arch/riscv/net/bpf_jit_comp32.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /*
   3  * BPF JIT compiler for RV32G
   4  *
   5  * Copyright (c) 2020 Luke Nelson <luke.r.nels@gmail.com>
   6  * Copyright (c) 2020 Xi Wang <xi.wang@gmail.com>
   7  *
   8  * The code is based on the BPF JIT compiler for RV64G by Björn Töpel and
   9  * the BPF JIT compiler for 32-bit ARM by Shubham Bansal and Mircea Gherzan.
  10  */
  11
  12 #include <linux/bpf.h>
  13 #include <linux/filter.h>
  14 #include "bpf_jit.h"
  15
  16 /*
  17  * Stack layout during BPF program execution:
  18  *
  19  *                     high
  20  *     RV32 fp =>  +----------+
  21  *                 | saved ra |
  22  *                 | saved fp | RV32 callee-saved registers
  23  *                 |   ...    |
  24  *                 +----------+ <= (fp - 4 * NR_SAVED_REGISTERS)
  25  *                 |  hi(R6)  |
  26  *                 |  lo(R6)  |
  27  *                 |  hi(R7)  | JIT scratch space for BPF registers
  28  *                 |  lo(R7)  |
  29  *                 |   ...    |
  30  *  BPF_REG_FP =>  +----------+ <= (fp - 4 * NR_SAVED_REGISTERS
  31  *                 |          |        - 4 * BPF_JIT_SCRATCH_REGS)
  32  *                 |          |
  33  *                 |   ...    | BPF program stack
  34  *                 |          |
  35  *     RV32 sp =>  +----------+
  36  *                 |          |
  37  *                 |   ...    | Function call stack
  38  *                 |          |
  39  *                 +----------+
  40  *                     low
  41  */
  42
  43 enum {
  44         /* Stack layout - these are offsets from top of JIT scratch space. */
  45         BPF_R6_HI,
  46         BPF_R6_LO,
  47         BPF_R7_HI,
  48         BPF_R7_LO,
  49         BPF_R8_HI,
  50         BPF_R8_LO,
  51         BPF_R9_HI,
  52         BPF_R9_LO,
  53         BPF_AX_HI,
  54         BPF_AX_LO,
  55         /* Stack space for BPF_REG_6 through BPF_REG_9 and BPF_REG_AX. */
  56         BPF_JIT_SCRATCH_REGS,
  57 };
  58
  59 /* Number of callee-saved registers stored to stack: ra, fp, s1--s7. */
  60 #define NR_SAVED_REGISTERS      9
  61
  62 /* Offset from fp for BPF registers stored on stack. */
  63 #define STACK_OFFSET(k) (-4 - (4 * NR_SAVED_REGISTERS) - (4 * (k)))
  64
  65 #define TMP_REG_1       (MAX_BPF_JIT_REG + 0)
  66 #define TMP_REG_2       (MAX_BPF_JIT_REG + 1)
  67
  68 #define RV_REG_TCC              RV_REG_T6
  69 #define RV_REG_TCC_SAVED        RV_REG_S7
  70
  71 static const s8 bpf2rv32[][2] = {
  72         /* Return value from in-kernel function, and exit value from eBPF. */
  73         [BPF_REG_0] = {RV_REG_S2, RV_REG_S1},
  74         /* Arguments from eBPF program to in-kernel function. */
  75         [BPF_REG_1] = {RV_REG_A1, RV_REG_A0},
  76         [BPF_REG_2] = {RV_REG_A3, RV_REG_A2},
  77         [BPF_REG_3] = {RV_REG_A5, RV_REG_A4},
  78         [BPF_REG_4] = {RV_REG_A7, RV_REG_A6},
  79         [BPF_REG_5] = {RV_REG_S4, RV_REG_S3},
  80         /*
  81          * Callee-saved registers that in-kernel function will preserve.
  82          * Stored on the stack.
