GNU Linux-libre 6.1.90-gnu
[releases.git] / arch / loongarch / net / bpf_jit.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  * BPF JIT compiler for LoongArch
4  *
5  * Copyright (C) 2022 Loongson Technology Corporation Limited
6  */
7 #include "bpf_jit.h"
8
9 #define REG_TCC         LOONGARCH_GPR_A6
10 #define TCC_SAVED       LOONGARCH_GPR_S5
11
12 #define SAVE_RA         BIT(0)
13 #define SAVE_TCC        BIT(1)
14
15 static const int regmap[] = {
16         /* return value from in-kernel function, and exit value for eBPF program */
17         [BPF_REG_0] = LOONGARCH_GPR_A5,
18         /* arguments from eBPF program to in-kernel function */
19         [BPF_REG_1] = LOONGARCH_GPR_A0,
20         [BPF_REG_2] = LOONGARCH_GPR_A1,
21         [BPF_REG_3] = LOONGARCH_GPR_A2,
22         [BPF_REG_4] = LOONGARCH_GPR_A3,
23         [BPF_REG_5] = LOONGARCH_GPR_A4,
24         /* callee saved registers that in-kernel function will preserve */
25         [BPF_REG_6] = LOONGARCH_GPR_S0,
26         [BPF_REG_7] = LOONGARCH_GPR_S1,
27         [BPF_REG_8] = LOONGARCH_GPR_S2,
28         [BPF_REG_9] = LOONGARCH_GPR_S3,
29         /* read-only frame pointer to access stack */
30         [BPF_REG_FP] = LOONGARCH_GPR_S4,
31         /* temporary register for blinding constants */
32         [BPF_REG_AX] = LOONGARCH_GPR_T0,
33 };
34
35 static void mark_call(struct jit_ctx *ctx)
36 {
37         ctx->flags |= SAVE_RA;
38 }
39
40 static void mark_tail_call(struct jit_ctx *ctx)
41 {
42         ctx->flags |= SAVE_TCC;
43 }
44
45 static bool seen_call(struct jit_ctx *ctx)
46 {
47         return (ctx->flags & SAVE_RA);
48 }
49
50 static bool seen_tail_call(struct jit_ctx *ctx)
51 {
52         return (ctx->flags & SAVE_TCC);
53 }
54
55 static u8 tail_call_reg(struct jit_ctx *ctx)
56 {
57         if (seen_call(ctx))
58                 return TCC_SAVED;
59
60         return REG_TCC;
61 }
62
63 /*
64  * eBPF prog stack layout:
65  *
66  *                                        high
67  * original $sp ------------> +-------------------------+ <--LOONGARCH_GPR_FP
68  *                            |           $ra           |
69  *                            +-------------------------+
70  *                            |           $fp           |
71  *                            +-------------------------+
72  *                            |           $s0           |
73  *                            +-------------------------+
74  *                            |           $s1           |
75  *                            +-------------------------+
76  *                            |           $s2           |
77  *                            +-------------------------+
78  *                            |           $s3           |
79  *                            +-------------------------+
80  *                            |           $s4           |
81  *                            +-------------------------+
82  *                            |           $s5           |
83  *                            +-------------------------+ <--BPF_REG_FP
84  *                            |  prog->aux->stack_depth |
85  *                            |        (optional)       |
86  * current $sp -------------> +-------------------------+
87  *                                        low
88  */
89 static void build_prologue(struct jit_ctx *ctx)
90 {
91         int stack_adjust = 0, store_offset, bpf_stack_adjust;
92
93         bpf_stack_adjust = round_up(ctx->prog->aux->stack_depth, 16);
94
95         /* To store ra, fp, s0, s1, s2, s3, s4 and s5. */
96         stack_adjust += sizeof(long) * 8;
97
98         stack_adjust = round_up(stack_adjust, 16);
99         stack_adjust += bpf_stack_adjust;
100
101         /*
102          * First instruction initializes the tail call count (TCC).
103          * On tail call we skip this instruction, and the TCC is
104          * passed in REG_TCC from the caller.
105          */
106         emit_insn(ctx, addid, REG_TCC, LOONGARCH_GPR_ZERO, MAX_TAIL_CALL_CNT);
107
108         emit_insn(ctx, addid, LOONGARCH_GPR_SP, LOONGARCH_GPR_SP, -stack_adjust);
109
110         store_offset = stack_adjust - sizeof(long);
111         emit_insn(ctx, std, LOONGARCH_GPR_RA, LOONGARCH_GPR_SP, store_offset);
112
113         store_offset -= sizeof(long);
114         emit_insn(ctx, std, LOONGARCH_GPR_FP, LOONGARCH_GPR_SP, store_offset);
115
116         store_offset -= sizeof(long);
117         emit_insn(ctx, std, LOONGARCH_GPR_S0, LOONGARCH_GPR_SP, store_offset);
118
119         store_offset -= sizeof(long);
120         emit_insn(ctx, std, LOONGARCH_GPR_S1, LOONGARCH_GPR_SP, store_offset);
121
122         store_offset -= sizeof(long);
123         emit_insn(ctx, std, LOONGARCH_GPR_S2, LOONGARCH_GPR_SP, store_offset);
124
125         store_offset -= sizeof(long);
126         emit_insn(ctx, std, LOONGARCH_GPR_S3, LOONGARCH_GPR_SP, store_offset);
127
128         store_offset -= sizeof(long);
129         emit_insn(ctx, std, LOONGARCH_GPR_S4, LOONGARCH_GPR_SP, store_offset);
130
131         store_offset -= sizeof(long);
132         emit_insn(ctx, std, LOONGARCH_GPR_S5, LOONGARCH_GPR_SP, store_offset);
133
134         emit_insn(ctx, addid, LOONGARCH_GPR_FP, LOONGARCH_GPR_SP, stack_adjust);
135
136         if (bpf_stack_adjust)
137                 emit_insn(ctx, addid, regmap[BPF_REG_FP], LOONGARCH_GPR_SP, bpf_stack_adjust);
138
139         /*
140          * Program contains calls and tail calls, so REG_TCC need
141          * to be saved across calls.
