                         /* nop */
1587                         break;
1588                 }
1589 exit:
1590                 arm_bpf_put_reg64(dst, rd, ctx);
1591                 break;
1592         /* dst = imm64 */
1593         case BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW:
1594         {
1595                 u64 val = (u32)imm | (u64)insn[1].imm << 32;
1596
1597                 emit_a32_mov_i64(dst, val, ctx);
1598
1599                 return 1;
1600         }
1601         /* LDX: dst = *(size *)(src + off) */
1602         case BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_W:
1603         case BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_H:
1604         case BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_B:
1605         case BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_DW:
1606                 rn = arm_bpf_get_reg32(src_lo, tmp2[1], ctx);
1607                 emit_ldx_r(dst, rn, off, ctx, BPF_SIZE(code));
1608                 break;
1609         /* speculation barrier */
1610         case BPF_ST | BPF_NOSPEC:
1611                 break;
1612         /* ST: *(size *)(dst + off) = imm */
1613         case BPF_ST | BPF_MEM | BPF_W:
1614         case BPF_ST | BPF_MEM | BPF_H:
1615         case BPF_ST | BPF_MEM | BPF_B:
1616         case BPF_ST | BPF_MEM | BPF_DW:
1617                 switch (BPF_SIZE(code)) {
1618                 case BPF_DW:
1619                         /* Sign-extend immediate value into temp reg */
1620                         emit_a32_mov_se_i64(true, tmp2, imm, ctx);
1621                         break;
1622                 case BPF_W:
1623                 case BPF_H:
1624                 case BPF_B:
1625                         emit_a32_mov_i(tmp2[1], imm, ctx);
1626                         break;
1627                 }
1628                 emit_str_r(dst_lo, tmp2, off, ctx, BPF_SIZE(code));
1629                 break;
1630         /* Atomic ops */
1631         case BPF_STX | BPF_ATOMIC | BPF_W:
1632         case BPF_STX | BPF_ATOMIC | BPF_DW:
1633                 goto notyet;
1634         /* STX: *(size *)(dst + off) = src */
1635         case BPF_STX | BPF_MEM | BPF_W:
1636         case BPF_STX | BPF_MEM | BPF_H:
1637         case BPF_STX | BPF_MEM | BPF_B:
1638         case BPF_STX | BPF_MEM | BPF_DW:
1639                 rs = arm_bpf_get_reg64(src, tmp2, ctx);
1640                 emit_str_r(dst_lo, rs, off, ctx, BPF_SIZE(code));
1641                 break;
1642         /* PC += off if dst == src */
1643         /* PC += off if dst > src */
1644         /* PC += off if dst >= src */
1645         /* PC += off if dst < src */
1646         /* PC += off if dst <= src */
1647         /* PC += off if dst != src */
1648         /* PC += off if dst > src (signed) */
1649         /* PC += off if dst >= src (signed) */
1650         /* PC += off if dst < src (signed) */
1651         /* PC += off if dst <= src (signed) */
1652         /* PC += off if dst & src */
1653         case BPF_JMP | BPF_JEQ | BPF_X:
1654         case BPF_JMP | BPF_JGT | BPF_X:
1655         case BPF_JMP | BPF_JGE | BPF_X:
1656         case BPF_JMP | BPF_JNE | BPF_X:
1657         case BPF_JMP | BPF_JSGT | BPF_X:
1658         case BPF_JMP | BPF_JSGE | BPF_X:
1659         case BPF_JMP | BPF_JSET | BPF_X:
1660         case BPF_JMP | BPF_JLE | BPF_X:
1661         case BPF_JMP | BPF_JLT | BPF_X:
1662         case BPF_JMP | BPF_JSLT | BPF_X:
1663         case BPF_JMP | BPF_JSLE | BPF_X:
1664         case BPF_JMP32 | BPF_JEQ | BPF_X:
1665         case BPF_JMP32 | BPF_JGT | BPF_X:
1666         case BPF_JMP32 | BPF_JGE | BPF_X:
1667         case BPF_JMP32 | BPF_JNE | BPF_X:
1668         case BPF_JMP32 | BPF_JSGT | BPF_X:
1669         case BPF_JMP32 | BPF_JSGE | BPF_X:
1670         case BPF_JMP32 | BPF_JSET | BPF_X:
1671         case BPF_JMP32 | BPF_JLE | BPF_X:
1672         case BPF_JMP32 | BPF_JLT | BPF_X:
1673         case BPF_JMP32 | BPF_JSLT | BPF_X:
1674         case BPF_JMP32 | BPF_JSLE | BPF_X:
1675                 /* Setup source registers */
1676                 rm = arm_bpf_get_reg32(src_hi, tmp2[0], ctx);
1677                 rn = arm_bpf_get_reg32(src_lo, tmp2[1], ctx);
1678                 goto go_jmp;
1679         /* PC += off if dst == imm */