  83          */
  84         [BPF_REG_6] = {STACK_OFFSET(BPF_R6_HI), STACK_OFFSET(BPF_R6_LO)},
  85         [BPF_REG_7] = {STACK_OFFSET(BPF_R7_HI), STACK_OFFSET(BPF_R7_LO)},
  86         [BPF_REG_8] = {STACK_OFFSET(BPF_R8_HI), STACK_OFFSET(BPF_R8_LO)},
  87         [BPF_REG_9] = {STACK_OFFSET(BPF_R9_HI), STACK_OFFSET(BPF_R9_LO)},
  88         /* Read-only frame pointer to access BPF stack. */
  89         [BPF_REG_FP] = {RV_REG_S6, RV_REG_S5},
  90         /* Temporary register for blinding constants. Stored on the stack. */
  91         [BPF_REG_AX] = {STACK_OFFSET(BPF_AX_HI), STACK_OFFSET(BPF_AX_LO)},
  92         /*
  93          * Temporary registers used by the JIT to operate on registers stored
  94          * on the stack. Save t0 and t1 to be used as temporaries in generated
  95          * code.
  96          */
  97         [TMP_REG_1] = {RV_REG_T3, RV_REG_T2},
  98         [TMP_REG_2] = {RV_REG_T5, RV_REG_T4},
  99 };
 100
 101 static s8 hi(const s8 *r)
 102 {
 103         return r[0];
 104 }
 105
 106 static s8 lo(const s8 *r)
 107 {
 108         return r[1];
 109 }
 110
 111 static void emit_imm(const s8 rd, s32 imm, struct rv_jit_context *ctx)
 112 {
 113         u32 upper = (imm + (1 << 11)) >> 12;
 114         u32 lower = imm & 0xfff;
 115
 116         if (upper) {
 117                 emit(rv_lui(rd, upper), ctx);
 118                 emit(rv_addi(rd, rd, lower), ctx);
 119         } else {
 120                 emit(rv_addi(rd, RV_REG_ZERO, lower), ctx);
 121         }
 122 }
 123
 124 static void emit_imm32(const s8 *rd, s32 imm, struct rv_jit_context *ctx)
 125 {
 126         /* Emit immediate into lower bits. */
 127         emit_imm(lo(rd), imm, ctx);
 128
 129         /* Sign-extend into upper bits. */
 130         if (imm >= 0)
 131                 emit(rv_addi(hi(rd), RV_REG_ZERO, 0), ctx);
 132         else
 133                 emit(rv_addi(hi(rd), RV_REG_ZERO, -1), ctx);
 134 }
 135
 136 static void emit_imm64(const s8 *rd, s32 imm_hi, s32 imm_lo,
 137                        struct rv_jit_context *ctx)
 138 {
 139         emit_imm(lo(rd), imm_lo, ctx);
 140         emit_imm(hi(rd), imm_hi, ctx);
 141 }
 142
 143 static void __build_epilogue(bool is_tail_call, struct rv_jit_context *ctx)
 144 {
 145         int stack_adjust = ctx->stack_size;
 146         const s8 *r0 = bpf2rv32[BPF_REG_0];
 147
 148         /* Set return value if not tail call. */
 149         if (!is_tail_call) {
 150                 emit(rv_addi(RV_REG_A0, lo(r0), 0), ctx);
 151                 emit(rv_addi(RV_REG_A1, hi(r0), 0), ctx);
 152         }
 153
 154         /* Restore callee-saved registers. */
 155         emit(rv_lw(RV_REG_RA, stack_adjust - 4, RV_REG_SP), ctx);
 156         emit(rv_lw(RV_REG_FP, stack_adjust - 8, RV_REG_SP), ctx);
 157         emit(rv_lw(RV_REG_S1, stack_adjust - 12, RV_REG_SP), ctx);
 158         emit(rv_lw(RV_REG_S2, stack_adjust - 16, RV_REG_SP), ctx);
 159         emit(rv_lw(RV_REG_S3, stack_adjust - 20, RV_REG_SP), ctx);
 160         emit(rv_lw(RV_REG_S4, stack_adjust - 24, RV_REG_SP), ctx);
 161         emit(rv_lw(RV_REG_S5, stack_adjust - 28, RV_REG_SP), ctx);
 162         emit(rv_lw(RV_REG_S6, stack_adjust - 32, RV_REG_SP), ctx);
 163         emit(rv_lw(RV_REG_S7, stack_adjust - 36, RV_REG_SP), ctx);
 164
 165         emit(rv_addi(RV_REG_SP, RV_REG_SP, stack_adjust), ctx);
 166
 167         if (is_tail_call) {
 168                 /*
 169                  * goto *(t0 + 4);
 170                  * Skips first instruction of prologue which initializes tail
 171                  * call counter. Assumes t0 contains address of target program,
 172                  * see emit_bpf_tail_call.