142          */
143         if (seen_tail_call(ctx) && seen_call(ctx))
144                 move_reg(ctx, TCC_SAVED, REG_TCC);
145
146         ctx->stack_size = stack_adjust;
147 }
148
149 static void __build_epilogue(struct jit_ctx *ctx, bool is_tail_call)
150 {
151         int stack_adjust = ctx->stack_size;
152         int load_offset;
153
154         load_offset = stack_adjust - sizeof(long);
155         emit_insn(ctx, ldd, LOONGARCH_GPR_RA, LOONGARCH_GPR_SP, load_offset);
156
157         load_offset -= sizeof(long);
158         emit_insn(ctx, ldd, LOONGARCH_GPR_FP, LOONGARCH_GPR_SP, load_offset);
159
160         load_offset -= sizeof(long);
161         emit_insn(ctx, ldd, LOONGARCH_GPR_S0, LOONGARCH_GPR_SP, load_offset);
162
163         load_offset -= sizeof(long);
164         emit_insn(ctx, ldd, LOONGARCH_GPR_S1, LOONGARCH_GPR_SP, load_offset);
165
166         load_offset -= sizeof(long);
167         emit_insn(ctx, ldd, LOONGARCH_GPR_S2, LOONGARCH_GPR_SP, load_offset);
168
169         load_offset -= sizeof(long);
170         emit_insn(ctx, ldd, LOONGARCH_GPR_S3, LOONGARCH_GPR_SP, load_offset);
171
172         load_offset -= sizeof(long);
173         emit_insn(ctx, ldd, LOONGARCH_GPR_S4, LOONGARCH_GPR_SP, load_offset);
174
175         load_offset -= sizeof(long);
176         emit_insn(ctx, ldd, LOONGARCH_GPR_S5, LOONGARCH_GPR_SP, load_offset);
177
178         emit_insn(ctx, addid, LOONGARCH_GPR_SP, LOONGARCH_GPR_SP, stack_adjust);
179
180         if (!is_tail_call) {
181                 /* Set return value */
182                 move_reg(ctx, LOONGARCH_GPR_A0, regmap[BPF_REG_0]);
183                 /* Return to the caller */
184                 emit_insn(ctx, jirl, LOONGARCH_GPR_RA, LOONGARCH_GPR_ZERO, 0);
185         } else {
186                 /*
187                  * Call the next bpf prog and skip the first instruction
188                  * of TCC initialization.
189                  */
190                 emit_insn(ctx, jirl, LOONGARCH_GPR_T3, LOONGARCH_GPR_ZERO, 1);
191         }
192 }
193
194 static void build_epilogue(struct jit_ctx *ctx)
195 {
196         __build_epilogue(ctx, false);
197 }
198
199 bool bpf_jit_supports_kfunc_call(void)
200 {
201         return true;
202 }
203
204 /* initialized on the first pass of build_body() */
205 static int out_offset = -1;
206 static int emit_bpf_tail_call(struct jit_ctx *ctx)
207 {
208         int off;
209         u8 tcc = tail_call_reg(ctx);
210         u8 a1 = LOONGARCH_GPR_A1;
211         u8 a2 = LOONGARCH_GPR_A2;
212         u8 t1 = LOONGARCH_GPR_T1;
213         u8 t2 = LOONGARCH_GPR_T2;
214         u8 t3 = LOONGARCH_GPR_T3;
215         const int idx0 = ctx->idx;
216
217 #define cur_offset (ctx->idx - idx0)
218 #define jmp_offset (out_offset - (cur_offset))
219
220         /*
221          * a0: &ctx
222          * a1: &array
223          * a2: index
224          *
225          * if (index >= array->map.max_entries)
226          *       goto out;
227          */
228         off = offsetof(struct bpf_array, map.max_entries);
229         emit_insn(ctx, ldwu, t1, a1, off);
230         /* bgeu $a2, $t1, jmp_offset */
231         if (emit_tailcall_jmp(ctx, BPF_JGE, a2, t1, jmp_offset) < 0)
232                 goto toofar;
233
234         /*
235          * if (--TCC < 0)
236          *       goto out;
237          */
238         emit_insn(ctx, addid, REG_TCC, tcc, -1);
239         if (emit_tailcall_jmp(ctx, BPF_JSLT, REG_TCC, LOONGARCH_GPR_ZERO, jmp_offset) < 0)
240                 goto toofar;
241
242         /*
243          * prog = array->ptrs[index];
244          * if (!prog)
245          *       goto out;
246          */
247         emit_insn(ctx, alsld, t2, a2, a1, 2);
248         off = offsetof(struct bpf_array, ptrs);
249         emit_insn(ctx, ldd, t2, t2, off);
250         /* beq $t2, $zero, jmp_offset */
251         if (emit_tailcall_jmp(ctx, BPF_JEQ, t2, LOONGARCH_GPR_ZERO, jmp_offset) < 0)
252                 goto toofar;
253
254         /* goto *(prog->bpf_func + 4); */
255         off = offsetof(struct bpf_prog, bpf_func);
256         emit_insn(ctx, ldd, t3, t2, off);
257         __build_epilogue(ctx, true);
258
259         /* out: */
260         if (out_offset == -1)
261                 out_offset = cur_offset;
262         if (cur_offset != out_offset) {
263                 pr_err_once("tail_call out_offset = %d, expected %d!\n",
264                             cur_offset, out_offset);
265                 return -1;
266         }
267
268         return 0;
269
270 toofar:
271         pr_info_once("tail_call: jump too far\n");
272         return -1;
273 #undef cur_offset
274 #undef jmp_offset
275 }
276
277 static void emit_atomic(const struct bpf_insn *insn, struct jit_ctx *ctx)
278 {
279         const u8 t1 = LOONGARCH_GPR_T1;
280         const u8 t2 = LOONGARCH_GPR_T2;
281         const u8 t3 = LOONGARCH_GPR_T3;
282         const u8 r0 = regmap[BPF_REG_0];
283         const u8 src = regmap[insn->src_reg];
284         const u8 dst = regmap[insn->dst_reg];
285         const s16 off = insn->off;
286         const s32 imm = insn->imm;
287         const bool isdw = BPF_SIZE(insn->code) == BPF_DW;
288
289         move_imm(ctx, t1, off, false);
290         emit_insn(ctx, addd, t1, dst, t1);
291         move_reg(ctx, t3, src);
292
293         switch (imm) {
294         /* lock *(size *)(dst + off) <op>= src */
295         case BPF_ADD:
296                 if (isdw)
297                         emit_insn(ctx, amaddd, t2, t1, src);
298                 else
299                         emit_insn(ctx, amaddw, t2, t1, src);
300                 break;
301         case BPF_AND:
302                 if (isdw)
303                         emit_insn(ctx, amandd, t2, t1, src);
304                 else
305                         emit_insn(ctx, amandw, t2, t1, src);
306                 break;
307         case BPF_OR:
308                 if (isdw)
309                         emit_insn(ctx, amord, t2, t1, src);
310                 else