1680         /* PC += off if dst > imm */
1681         /* PC += off if dst >= imm */
1682         /* PC += off if dst < imm */
1683         /* PC += off if dst <= imm */
1684         /* PC += off if dst != imm */
1685         /* PC += off if dst > imm (signed) */
1686         /* PC += off if dst >= imm (signed) */
1687         /* PC += off if dst < imm (signed) */
1688         /* PC += off if dst <= imm (signed) */
1689         /* PC += off if dst & imm */
1690         case BPF_JMP | BPF_JEQ | BPF_K:
1691         case BPF_JMP | BPF_JGT | BPF_K:
1692         case BPF_JMP | BPF_JGE | BPF_K:
1693         case BPF_JMP | BPF_JNE | BPF_K:
1694         case BPF_JMP | BPF_JSGT | BPF_K:
1695         case BPF_JMP | BPF_JSGE | BPF_K:
1696         case BPF_JMP | BPF_JSET | BPF_K:
1697         case BPF_JMP | BPF_JLT | BPF_K:
1698         case BPF_JMP | BPF_JLE | BPF_K:
1699         case BPF_JMP | BPF_JSLT | BPF_K:
1700         case BPF_JMP | BPF_JSLE | BPF_K:
1701         case BPF_JMP32 | BPF_JEQ | BPF_K:
1702         case BPF_JMP32 | BPF_JGT | BPF_K:
1703         case BPF_JMP32 | BPF_JGE | BPF_K:
1704         case BPF_JMP32 | BPF_JNE | BPF_K:
1705         case BPF_JMP32 | BPF_JSGT | BPF_K:
1706         case BPF_JMP32 | BPF_JSGE | BPF_K:
1707         case BPF_JMP32 | BPF_JSET | BPF_K:
1708         case BPF_JMP32 | BPF_JLT | BPF_K:
1709         case BPF_JMP32 | BPF_JLE | BPF_K:
1710         case BPF_JMP32 | BPF_JSLT | BPF_K:
1711         case BPF_JMP32 | BPF_JSLE | BPF_K:
1712                 if (off == 0)
1713                         break;
1714                 rm = tmp2[0];
1715                 rn = tmp2[1];
1716                 /* Sign-extend immediate value */
1717                 emit_a32_mov_se_i64(true, tmp2, imm, ctx);
1718 go_jmp:
1719                 /* Setup destination register */
1720                 rd = arm_bpf_get_reg64(dst, tmp, ctx);
1721
1722                 /* Check for the condition */
1723                 emit_ar_r(rd[0], rd[1], rm, rn, ctx, BPF_OP(code),
1724                           BPF_CLASS(code) == BPF_JMP);
1725
1726                 /* Setup JUMP instruction */
1727                 jmp_offset = bpf2a32_offset(i+off, i, ctx);
1728                 switch (BPF_OP(code)) {
1729                 case BPF_JNE:
1730                 case BPF_JSET:
1731                         _emit(ARM_COND_NE, ARM_B(jmp_offset), ctx);
1732                         break;
1733                 case BPF_JEQ:
1734                         _emit(ARM_COND_EQ, ARM_B(jmp_offset), ctx);
1735                         break;
1736                 case BPF_JGT:
1737                         _emit(ARM_COND_HI, ARM_B(jmp_offset), ctx);
1738                         break;
1739                 case BPF_JGE:
1740                         _emit(ARM_COND_CS, ARM_B(jmp_offset), ctx);
1741                         break;
1742                 case BPF_JSGT:
1743                         _emit(ARM_COND_LT, ARM_B(jmp_offset), ctx);
1744                         break;
1745                 case BPF_JSGE:
1746                         _emit(ARM_COND_GE, ARM_B(jmp_offset), ctx);
1747                         break;
1748                 case BPF_JLE:
1749                         _emit(ARM_COND_LS, ARM_B(jmp_offset), ctx);
1750                         break;
1751                 case BPF_JLT:
1752                         _emit(ARM_COND_CC, ARM_B(jmp_offset), ctx);
1753                         break;
1754                 case BPF_JSLT:
1755                         _emit(ARM_COND_LT, ARM_B(jmp_offset), ctx);
1756                         break;
1757                 case BPF_JSLE:
1758                         _emit(ARM_COND_GE, ARM_B(jmp_offset), ctx);
1759                         break;
1760                 }
1761                 break;
1762         /* JMP OFF */
1763         case BPF_JMP | BPF_JA:
1764         {
1765                 if (off == 0)
1766                         break;
1767                 jmp_offset = bpf2a32_offset(i+off, i, ctx);
1768                 check_imm24(jmp_offset);
1769                 emit(ARM_B(jmp_offset), ctx);
1770                 break;
1771         }
1772         /* tail call */
1773         case BPF_JMP | BPF_TAIL_CALL:
1774                 if (emit_bpf_tail_call(ctx))
1775                         return -EFAULT;