 173                  */
 174                 emit(rv_jalr(RV_REG_ZERO, RV_REG_T0, 4), ctx);
 175         } else {
 176                 emit(rv_jalr(RV_REG_ZERO, RV_REG_RA, 0), ctx);
 177         }
 178 }
 179
 180 static bool is_stacked(s8 reg)
 181 {
 182         return reg < 0;
 183 }
 184
 185 static const s8 *bpf_get_reg64(const s8 *reg, const s8 *tmp,
 186                                struct rv_jit_context *ctx)
 187 {
 188         if (is_stacked(hi(reg))) {
 189                 emit(rv_lw(hi(tmp), hi(reg), RV_REG_FP), ctx);
 190                 emit(rv_lw(lo(tmp), lo(reg), RV_REG_FP), ctx);
 191                 reg = tmp;
 192         }
 193         return reg;
 194 }
 195
 196 static void bpf_put_reg64(const s8 *reg, const s8 *src,
 197                           struct rv_jit_context *ctx)
 198 {
 199         if (is_stacked(hi(reg))) {
 200                 emit(rv_sw(RV_REG_FP, hi(reg), hi(src)), ctx);
 201                 emit(rv_sw(RV_REG_FP, lo(reg), lo(src)), ctx);
 202         }
 203 }
 204
 205 static const s8 *bpf_get_reg32(const s8 *reg, const s8 *tmp,
 206                                struct rv_jit_context *ctx)
 207 {
 208         if (is_stacked(lo(reg))) {
 209                 emit(rv_lw(lo(tmp), lo(reg), RV_REG_FP), ctx);
 210                 reg = tmp;
 211         }
 212         return reg;
 213 }
 214
 215 static void bpf_put_reg32(const s8 *reg, const s8 *src,
 216                           struct rv_jit_context *ctx)
 217 {
 218         if (is_stacked(lo(reg))) {
 219                 emit(rv_sw(RV_REG_FP, lo(reg), lo(src)), ctx);
 220                 if (!ctx->prog->aux->verifier_zext)
 221                         emit(rv_sw(RV_REG_FP, hi(reg), RV_REG_ZERO), ctx);
 222         } else if (!ctx->prog->aux->verifier_zext) {
 223                 emit(rv_addi(hi(reg), RV_REG_ZERO, 0), ctx);
 224         }
 225 }
 226
 227 static void emit_jump_and_link(u8 rd, s32 rvoff, bool force_jalr,
 228                                struct rv_jit_context *ctx)
 229 {
 230         s32 upper, lower;
 231
 232         if (rvoff && is_21b_int(rvoff) && !force_jalr) {
 233                 emit(rv_jal(rd, rvoff >> 1), ctx);
 234                 return;
 235         }
 236
 237         upper = (rvoff + (1 << 11)) >> 12;
 238         lower = rvoff & 0xfff;
 239         emit(rv_auipc(RV_REG_T1, upper), ctx);
 240         emit(rv_jalr(rd, RV_REG_T1, lower), ctx);
 241 }
 242
 243 static void emit_alu_i64(const s8 *dst, s32 imm,
 244                          struct rv_jit_context *ctx, const u8 op)
 245 {
 246         const s8 *tmp1 = bpf2rv32[TMP_REG_1];
 247         const s8 *rd = bpf_get_reg64(dst, tmp1, ctx);
 248
 249         switch (op) {
 250         case BPF_MOV:
 251                 emit_imm32(rd, imm, ctx);
 252                 break;
 253         case BPF_AND:
 254                 if (is_12b_int(imm)) {
 255                         emit(rv_andi(lo(rd), lo(rd), imm), ctx);
 256                 } else {
 257                         emit_imm(RV_REG_T0, imm, ctx);
 258                         emit(rv_and(lo(rd), lo(rd), RV_REG_T0), ctx);
 259                 }
 260                 if (imm >= 0)
 261                         emit(rv_addi(hi(rd), RV_REG_ZERO, 0), ctx);
 262                 break;
 263         case BPF_OR:
 264                 if (is_12b_int(imm)) {
 265                         emit(rv_ori(lo(rd), lo(rd), imm), ctx);
 266                 } else {
 267                         emit_imm(RV_REG_T0, imm, ctx);
 268                         emit(rv_or(lo(rd), lo(rd), RV_REG_T0), ctx);
 269                 }