311                         emit_insn(ctx, amorw, t2, t1, src);
312                 break;
313         case BPF_XOR:
314                 if (isdw)
315                         emit_insn(ctx, amxord, t2, t1, src);
316                 else
317                         emit_insn(ctx, amxorw, t2, t1, src);
318                 break;
319         /* src = atomic_fetch_<op>(dst + off, src) */
320         case BPF_ADD | BPF_FETCH:
321                 if (isdw) {
322                         emit_insn(ctx, amaddd, src, t1, t3);
323                 } else {
324                         emit_insn(ctx, amaddw, src, t1, t3);
325                         emit_zext_32(ctx, src, true);
326                 }
327                 break;
328         case BPF_AND | BPF_FETCH:
329                 if (isdw) {
330                         emit_insn(ctx, amandd, src, t1, t3);
331                 } else {
332                         emit_insn(ctx, amandw, src, t1, t3);
333                         emit_zext_32(ctx, src, true);
334                 }
335                 break;
336         case BPF_OR | BPF_FETCH:
337                 if (isdw) {
338                         emit_insn(ctx, amord, src, t1, t3);
339                 } else {
340                         emit_insn(ctx, amorw, src, t1, t3);
341                         emit_zext_32(ctx, src, true);
342                 }
343                 break;
344         case BPF_XOR | BPF_FETCH:
345                 if (isdw) {
346                         emit_insn(ctx, amxord, src, t1, t3);
347                 } else {
348                         emit_insn(ctx, amxorw, src, t1, t3);
349                         emit_zext_32(ctx, src, true);
350                 }
351                 break;
352         /* src = atomic_xchg(dst + off, src); */
353         case BPF_XCHG:
354                 if (isdw) {
355                         emit_insn(ctx, amswapd, src, t1, t3);
356                 } else {
357                         emit_insn(ctx, amswapw, src, t1, t3);
358                         emit_zext_32(ctx, src, true);
359                 }
360                 break;
361         /* r0 = atomic_cmpxchg(dst + off, r0, src); */
362         case BPF_CMPXCHG:
363                 move_reg(ctx, t2, r0);
364                 if (isdw) {
365                         emit_insn(ctx, lld, r0, t1, 0);
366                         emit_insn(ctx, bne, t2, r0, 4);
367                         move_reg(ctx, t3, src);
368                         emit_insn(ctx, scd, t3, t1, 0);
369                         emit_insn(ctx, beq, t3, LOONGARCH_GPR_ZERO, -4);
370                 } else {
371                         emit_insn(ctx, llw, r0, t1, 0);
372                         emit_zext_32(ctx, t2, true);
373                         emit_zext_32(ctx, r0, true);
374                         emit_insn(ctx, bne, t2, r0, 4);
375                         move_reg(ctx, t3, src);
376                         emit_insn(ctx, scw, t3, t1, 0);
377                         emit_insn(ctx, beq, t3, LOONGARCH_GPR_ZERO, -6);
378                         emit_zext_32(ctx, r0, true);
379                 }
380                 break;
381         }
382 }
383
384 static bool is_signed_bpf_cond(u8 cond)
385 {
386         return cond == BPF_JSGT || cond == BPF_JSLT ||
387                cond == BPF_JSGE || cond == BPF_JSLE;
388 }
389
390 static int build_insn(const struct bpf_insn *insn, struct jit_ctx *ctx, bool extra_pass)
391 {
392         u8 tm = -1;
393         u64 func_addr;
394         bool func_addr_fixed;
395         int i = insn - ctx->prog->insnsi;
396         int ret, jmp_offset;
397         const u8 code = insn->code;
398         const u8 cond = BPF_OP(code);
399         const u8 t1 = LOONGARCH_GPR_T1;
400         const u8 t2 = LOONGARCH_GPR_T2;
401         const u8 src = regmap[insn->src_reg];
402         const u8 dst = regmap[insn->dst_reg];
403         const s16 off = insn->off;
404         const s32 imm = insn->imm;
405         const bool is32 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU || BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP32;
406
407         switch (code) {
408         /* dst = src */
409         case BPF_ALU | BPF_MOV | BPF_X:
410         case BPF_ALU64 | BPF_MOV | BPF_X:
411                 move_reg(ctx, dst, src);
412                 emit_zext_32(ctx, dst, is32);
413                 break;
414
415         /* dst = imm */
416         case BPF_ALU | BPF_MOV | BPF_K:
417         case BPF_ALU64 | BPF_MOV | BPF_K:
418                 move_imm(ctx, dst, imm, is32);
419                 break;
420
421         /* dst = dst + src */
422         case BPF_ALU | BPF_ADD | BPF_X:
423         case BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X:
424                 emit_insn(ctx, addd, dst, dst, src);
425                 emit_zext_32(ctx, dst, is32);
426                 break;
427
428         /* dst = dst + imm */
429         case BPF_ALU | BPF_ADD | BPF_K:
430         case BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_K:
431                 if (is_signed_imm12(imm)) {
432                         emit_insn(ctx, addid, dst, dst, imm);
433                 } else {
434                         move_imm(ctx, t1, imm, is32);
435                         emit_insn(ctx, addd, dst, dst, t1);
436                 }
437                 emit_zext_32(ctx, dst, is32);
438                 break;
439
440         /* dst = dst - src */
441         case BPF_ALU | BPF_SUB | BPF_X:
442         case BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X:
443                 emit_insn(ctx, subd, dst, dst, src);
444                 emit_zext_32(ctx, dst, is32);
445                 break;
446
447         /* dst = dst - imm */
448         case BPF_ALU | BPF_SUB | BPF_K:
449         case BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_K:
450                 if (is_signed_imm12(-imm)) {
451                         emit_insn(ctx, addid, dst, dst, -imm);
452                 } else {
453                         move_imm(ctx, t1, imm, is32);