1776                 break;
1777         /* function call */
1778         case BPF_JMP | BPF_CALL:
1779         {
1780                 const s8 *r0 = bpf2a32[BPF_REG_0];
1781                 const s8 *r1 = bpf2a32[BPF_REG_1];
1782                 const s8 *r2 = bpf2a32[BPF_REG_2];
1783                 const s8 *r3 = bpf2a32[BPF_REG_3];
1784                 const s8 *r4 = bpf2a32[BPF_REG_4];
1785                 const s8 *r5 = bpf2a32[BPF_REG_5];
1786                 const u32 func = (u32)__bpf_call_base + (u32)imm;
1787
1788                 emit_a32_mov_r64(true, r0, r1, ctx);
1789                 emit_a32_mov_r64(true, r1, r2, ctx);
1790                 emit_push_r64(r5, ctx);
1791                 emit_push_r64(r4, ctx);
1792                 emit_push_r64(r3, ctx);
1793
1794                 emit_a32_mov_i(tmp[1], func, ctx);
1795                 emit_blx_r(tmp[1], ctx);
1796
1797                 emit(ARM_ADD_I(ARM_SP, ARM_SP, imm8m(24)), ctx); // callee clean
1798                 break;
1799         }
1800         /* function return */
1801         case BPF_JMP | BPF_EXIT:
1802                 /* Optimization: when last instruction is EXIT
1803                  * simply fallthrough to epilogue.
1804                  */
1805                 if (i == ctx->prog->len - 1)
1806                         break;
1807                 jmp_offset = epilogue_offset(ctx);
1808                 check_imm24(jmp_offset);
1809                 emit(ARM_B(jmp_offset), ctx);
1810                 break;
1811 notyet:
1812                 pr_info_once("*** NOT YET: opcode %02x ***\n", code);
1813                 return -EFAULT;
1814         default:
1815                 pr_err_once("unknown opcode %02x\n", code);
1816                 return -EINVAL;
1817         }
1818
1819         if (ctx->flags & FLAG_IMM_OVERFLOW)
1820                 /*
1821                  * this instruction generated an overflow when
1822                  * trying to access the literal pool, so
1823                  * delegate this filter to the kernel interpreter.
1824                  */
1825                 return -1;
1826         return 0;
1827 }
1828
1829 static int build_body(struct jit_ctx *ctx)
1830 {
1831         const struct bpf_prog *prog = ctx->prog;
1832         unsigned int i;
1833
1834         for (i = 0; i < prog->len; i++) {
1835                 const struct bpf_insn *insn = &(prog->insnsi[i]);
1836                 int ret;
1837
1838                 ret = build_insn(insn, ctx);
1839
1840                 /* It's used with loading the 64 bit immediate value. */
1841                 if (ret > 0) {
1842                         i++;
1843                         if (ctx->target == NULL)
1844                                 ctx->offsets[i] = ctx->idx;
1845                         continue;
1846                 }
1847
1848                 if (ctx->target == NULL)
1849                         ctx->offsets[i] = ctx->idx;
1850
1851                 /* If unsuccesful, return with error code */
1852                 if (ret)
1853                         return ret;
1854         }
1855         return 0;
1856 }
1857
1858 static int validate_code(struct jit_ctx *ctx)
1859 {
1860         int i;
1861
1862         for (i = 0; i < ctx->idx; i++) {
1863                 if (ctx->target[i] == __opcode_to_mem_arm(ARM_INST_UDF))
1864                         return -1;
1865         }
1866
1867         return 0;
1868 }
1869
1870 bool bpf_jit_needs_zext(void)
1871 {
1872         return true;
1873 }
1874
1875 struct bpf_prog *bpf_int_jit_compile(struct bpf_prog *prog)
1876 {
1877         struct bpf_prog *tmp, *orig_prog = prog;
1878         struct bpf_binary_header *header;
1879         bool tmp_blinded = false;
1880         struct jit_ctx ctx;
1881         unsigned int tmp_idx;
1882         unsigned int image_size;
1883         u8 *image_ptr;
1884
1885         /* If BPF JIT was not enabled then we must fall back to
1886          * the interpreter.
1887          */
1888         if (!prog->jit_requested)
1889                 return orig_prog;
1890
1891         /* If constant blinding was enabled and we failed during blinding
1892          * then we must fall back to the interpreter. Otherwise, we save
1893          * the new JITed code.