 270                 if (imm < 0)
 271                         emit(rv_ori(hi(rd), RV_REG_ZERO, -1), ctx);
 272                 break;
 273         case BPF_XOR:
 274                 if (is_12b_int(imm)) {
 275                         emit(rv_xori(lo(rd), lo(rd), imm), ctx);
 276                 } else {
 277                         emit_imm(RV_REG_T0, imm, ctx);
 278                         emit(rv_xor(lo(rd), lo(rd), RV_REG_T0), ctx);
 279                 }
 280                 if (imm < 0)
 281                         emit(rv_xori(hi(rd), hi(rd), -1), ctx);
 282                 break;
 283         case BPF_LSH:
 284                 if (imm >= 32) {
 285                         emit(rv_slli(hi(rd), lo(rd), imm - 32), ctx);
 286                         emit(rv_addi(lo(rd), RV_REG_ZERO, 0), ctx);
 287                 } else if (imm == 0) {
 288                         /* Do nothing. */
 289                 } else {
 290                         emit(rv_srli(RV_REG_T0, lo(rd), 32 - imm), ctx);
 291                         emit(rv_slli(hi(rd), hi(rd), imm), ctx);
 292                         emit(rv_or(hi(rd), RV_REG_T0, hi(rd)), ctx);
 293                         emit(rv_slli(lo(rd), lo(rd), imm), ctx);
 294                 }
 295                 break;
 296         case BPF_RSH:
 297                 if (imm >= 32) {
 298                         emit(rv_srli(lo(rd), hi(rd), imm - 32), ctx);
 299                         emit(rv_addi(hi(rd), RV_REG_ZERO, 0), ctx);
 300                 } else if (imm == 0) {
 301                         /* Do nothing. */
 302                 } else {
 303                         emit(rv_slli(RV_REG_T0, hi(rd), 32 - imm), ctx);
 304                         emit(rv_srli(lo(rd), lo(rd), imm), ctx);
 305                         emit(rv_or(lo(rd), RV_REG_T0, lo(rd)), ctx);
 306                         emit(rv_srli(hi(rd), hi(rd), imm), ctx);
 307                 }
 308                 break;
 309         case BPF_ARSH:
 310                 if (imm >= 32) {
 311                         emit(rv_srai(lo(rd), hi(rd), imm - 32), ctx);
 312                         emit(rv_srai(hi(rd), hi(rd), 31), ctx);
 313                 } else if (imm == 0) {
 314                         /* Do nothing. */
 315                 } else {
 316                         emit(rv_slli(RV_REG_T0, hi(rd), 32 - imm), ctx);
 317                         emit(rv_srli(lo(rd), lo(rd), imm), ctx);
 318                         emit(rv_or(lo(rd), RV_REG_T0, lo(rd)), ctx);
 319                         emit(rv_srai(hi(rd), hi(rd), imm), ctx);
 320                 }
 321                 break;
 322         }
 323
 324         bpf_put_reg64(dst, rd, ctx);
 325 }
 326
 327 static void emit_alu_i32(const s8 *dst, s32 imm,
 328                          struct rv_jit_context *ctx, const u8 op)
 329 {
 330         const s8 *tmp1 = bpf2rv32[TMP_REG_1];
 331         const s8 *rd = bpf_get_reg32(dst, tmp1, ctx);
 332
 333         switch (op) {
 334         case BPF_MOV:
 335                 emit_imm(lo(rd), imm, ctx);
 336                 break;
 337         case BPF_ADD:
 338                 if (is_12b_int(imm)) {
 339                         emit(rv_addi(lo(rd), lo(rd), imm), ctx);
 340                 } else {
 341                         emit_imm(RV_REG_T0, imm, ctx);
 342                         emit(rv_add(lo(rd), lo(rd), RV_REG_T0), ctx);
 343                 }
 344                 break;
 345         case BPF_SUB:
 346                 if (is_12b_int(-imm)) {
 347                         emit(rv_addi(lo(rd), lo(rd), -imm), ctx);
 348                 } else {