454                         emit_insn(ctx, subd, dst, dst, t1);
455                 }
456                 emit_zext_32(ctx, dst, is32);
457                 break;
458
459         /* dst = dst * src */
460         case BPF_ALU | BPF_MUL | BPF_X:
461         case BPF_ALU64 | BPF_MUL | BPF_X:
462                 emit_insn(ctx, muld, dst, dst, src);
463                 emit_zext_32(ctx, dst, is32);
464                 break;
465
466         /* dst = dst * imm */
467         case BPF_ALU | BPF_MUL | BPF_K:
468         case BPF_ALU64 | BPF_MUL | BPF_K:
469                 move_imm(ctx, t1, imm, is32);
470                 emit_insn(ctx, muld, dst, dst, t1);
471                 emit_zext_32(ctx, dst, is32);
472                 break;
473
474         /* dst = dst / src */
475         case BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_X:
476         case BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_X:
477                 emit_zext_32(ctx, dst, is32);
478                 move_reg(ctx, t1, src);
479                 emit_zext_32(ctx, t1, is32);
480                 emit_insn(ctx, divdu, dst, dst, t1);
481                 emit_zext_32(ctx, dst, is32);
482                 break;
483
484         /* dst = dst / imm */
485         case BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_K:
486         case BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_K:
487                 move_imm(ctx, t1, imm, is32);
488                 emit_zext_32(ctx, dst, is32);
489                 emit_insn(ctx, divdu, dst, dst, t1);
490                 emit_zext_32(ctx, dst, is32);
491                 break;
492
493         /* dst = dst % src */
494         case BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_X:
495         case BPF_ALU64 | BPF_MOD | BPF_X:
496                 emit_zext_32(ctx, dst, is32);
497                 move_reg(ctx, t1, src);
498                 emit_zext_32(ctx, t1, is32);
499                 emit_insn(ctx, moddu, dst, dst, t1);
500                 emit_zext_32(ctx, dst, is32);
501                 break;
502
503         /* dst = dst % imm */
504         case BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_K:
505         case BPF_ALU64 | BPF_MOD | BPF_K:
506                 move_imm(ctx, t1, imm, is32);
507                 emit_zext_32(ctx, dst, is32);
508                 emit_insn(ctx, moddu, dst, dst, t1);
509                 emit_zext_32(ctx, dst, is32);
510                 break;
511
512         /* dst = -dst */
513         case BPF_ALU | BPF_NEG:
514         case BPF_ALU64 | BPF_NEG:
515                 move_imm(ctx, t1, imm, is32);
516                 emit_insn(ctx, subd, dst, LOONGARCH_GPR_ZERO, dst);
517                 emit_zext_32(ctx, dst, is32);
518                 break;
519
520         /* dst = dst & src */
521         case BPF_ALU | BPF_AND | BPF_X:
522         case BPF_ALU64 | BPF_AND | BPF_X:
523                 emit_insn(ctx, and, dst, dst, src);
524                 emit_zext_32(ctx, dst, is32);
525                 break;
526
527         /* dst = dst & imm */
528         case BPF_ALU | BPF_AND | BPF_K:
529         case BPF_ALU64 | BPF_AND | BPF_K:
530                 if (is_unsigned_imm12(imm)) {
531                         emit_insn(ctx, andi, dst, dst, imm);
532                 } else {
533                         move_imm(ctx, t1, imm, is32);
534                         emit_insn(ctx, and, dst, dst, t1);
535                 }
536                 emit_zext_32(ctx, dst, is32);
537                 break;
538
539         /* dst = dst | src */
540         case BPF_ALU | BPF_OR | BPF_X:
541         case BPF_ALU64 | BPF_OR | BPF_X:
542                 emit_insn(ctx, or, dst, dst, src);
543                 emit_zext_32(ctx, dst, is32);
544                 break;
545
546         /* dst = dst | imm */
547         case BPF_ALU | BPF_OR | BPF_K:
548         case BPF_ALU64 | BPF_OR | BPF_K:
549                 if (is_unsigned_imm12(imm)) {
550                         emit_insn(ctx, ori, dst, dst, imm);
551                 } else {
552                         move_imm(ctx, t1, imm, is32);
553                         emit_insn(ctx, or, dst, dst, t1);
554                 }
555                 emit_zext_32(ctx, dst, is32);
556                 break;
557
558         /* dst = dst ^ src */
559         case BPF_ALU | BPF_XOR | BPF_X:
560         case BPF_ALU64 | BPF_XOR | BPF_X:
561                 emit_insn(ctx, xor, dst, dst, src);
562                 emit_zext_32(ctx, dst, is32);
563                 break;
564
565         /* dst = dst ^ imm */
566         case BPF_ALU | BPF_XOR | BPF_K:
567         case BPF_ALU64 | BPF_XOR | BPF_K:
568                 if (is_unsigned_imm12(imm)) {
569                         emit_insn(ctx, xori, dst, dst, imm);
570                 } else {
571                         move_imm(ctx, t1, imm, is32);
572                         emit_insn(ctx, xor, dst, dst, t1);
573                 }
574                 emit_zext_32(ctx, dst, is32);
575                 break;
576
577         /* dst = dst << src (logical) */
578         case BPF_ALU | BPF_LSH | BPF_X:
579                 emit_insn(ctx, sllw, dst, dst, src);
580                 emit_zext_32(ctx, dst, is32);
581                 break;
582
583         case BPF_ALU64 | BPF_LSH | BPF_X:
584                 emit_insn(ctx, slld, dst, dst, src);
585                 break;
586
587         /* dst = dst << imm (logical) */
588         case BPF_ALU | BPF_LSH | BPF_K:
589                 emit_insn(ctx, slliw, dst, dst, imm);
590                 emit_zext_32(ctx, dst, is32);
591                 break;
592
593         case BPF_ALU64 | BPF_LSH | BPF_K:
594                 emit_insn(ctx, sllid, dst, dst, imm);
595                 break;
596
597         /* dst = dst >> src (logical) */
598         case BPF_ALU | BPF_RSH | BPF_X:
599                 emit_insn(ctx, srlw, dst, dst, src);
600                 emit_zext_32(ctx, dst, is32);
601                 break;
602
603         case BPF_ALU64 | BPF_RSH | BPF_X:
604                 emit_insn(ctx, srld, dst, dst, src);
605                 break;
606
607         /* dst = dst >> imm (logical) */
608         case BPF_ALU | BPF_RSH | BPF_K:
609                 emit_insn(ctx, srliw, dst, dst, imm);
610                 emit_zext_32(ctx, dst, is32);
611                 break;
612
613         case BPF_ALU64 | BPF_RSH | BPF_K:
614                 emit_insn(ctx, srlid, dst, dst, imm);
615                 break;
616
617         /* dst = dst >> src (arithmetic) */
618         case BPF_ALU | BPF_ARSH | BPF_X:
619                 emit_insn(ctx, sraw, dst, dst, src);
620                 emit_zext_32(ctx, dst, is32);
621                 break;
622
623         case BPF_ALU64 | BPF_ARSH | BPF_X:
624                 emit_insn(ctx, srad, dst, dst, src);
625                 break;
626
627         /* dst = dst >> imm (arithmetic) */
628         case BPF_ALU | BPF_ARSH | BPF_K:
629                 emit_insn(ctx, sraiw, dst, dst, imm);
630                 emit_zext_32(ctx, dst, is32);
631                 break;
632
633         case BPF_ALU64 | BPF_ARSH | BPF_K:
634                 emit_insn(ctx, sraid, dst, dst, imm);
635                 break;
636
637         /* dst = BSWAP##imm(dst) */
638         case BPF_ALU | BPF_END | BPF_FROM_LE:
639                 switch (imm) {
640                 case 16:
641                         /* zero-extend 16 bits into 64 bits */
642                         emit_insn(ctx, bstrpickd, dst, dst, 15, 0);
643                         break;
644                 case 32:
645                         /* zero-extend 32 bits into 64 bits */
646                         emit_zext_32(ctx, dst, is32);
647                         break;
648                 case 64:
649                         /* do nothing */
650                         break;
651                 }
652                 break;
653
654         case BPF_ALU | BPF_END | BPF_FROM_BE:
655                 switch (imm) {
656                 case 16:
657                         emit_insn(ctx, revb2h, dst, dst);
658                         /* zero-extend 16 bits into 64 bits */
659                         emit_insn(ctx, bstrpickd, dst, dst, 15, 0);
660                         break;
661                 case 32:
662                         emit_insn(ctx, revb2w, dst, dst);
663                         /* zero-extend 32 bits into 64 bits */
664                         emit_zext_32(ctx, dst, is32);
665                         break;
666                 case 64:
667                         emit_insn(ctx, revbd, dst, dst);
668                         break;
669                 }
670                 break;
671
672         /* PC += off if dst cond src */
673         case BPF_JMP | BPF_JEQ | BPF_X:
674         case BPF_JMP | BPF_JNE | BPF_X:
675         case BPF_JMP | BPF_JGT | BPF_X:
676         case BPF_JMP | BPF_JGE | BPF_X:
677         case BPF_JMP | BPF_JLT | BPF_X:
678         case BPF_JMP | BPF_JLE | BPF_X:
679         case BPF_JMP | BPF_JSGT | BPF_X:
680         case BPF_JMP | BPF_JSGE | BPF_X:
681         case BPF_JMP | BPF_JSLT | BPF_X:
682         case BPF_JMP | BPF_JSLE | BPF_X:
683         case BPF_JMP32 | BPF_JEQ | BPF_X:
684         case BPF_JMP32 | BPF_JNE | BPF_X:
685         case BPF_JMP32 | BPF_JGT | BPF_X:
686         case BPF_JMP32 | BPF_JGE | BPF_X:
687         case BPF_JMP32 | BPF_JLT | BPF_X:
688         case BPF_JMP32 | BPF_JLE | BPF_X:
689         case BPF_JMP32 | BPF_JSGT | BPF_X:
690         case BPF_JMP32 | BPF_JSGE | BPF_X:
691         case BPF_JMP32 | BPF_JSLT | BPF_X:
692         case BPF_JMP32 | BPF_JSLE | BPF_X:
693                 jmp_offset = bpf2la_offset(i, off, ctx);
694                 move_reg(ctx, t1, dst);
695                 move_reg(ctx, t2, src);
696                 if (is_signed_bpf_cond(BPF_OP(code))) {
697                         emit_sext_32(ctx, t1, is32);
698                         emit_sext_32(ctx, t2, is32);
699                 } else {
700                         emit_zext_32(ctx, t1, is32);
701                         emit_zext_32(ctx, t2, is32);
702                 }
703                 if (emit_cond_jmp(ctx, cond, t1, t2, jmp_offset) < 0)
704                         goto toofar;
705                 break;
706
707         /* PC += off if dst cond imm */
708         case BPF_JMP | BPF_JEQ | BPF_K:
709         case BPF_JMP | BPF_JNE | BPF_K:
710         case BPF_JMP | BPF_JGT | BPF_K:
711         case BPF_JMP | BPF_JGE | BPF_K:
712         case BPF_JMP | BPF_JLT | BPF_K:
713         case BPF_JMP | BPF_JLE | BPF_K:
714         case BPF_JMP | BPF_JSGT | BPF_K:
715         case BPF_JMP | BPF_JSGE | BPF_K:
716         case BPF_JMP | BPF_JSLT | BPF_K:
717         case BPF_JMP | BPF_JSLE | BPF_K:
718         case BPF_JMP32 | BPF_JEQ | BPF_K:
719         case BPF_JMP32 | BPF_JNE | BPF_K:
720         case BPF_JMP32 | BPF_JGT | BPF_K:
721         case BPF_JMP32 | BPF_JGE | BPF_K:
722         case BPF_JMP32 | BPF_JLT | BPF_K:
723         case BPF_JMP32 | BPF_JLE | BPF_K:
724         case BPF_JMP32 | BPF_JSGT | BPF_K:
725         case BPF_JMP32 | BPF_JSGE | BPF_K:
726         case BPF_JMP32 | BPF_JSLT | BPF_K:
727         case BPF_JMP32 | BPF_JSLE | BPF_K:
728                 jmp_offset = bpf2la_offset(i, off, ctx);
729                 if (imm) {
730                         move_imm(ctx, t1, imm, false);
731                         tm = t1;
732                 } else {
733                         /* If imm is 0, simply use zero register. */
734                         tm = LOONGARCH_GPR_ZERO;
735                 }
736                 move_reg(ctx, t2, dst);
737                 if (is_signed_bpf_cond(BPF_OP(code))) {
738                         emit_sext_32(ctx, tm, is32);
739                         emit_sext_32(ctx, t2, is32);
740                 } else {
741                         emit_zext_32(ctx, tm, is32);
742                         emit_zext_32(ctx, t2, is32);
743                 }
744                 if (emit_cond_jmp(ctx, cond, t2, tm, jmp_offset) < 0)