1894          */
1895         tmp = bpf_jit_blind_constants(prog);
1896
1897         if (IS_ERR(tmp))
1898                 return orig_prog;
1899         if (tmp != prog) {
1900                 tmp_blinded = true;
1901                 prog = tmp;
1902         }
1903
1904         memset(&ctx, 0, sizeof(ctx));
1905         ctx.prog = prog;
1906         ctx.cpu_architecture = cpu_architecture();
1907
1908         /* Not able to allocate memory for offsets[] , then
1909          * we must fall back to the interpreter
1910          */
1911         ctx.offsets = kcalloc(prog->len, sizeof(int), GFP_KERNEL);
1912         if (ctx.offsets == NULL) {
1913                 prog = orig_prog;
1914                 goto out;
1915         }
1916
1917         /* 1) fake pass to find in the length of the JITed code,
1918          * to compute ctx->offsets and other context variables
1919          * needed to compute final JITed code.
1920          * Also, calculate random starting pointer/start of JITed code
1921          * which is prefixed by random number of fault instructions.
1922          *
1923          * If the first pass fails then there is no chance of it
1924          * being successful in the second pass, so just fall back
1925          * to the interpreter.
1926          */
1927         if (build_body(&ctx)) {
1928                 prog = orig_prog;
1929                 goto out_off;
1930         }
1931
1932         tmp_idx = ctx.idx;
1933         build_prologue(&ctx);
1934         ctx.prologue_bytes = (ctx.idx - tmp_idx) * 4;
1935
1936         ctx.epilogue_offset = ctx.idx;
1937
1938 #if __LINUX_ARM_ARCH__ < 7
1939         tmp_idx = ctx.idx;
1940         build_epilogue(&ctx);
1941         ctx.epilogue_bytes = (ctx.idx - tmp_idx) * 4;
1942
1943         ctx.idx += ctx.imm_count;
1944         if (ctx.imm_count) {
1945                 ctx.imms = kcalloc(ctx.imm_count, sizeof(u32), GFP_KERNEL);
1946                 if (ctx.imms == NULL) {
1947                         prog = orig_prog;
1948                         goto out_off;
1949                 }
1950         }
1951 #else
1952         /* there's nothing about the epilogue on ARMv7 */
1953         build_epilogue(&ctx);
1954 #endif
1955         /* Now we can get the actual image size of the JITed arm code.
1956          * Currently, we are not considering the THUMB-2 instructions
1957          * for jit, although it can decrease the size of the image.
1958          *
1959          * As each arm instruction is of length 32bit, we are translating
1960          * number of JITed instructions into the size required to store these
1961          * JITed code.
1962          */
1963         image_size = sizeof(u32) * ctx.idx;
1964
1965         /* Now we know the size of the structure to make */
1966         header = bpf_jit_binary_alloc(image_size, &image_ptr,
1967                                       sizeof(u32), jit_fill_hole);
1968         /* Not able to allocate memory for the structure then
1969          * we must fall back to the interpretation
1970          */
1971         if (header == NULL) {
1972                 prog = orig_prog;
1973                 goto out_imms;
1974         }
1975
1976         /* 2.) Actual pass to generate final JIT code */
1977         ctx.target = (u32 *) image_ptr;
1978         ctx.idx = 0;
1979
1980         build_prologue(&ctx);
1981
1982         /* If building the body of the JITed code fails somehow,
1983          * we fall back to the interpretation.
1984          */
1985         if (build_body(&ctx) < 0) {
1986                 image_ptr = NULL;
1987                 bpf_jit_binary_free(header);
1988                 prog = orig_prog;
1989                 goto out_imms;
1990         }
1991         build_epilogue(&ctx);
1992
1993         /* 3.) Extra pass to validate JITed Code */
1994         if (validate_code(&ctx)) {
1995                 image_ptr = NULL;
1996                 bpf_jit_binary_free(header);
1997                 prog = orig_prog;
1998                 goto out_imms;
1999         }
2000         flush_icache_range((u32)header, (u32)(ctx.target + ctx.idx));
2001
2002         if (bpf_jit_enable > 1)
2003                 /* there are 2 passes here */
2004                 bpf_jit_dump(prog->len, image_size, 2, ctx.target);
2005
2006         bpf_jit_binary_lock_ro(header);
2007         prog->bpf_func = (void *)ctx.target;
2008         prog->jited = 1;
2009         prog->jited_len = image_size;
2010
2011 out_imms:
2012 #if __LINUX_ARM_ARCH__ < 7
2013         if (ctx.imm_count)
2014                 kfree(ctx.imms);
2015 #endif
2016 out_off:
2017         kfree(ctx.offsets);
2018 out:
2019         if (tmp_blinded)
2020                 bpf_jit_prog_release_other(prog, prog == orig_prog ?
2021                                            tmp : orig_prog);
2022         return prog;
2023 }
2024