 349                         emit_imm(RV_REG_T0, imm, ctx);
 350                         emit(rv_sub(lo(rd), lo(rd), RV_REG_T0), ctx);
 351                 }
 352                 break;
 353         case BPF_AND:
 354                 if (is_12b_int(imm)) {
 355                         emit(rv_andi(lo(rd), lo(rd), imm), ctx);
 356                 } else {
 357                         emit_imm(RV_REG_T0, imm, ctx);
 358                         emit(rv_and(lo(rd), lo(rd), RV_REG_T0), ctx);
 359                 }
 360                 break;
 361         case BPF_OR:
 362                 if (is_12b_int(imm)) {
 363                         emit(rv_ori(lo(rd), lo(rd), imm), ctx);
 364                 } else {
 365                         emit_imm(RV_REG_T0, imm, ctx);
 366                         emit(rv_or(lo(rd), lo(rd), RV_REG_T0), ctx);
 367                 }
 368                 break;
 369         case BPF_XOR:
 370                 if (is_12b_int(imm)) {
 371                         emit(rv_xori(lo(rd), lo(rd), imm), ctx);
 372                 } else {
 373                         emit_imm(RV_REG_T0, imm, ctx);
 374                         emit(rv_xor(lo(rd), lo(rd), RV_REG_T0), ctx);
 375                 }
 376                 break;
 377         case BPF_LSH:
 378                 if (is_12b_int(imm)) {
 379                         emit(rv_slli(lo(rd), lo(rd), imm), ctx);
 380                 } else {
 381                         emit_imm(RV_REG_T0, imm, ctx);
 382                         emit(rv_sll(lo(rd), lo(rd), RV_REG_T0), ctx);
 383                 }
 384                 break;
 385         case BPF_RSH:
 386                 if (is_12b_int(imm)) {
 387                         emit(rv_srli(lo(rd), lo(rd), imm), ctx);
 388                 } else {
 389                         emit_imm(RV_REG_T0, imm, ctx);
 390                         emit(rv_srl(lo(rd), lo(rd), RV_REG_T0), ctx);
 391                 }
 392                 break;
 393         case BPF_ARSH:
 394                 if (is_12b_int(imm)) {
 395                         emit(rv_srai(lo(rd), lo(rd), imm), ctx);
 396                 } else {
 397                         emit_imm(RV_REG_T0, imm, ctx);
 398                         emit(rv_sra(lo(rd), lo(rd), RV_REG_T0), ctx);
 399                 }
 400                 break;
 401         }
 402
 403         bpf_put_reg32(dst, rd, ctx);
 404 }
 405
 406 static void emit_alu_r64(const s8 *dst, const s8 *src,
 407                          struct rv_jit_context *ctx, const u8 op)
 408 {
 409         const s8 *tmp1 = bpf2rv32[TMP_REG_1];
 410         const s8 *tmp2 = bpf2rv32[TMP_REG_2];
 411         const s8 *rd = bpf_get_reg64(dst, tmp1, ctx);
 412         const s8 *rs = bpf_get_reg64(src, tmp2, ctx);
 413
 414         switch (op) {
 415         case BPF_MOV:
 416                 emit(rv_addi(lo(rd), lo(rs), 0), ctx);
 417                 emit(rv_addi(hi(rd), hi(rs), 0), ctx);
 418                 break;
 419         case BPF_ADD:
 420                 if (rd == rs) {
 421                         emit(rv_srli(RV_REG_T0, lo(rd), 31), ctx);
 422                         emit(rv_slli(hi(rd), hi(rd), 1), ctx);
 423                         emit(rv_or(hi(rd), RV_REG_T0, hi(rd)), ctx);
 424                         emit(rv_slli(lo(rd), lo(rd), 1), ctx);
 425                 } else {
 426                         emit(rv_add(lo(rd), lo(rd), lo(rs)), ctx);
 427                         emit(rv_sltu(RV_REG_T0, lo(rd), lo(rs)), ctx);
 428                         emit(rv_add(hi(rd), hi(rd), hi(rs)), ctx);