745                         goto toofar;
746                 break;
747
748         /* PC += off if dst & src */
749         case BPF_JMP | BPF_JSET | BPF_X:
750         case BPF_JMP32 | BPF_JSET | BPF_X:
751                 jmp_offset = bpf2la_offset(i, off, ctx);
752                 emit_insn(ctx, and, t1, dst, src);
753                 emit_zext_32(ctx, t1, is32);
754                 if (emit_cond_jmp(ctx, cond, t1, LOONGARCH_GPR_ZERO, jmp_offset) < 0)
755                         goto toofar;
756                 break;
757
758         /* PC += off if dst & imm */
759         case BPF_JMP | BPF_JSET | BPF_K:
760         case BPF_JMP32 | BPF_JSET | BPF_K:
761                 jmp_offset = bpf2la_offset(i, off, ctx);
762                 move_imm(ctx, t1, imm, is32);
763                 emit_insn(ctx, and, t1, dst, t1);
764                 emit_zext_32(ctx, t1, is32);
765                 if (emit_cond_jmp(ctx, cond, t1, LOONGARCH_GPR_ZERO, jmp_offset) < 0)
766                         goto toofar;
767                 break;
768
769         /* PC += off */
770         case BPF_JMP | BPF_JA:
771                 jmp_offset = bpf2la_offset(i, off, ctx);
772                 if (emit_uncond_jmp(ctx, jmp_offset) < 0)
773                         goto toofar;
774                 break;
775
776         /* function call */
777         case BPF_JMP | BPF_CALL:
778                 mark_call(ctx);
779                 ret = bpf_jit_get_func_addr(ctx->prog, insn, extra_pass,
780                                             &func_addr, &func_addr_fixed);
781                 if (ret < 0)
782                         return ret;
783
784                 move_addr(ctx, t1, func_addr);
785                 emit_insn(ctx, jirl, t1, LOONGARCH_GPR_RA, 0);
786                 move_reg(ctx, regmap[BPF_REG_0], LOONGARCH_GPR_A0);
787                 break;
788
789         /* tail call */
790         case BPF_JMP | BPF_TAIL_CALL:
791                 mark_tail_call(ctx);
792                 if (emit_bpf_tail_call(ctx) < 0)
793                         return -EINVAL;
794                 break;
795
796         /* function return */
797         case BPF_JMP | BPF_EXIT:
798                 if (i == ctx->prog->len - 1)
799                         break;
800
801                 jmp_offset = epilogue_offset(ctx);
802                 if (emit_uncond_jmp(ctx, jmp_offset) < 0)
803                         goto toofar;
804                 break;
805
806         /* dst = imm64 */
807         case BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW:
808         {
809                 const u64 imm64 = (u64)(insn + 1)->imm << 32 | (u32)insn->imm;
810
811                 move_imm(ctx, dst, imm64, is32);
812                 return 1;
813         }
814
815         /* dst = *(size *)(src + off) */
816         case BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_B:
817         case BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_H:
818         case BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_W:
819         case BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_DW:
820                 switch (BPF_SIZE(code)) {
821                 case BPF_B:
822                         if (is_signed_imm12(off)) {
823                                 emit_insn(ctx, ldbu, dst, src, off);
824                         } else {
825                                 move_imm(ctx, t1, off, is32);
826                                 emit_insn(ctx, ldxbu, dst, src, t1);
827                         }
828                         break;
829                 case BPF_H:
830                         if (is_signed_imm12(off)) {
831                                 emit_insn(ctx, ldhu, dst, src, off);
832                         } else {
833                                 move_imm(ctx, t1, off, is32);
834                                 emit_insn(ctx, ldxhu, dst, src, t1);
835                         }
836                         break;
837                 case BPF_W:
838                         if (is_signed_imm12(off)) {
839                                 emit_insn(ctx, ldwu, dst, src, off);
840                         } else if (is_signed_imm14(off)) {
841                                 emit_insn(ctx, ldptrw, dst, src, off);
842                         } else {
843                                 move_imm(ctx, t1, off, is32);
844                                 emit_insn(ctx, ldxwu, dst, src, t1);
845                         }
846                         break;
847                 case BPF_DW:
848                         move_imm(ctx, t1, off, is32);
849                         emit_insn(ctx, ldxd, dst, src, t1);
850                         break;
851                 }
852                 break;
853
854         /* *(size *)(dst + off) = imm */
855         case BPF_ST | BPF_MEM | BPF_B:
856         case BPF_ST | BPF_MEM | BPF_H:
857         case BPF_ST | BPF_MEM | BPF_W:
858         case BPF_ST | BPF_MEM | BPF_DW:
859                 switch (BPF_SIZE(code)) {
860                 case BPF_B:
861                         move_imm(ctx, t1, imm, is32);
862                         if (is_signed_imm12(off)) {
863                                 emit_insn(ctx, stb, t1, dst, off);
864                         } else {
865                                 move_imm(ctx, t2, off, is32);
866                                 emit_insn(ctx, stxb, t1, dst, t2);
867                         }
868                         break;
869                 case BPF_H:
870                         move_imm(ctx, t1, imm, is32);
871                         if (is_signed_imm12(off)) {
872                                 emit_insn(ctx, sth, t1, dst, off);
873                         } else {
874                                 move_imm(ctx, t2, off, is32);
875                                 emit_insn(ctx, stxh, t1, dst, t2);
876                         }
877                         break;
878                 case BPF_W:
879                         move_imm(ctx, t1, imm, is32);
880                         if (is_signed_imm12(off)) {