 429                         emit(rv_add(hi(rd), hi(rd), RV_REG_T0), ctx);
 430                 }
 431                 break;
 432         case BPF_SUB:
 433                 emit(rv_sub(RV_REG_T1, hi(rd), hi(rs)), ctx);
 434                 emit(rv_sltu(RV_REG_T0, lo(rd), lo(rs)), ctx);
 435                 emit(rv_sub(hi(rd), RV_REG_T1, RV_REG_T0), ctx);
 436                 emit(rv_sub(lo(rd), lo(rd), lo(rs)), ctx);
 437                 break;
 438         case BPF_AND:
 439                 emit(rv_and(lo(rd), lo(rd), lo(rs)), ctx);
 440                 emit(rv_and(hi(rd), hi(rd), hi(rs)), ctx);
 441                 break;
 442         case BPF_OR:
 443                 emit(rv_or(lo(rd), lo(rd), lo(rs)), ctx);
 444                 emit(rv_or(hi(rd), hi(rd), hi(rs)), ctx);
 445                 break;
 446         case BPF_XOR:
 447                 emit(rv_xor(lo(rd), lo(rd), lo(rs)), ctx);
 448                 emit(rv_xor(hi(rd), hi(rd), hi(rs)), ctx);
 449                 break;
 450         case BPF_MUL:
 451                 emit(rv_mul(RV_REG_T0, hi(rs), lo(rd)), ctx);
 452                 emit(rv_mul(hi(rd), hi(rd), lo(rs)), ctx);
 453                 emit(rv_mulhu(RV_REG_T1, lo(rd), lo(rs)), ctx);
 454                 emit(rv_add(hi(rd), hi(rd), RV_REG_T0), ctx);
 455                 emit(rv_mul(lo(rd), lo(rd), lo(rs)), ctx);
 456                 emit(rv_add(hi(rd), hi(rd), RV_REG_T1), ctx);
 457                 break;
 458         case BPF_LSH:
 459                 emit(rv_addi(RV_REG_T0, lo(rs), -32), ctx);
 460                 emit(rv_blt(RV_REG_T0, RV_REG_ZERO, 8), ctx);
 461                 emit(rv_sll(hi(rd), lo(rd), RV_REG_T0), ctx);
 462                 emit(rv_addi(lo(rd), RV_REG_ZERO, 0), ctx);
 463                 emit(rv_jal(RV_REG_ZERO, 16), ctx);
 464                 emit(rv_addi(RV_REG_T1, RV_REG_ZERO, 31), ctx);
 465                 emit(rv_srli(RV_REG_T0, lo(rd), 1), ctx);
 466                 emit(rv_sub(RV_REG_T1, RV_REG_T1, lo(rs)), ctx);
 467                 emit(rv_srl(RV_REG_T0, RV_REG_T0, RV_REG_T1), ctx);
 468                 emit(rv_sll(hi(rd), hi(rd), lo(rs)), ctx);
 469                 emit(rv_or(hi(rd), RV_REG_T0, hi(rd)), ctx);
 470                 emit(rv_sll(lo(rd), lo(rd), lo(rs)), ctx);
 471                 break;
 472         case BPF_RSH:
 473                 emit(rv_addi(RV_REG_T0, lo(rs), -32), ctx);
 474                 emit(rv_blt(RV_REG_T0, RV_REG_ZERO, 8), ctx);
 475                 emit(rv_srl(lo(rd), hi(rd), RV_REG_T0), ctx);
 476                 emit(rv_addi(hi(rd), RV_REG_ZERO, 0), ctx);
 477                 emit(rv_jal(RV_REG_ZERO, 16), ctx);
 478                 emit(rv_addi(RV_REG_T1, RV_REG_ZERO, 31), ctx);
 479                 emit(rv_slli(RV_REG_T0, hi(rd), 1), ctx);
 480                 emit(rv_sub(RV_REG_T1, RV_REG_T1, lo(rs)), ctx);
 481                 emit(rv_sll(RV_REG_T0, RV_REG_T0, RV_REG_T1), ctx);
 482                 emit(rv_srl(lo(rd), lo(rd), lo(rs)), ctx);
 483                 emit(rv_or(lo(rd), RV_REG_T0, lo(rd)), ctx);
 484                 emit(rv_srl(hi(rd), hi(rd), lo(rs)), ctx);
 485                 break;
 486         case BPF_ARSH:
 487                 emit(rv_addi(RV_REG_T0, lo(rs), -32), ctx);
 488                 emit(rv_blt(RV_REG_T0, RV_REG_ZERO, 8), ctx);
 489                 emit(rv_sra(lo(rd), hi(rd), RV_REG_T0), ctx);
 490                 emit(rv_srai(hi(rd), hi(rd), 31), ctx);
 491                 emit(rv_jal(RV_REG_ZERO, 16), ctx);
 492                 emit(rv_addi(RV_REG_T1, RV_REG_ZERO, 31), ctx);
 493                 emit(rv_slli(RV_REG_T0, hi(rd), 1), ctx);
 494                 emit(rv_sub(RV_REG_T1, RV_REG_T1, lo(rs)), ctx);
 495                 emit(rv_sll(RV_REG_T0, RV_REG_T0, RV_REG_T1), ctx);
 496                 emit(rv_srl(lo(rd), lo(rd), lo(rs)), ctx);
 497                 emit(rv_or(lo(rd), RV_REG_T0, lo(rd)), ctx);
 498                 emit(rv_sra(hi(rd), hi(rd), lo(rs)), ctx);
 499                 break;
 500         case BPF_NEG:
 501                 emit(rv_sub(lo(rd), RV_REG_ZERO, lo(rd)), ctx);
 502                 emit(rv_sltu(RV_REG_T0, RV_REG_ZERO, lo(rd)), ctx);
 503                 emit(rv_sub(hi(rd), RV_REG_ZERO, hi(rd)), ctx);
 504                 emit(rv_sub(hi(rd), hi(rd), RV_REG_T0), ctx);
 505                 break;
 506         }
 507
 508         bpf_put_reg64(dst, rd, ctx);
 509 }
 510
 511 static void emit_alu_r32(const s8 *dst, const s8 *src,
 512                          struct rv_jit_context *ctx, const u8 op)
 513 {
 514         const s8 *tmp1 = bpf2rv32[TMP_REG_1];
 515         const s8 *tmp2 = bpf2rv32[TMP_REG_2];
 516         const s8 *rd = bpf_get_reg32(dst, tmp1, ctx);
 517         const s8 *rs = bpf_get_reg32(src, tmp2, ctx);
 518
 519         switch (op) {
 520         case BPF_MOV:
 521                 emit(rv_addi(lo(rd), lo(rs), 0), ctx);
 522                 break;
 523         case BPF_ADD:
 524                 emit(rv_add(lo(rd), lo(rd), lo(rs)), ctx);
 525                 break;
 526         case BPF_SUB:
 527                 emit(rv_sub(lo(rd), lo(rd), lo(rs)), ctx);
 528                 break;
 529         case BPF_AND:
 530                 emit(rv_and(lo(rd), lo(rd), lo(rs)), ctx);
 531                 break;
 532         case BPF_OR:
 533                 emit(rv_or(lo(rd), lo(rd), lo(rs)), ctx);
 534                 break;
 535         case BPF_XOR:
 536                 emit(rv_xor(lo(rd), lo(rd), lo(rs)), ctx);
 537                 break;
 538         case BPF_MUL:
 539                 emit(rv_mul(lo(rd), lo(rd), lo(rs)), ctx);
 540                 break;
 541         case BPF_DIV:
 542                 emit(rv_divu(lo(rd), lo(rd), lo(rs)), ctx);
 543                 break;
 544         case BPF_MOD:
 545                 emit(rv_remu(lo(rd), lo(rd), lo(rs)), ctx);
 546                 break;
 547         case BPF_LSH:
 548                 emit(rv_sll(lo(rd), lo(rd), lo(rs)), ctx);
 549                 break;
 550         case BPF_RSH:
 551                 emit(rv_srl(lo(rd), lo(rd), lo(rs)), ctx);
 552                 break;
 553         case BPF_ARSH:
 554                 emit(rv_sra(lo(rd), lo(rd), lo(rs)), ctx);
 555                 break;
 556         case BPF_NEG:
 557                 emit(rv_sub(lo(rd), RV_REG_ZERO, lo(rd)), ctx);
 558                 break;
 559         }
 560
 561         bpf_put_reg32(dst, rd, ctx);
 562 }
 563
 564 static int emit_branch_r64(const s8 *src1, const s8 *src2, s32 rvoff,
 565                            struct rv_jit_context *ctx, const u8 op)
 566 {
 567         int e, s = ctx->ninsns;
 568         const s8 *tmp1 = bpf2rv32[TMP_REG_1];
 569         const s8 *tmp2 = bpf2rv32[TMP_REG_2];
 570
 571         const s8 *rs1 = bpf_get_reg64(src1, tmp1, ctx);
 572         const s8 *rs2 = bpf_get_reg64(src2, tmp2, ctx);
 573
 574         /*
 575          * NO_JUMP skips over the rest of the instructions and the
 576          * emit_jump_and_link, meaning the BPF branch is not taken.
 577          * JUMP skips directly to the emit_jump_and_link, meaning
 578          * the BPF branch is taken.
 579          *
 580          * The fallthrough case results in the BPF branch being taken.