881                                 emit_insn(ctx, stw, t1, dst, off);
882                         } else if (is_signed_imm14(off)) {
883                                 emit_insn(ctx, stptrw, t1, dst, off);
884                         } else {
885                                 move_imm(ctx, t2, off, is32);
886                                 emit_insn(ctx, stxw, t1, dst, t2);
887                         }
888                         break;
889                 case BPF_DW:
890                         move_imm(ctx, t1, imm, is32);
891                         if (is_signed_imm12(off)) {
892                                 emit_insn(ctx, std, t1, dst, off);
893                         } else if (is_signed_imm14(off)) {
894                                 emit_insn(ctx, stptrd, t1, dst, off);
895                         } else {
896                                 move_imm(ctx, t2, off, is32);
897                                 emit_insn(ctx, stxd, t1, dst, t2);
898                         }
899                         break;
900                 }
901                 break;
902
903         /* *(size *)(dst + off) = src */
904         case BPF_STX | BPF_MEM | BPF_B:
905         case BPF_STX | BPF_MEM | BPF_H:
906         case BPF_STX | BPF_MEM | BPF_W:
907         case BPF_STX | BPF_MEM | BPF_DW:
908                 switch (BPF_SIZE(code)) {
909                 case BPF_B:
910                         if (is_signed_imm12(off)) {
911                                 emit_insn(ctx, stb, src, dst, off);
912                         } else {
913                                 move_imm(ctx, t1, off, is32);
914                                 emit_insn(ctx, stxb, src, dst, t1);
915                         }
916                         break;
917                 case BPF_H:
918                         if (is_signed_imm12(off)) {
919                                 emit_insn(ctx, sth, src, dst, off);
920                         } else {
921                                 move_imm(ctx, t1, off, is32);
922                                 emit_insn(ctx, stxh, src, dst, t1);
923                         }
924                         break;
925                 case BPF_W:
926                         if (is_signed_imm12(off)) {
927                                 emit_insn(ctx, stw, src, dst, off);
928                         } else if (is_signed_imm14(off)) {
929                                 emit_insn(ctx, stptrw, src, dst, off);
930                         } else {
931                                 move_imm(ctx, t1, off, is32);
932                                 emit_insn(ctx, stxw, src, dst, t1);
933                         }
934                         break;
935                 case BPF_DW:
936                         if (is_signed_imm12(off)) {
937                                 emit_insn(ctx, std, src, dst, off);
938                         } else if (is_signed_imm14(off)) {
939                                 emit_insn(ctx, stptrd, src, dst, off);
940                         } else {
941                                 move_imm(ctx, t1, off, is32);
942                                 emit_insn(ctx, stxd, src, dst, t1);
943                         }
944                         break;
945                 }
946                 break;
947
948         case BPF_STX | BPF_ATOMIC | BPF_W:
949         case BPF_STX | BPF_ATOMIC | BPF_DW:
950                 emit_atomic(insn, ctx);
951                 break;
952
953         /* Speculation barrier */
954         case BPF_ST | BPF_NOSPEC:
955                 break;
956
957         default:
958                 pr_err("bpf_jit: unknown opcode %02x\n", code);
959                 return -EINVAL;
960         }
961
962         return 0;
963
964 toofar:
965         pr_info_once("bpf_jit: opcode %02x, jump too far\n", code);
966         return -E2BIG;
967 }
968
969 static int build_body(struct jit_ctx *ctx, bool extra_pass)
970 {
971         int i;
972         const struct bpf_prog *prog = ctx->prog;
973
974         for (i = 0; i < prog->len; i++) {
975                 const struct bpf_insn *insn = &prog->insnsi[i];
976                 int ret;
977
978                 if (ctx->image == NULL)
979                         ctx->offset[i] = ctx->idx;
980
981                 ret = build_insn(insn, ctx, extra_pass);
982                 if (ret > 0) {
983                         i++;
984                         if (ctx->image == NULL)
985                                 ctx->offset[i] = ctx->idx;
986                         continue;
987                 }
988                 if (ret)
989                         return ret;
990         }
991
992         if (ctx->image == NULL)
993                 ctx->offset[i] = ctx->idx;
994
995         return 0;
996 }
997
998 /* Fill space with break instructions */
999 static void jit_fill_hole(void *area, unsigned int size)
1000 {
1001         u32 *ptr;
1002
1003         /* We are guaranteed to have aligned memory */
1004         for (ptr = area; size >= sizeof(u32); size -= sizeof(u32))
1005                 *ptr++ = INSN_BREAK;
1006 }
1007
1008 static int validate_code(struct jit_ctx *ctx)
1009 {
1010         int i;
1011         union loongarch_instruction insn;
1012
1013         for (i = 0; i < ctx->idx; i++) {
1014                 insn = ctx->image[i];
1015                 /* Check INSN_BREAK */
1016                 if (insn.word == INSN_BREAK)
1017                         return -1;
1018         }
1019
1020         return 0;
1021 }
1022
1023 struct bpf_prog *bpf_int_jit_compile(struct bpf_prog *prog)
1024 {
1025         bool tmp_blinded = false, extra_pass = false;
1026         u8 *image_ptr;
1027         int image_size;
1028         struct jit_ctx ctx;
1029         struct jit_data *jit_data;
1030         struct bpf_binary_header *header;
1031         struct bpf_prog *tmp, *orig_prog = prog;
1032
1033         /*
1034          * If BPF JIT was not enabled then we must fall back to
1035          * the interpreter.
1036          */
1037         if (!prog->jit_requested)
1038                 return orig_prog;
1039
1040         tmp = bpf_jit_blind_constants(prog);
1041         /*
1042          * If blinding was requested and we failed during blinding,
1043          * we must fall back to the interpreter. Otherwise, we save
1044          * the new JITed code.
1045          */
1046         if (IS_ERR(tmp))
1047                 return orig_prog;
1048
1049         if (tmp != prog) {
1050                 tmp_blinded = true;
1051                 prog = tmp;
1052         }
1053
1054         jit_data = prog->aux->jit_data;
1055         if (!jit_data) {
1056                 jit_data = kzalloc(sizeof(*jit_data), GFP_KERNEL);
1057                 if (!jit_data) {
1058                         prog = orig_prog;
1059                         goto out;
1060                 }
1061                 prog->aux->jit_data = jit_data;
1062         }
1063         if (jit_data->ctx.offset) {
1064                 ctx = jit_data->ctx;
1065                 image_ptr = jit_data->image;
1066                 header = jit_data->header;
1067                 extra_pass = true;
1068                 image_size = sizeof(u32) * ctx.idx;
1069                 goto skip_init_ctx;
1070         }
1071
1072         memset(&ctx, 0, sizeof(ctx));
1073         ctx.prog = prog;
1074
1075         ctx.offset = kvcalloc(prog->len + 1, sizeof(u32), GFP_KERNEL);
1076         if (ctx.offset == NULL) {
1077                 prog = orig_prog;
1078                 goto out_offset;
1079         }
1080
1081         /* 1. Initial fake pass to compute ctx->idx and set ctx->flags */
1082         build_prologue(&ctx);
1083         if (build_body(&ctx, extra_pass)) {
1084                 prog = orig_prog;
1085                 goto out_offset;
1086         }
1087         ctx.epilogue_offset = ctx.idx;
1088         build_epilogue(&ctx);
1089
1090         /* Now we know the actual image size.
1091          * As each LoongArch instruction is of length 32bit,
1092          * we are translating number of JITed intructions into
1093          * the size required to store these JITed code.
1094          */
1095         image_size = sizeof(u32) * ctx.idx;
1096         /* Now we know the size of the structure to make */
1097         header = bpf_jit_binary_alloc(image_size, &image_ptr,
1098                                       sizeof(u32), jit_fill_hole);
1099         if (header == NULL) {
1100                 prog = orig_prog;
1101                 goto out_offset;
1102         }
1103
1104         /* 2. Now, the actual pass to generate final JIT code */
1105         ctx.image = (union loongarch_instruction *)image_ptr;
1106
1107 skip_init_ctx:
1108         ctx.idx = 0;
1109
1110         build_prologue(&ctx);
1111         if (build_body(&ctx, extra_pass)) {
1112                 bpf_jit_binary_free(header);
1113                 prog = orig_prog;
1114                 goto out_offset;
1115         }
1116         build_epilogue(&ctx);
1117
1118         /* 3. Extra pass to validate JITed code */
1119         if (validate_code(&ctx)) {
1120                 bpf_jit_binary_free(header);
1121                 prog = orig_prog;
1122                 goto out_offset;
1123         }
1124
1125         /* And we're done */
1126         if (bpf_jit_enable > 1)
1127                 bpf_jit_dump(prog->len, image_size, 2, ctx.image);
1128
1129         /* Update the icache */
1130         flush_icache_range((unsigned long)header, (unsigned long)(ctx.image + ctx.idx));
1131
1132         if (!prog->is_func || extra_pass) {
1133                 if (extra_pass && ctx.idx != jit_data->ctx.idx) {
1134                         pr_err_once("multi-func JIT bug %d != %d\n",
1135                                     ctx.idx, jit_data->ctx.idx);
1136                         bpf_jit_binary_free(header);
1137                         prog->bpf_func = NULL;
1138                         prog->jited = 0;
1139                         prog->jited_len = 0;
1140                         goto out_offset;
1141                 }
1142                 bpf_jit_binary_lock_ro(header);
1143         } else {
1144                 jit_data->ctx = ctx;
1145                 jit_data->image = image_ptr;
1146                 jit_data->header = header;
1147         }
1148         prog->jited = 1;
1149         prog->jited_len = image_size;
1150         prog->bpf_func = (void *)ctx.image;
1151
1152         if (!prog->is_func || extra_pass) {
1153                 int i;
1154
1155                 /* offset[prog->len] is the size of program */
1156                 for (i = 0; i <= prog->len; i++)
1157                         ctx.offset[i] *= LOONGARCH_INSN_SIZE;
1158                 bpf_prog_fill_jited_linfo(prog, ctx.offset + 1);
1159
1160 out_offset:
1161                 kvfree(ctx.offset);
1162                 kfree(jit_data);
1163                 prog->aux->jit_data = NULL;
1164         }
1165
1166 out:
1167         if (tmp_blinded)
1168                 bpf_jit_prog_release_other(prog, prog == orig_prog ? tmp : orig_prog);
1169
1170         out_offset = -1;
1171
1172         return prog;
1173 }