 581          */
 582 #define NO_JUMP(idx) (6 + (2 * (idx)))
 583 #define JUMP(idx) (2 + (2 * (idx)))
 584
 585         switch (op) {
 586         case BPF_JEQ:
 587                 emit(rv_bne(hi(rs1), hi(rs2), NO_JUMP(1)), ctx);
 588                 emit(rv_bne(lo(rs1), lo(rs2), NO_JUMP(0)), ctx);
 589                 break;
 590         case BPF_JGT:
 591                 emit(rv_bgtu(hi(rs1), hi(rs2), JUMP(2)), ctx);
 592                 emit(rv_bltu(hi(rs1), hi(rs2), NO_JUMP(1)), ctx);
 593                 emit(rv_bleu(lo(rs1), lo(rs2), NO_JUMP(0)), ctx);
 594                 break;
 595         case BPF_JLT:
 596                 emit(rv_bltu(hi(rs1), hi(rs2), JUMP(2)), ctx);
 597                 emit(rv_bgtu(hi(rs1), hi(rs2), NO_JUMP(1)), ctx);
 598                 emit(rv_bgeu(lo(rs1), lo(rs2), NO_JUMP(0)), ctx);
 599                 break;
 600         case BPF_JGE:
 601                 emit(rv_bgtu(hi(rs1), hi(rs2), JUMP(2)), ctx);
 602                 emit(rv_bltu(hi(rs1), hi(rs2), NO_JUMP(1)), ctx);
 603                 emit(rv_bltu(lo(rs1), lo(rs2), NO_JUMP(0)), ctx);
 604                 break;
 605         case BPF_JLE:
 606                 emit(rv_bltu(hi(rs1), hi(rs2), JUMP(2)), ctx);
 607                 emit(rv_bgtu(hi(rs1), hi(rs2), NO_JUMP(1)), ctx);
 608                 emit(rv_bgtu(lo(rs1), lo(rs2), NO_JUMP(0)), ctx);
 609                 break;
 610         case BPF_JNE:
 611                 emit(rv_bne(hi(rs1), hi(rs2), JUMP(1)), ctx);
 612                 emit(rv_beq(lo(rs1), lo(rs2), NO_JUMP(0)), ctx);
 613                 break;
 614         case BPF_JSGT:
 615                 emit(rv_bgt(hi(rs1), hi(rs2), JUMP(2)), ctx);
 616                 emit(rv_blt(hi(rs1), hi(rs2), NO_JUMP(1)), ctx);
 617                 emit(rv_bleu(lo(rs1), lo(rs2), NO_JUMP(0)), ctx);
 618                 break;
 619         case BPF_JSLT:
 620                 emit(rv_blt(hi(rs1), hi(rs2), JUMP(2)), ctx);
 621                 emit(rv_bgt(hi(rs1), hi(rs2), NO_JUMP(1)), ctx);
 622                 emit(rv_bgeu(lo(rs1), lo(rs2), NO_JUMP(0)), ctx);
 623                 break;
 624         case BPF_JSGE:
 625                 emit(rv_bgt(hi(rs1), hi(rs2), JUMP(2)), ctx);
 626                 emit(rv_blt(hi(rs1), hi(rs2), NO_JUMP(1)), ctx);
 627                 emit(rv_bltu(lo(rs1), lo(rs2), NO_JUMP(0)), ctx);
 628                 break;
 629         case BPF_JSLE:
 630                 emit(rv_blt(hi(rs1), hi(rs2), JUMP(2)), ctx);
 631                 emit(rv_bgt(hi(rs1), hi(rs2), NO_JUMP(1)), ctx);
 632                 emit(rv_bgtu(lo(rs1), lo(rs2), NO_JUMP(0)), ctx);
 633                 break;
 634         case BPF_JSET:
 635                 emit(rv_and(RV_REG_T0, hi(rs1), hi(rs2)), ctx);
 636                 emit(rv_bne(RV_REG_T0, RV_REG_ZERO, JUMP(2)), ctx);
 637                 emit(rv_and(RV_REG_T0, lo(rs1), lo(rs2)), ctx);
 638                 emit(rv_beq(RV_REG_T0, RV_REG_ZERO, NO_JUMP(0)), ctx);
 639                 break;
 640         }
 641
 642 #undef NO_JUMP
 643 #undef JUMP
 644
 645         e = ctx->ninsns;
 646         /* Adjust for extra insns. */
 647         rvoff -= ninsns_rvoff(e - s);
 648         emit_jump_and_link(RV_REG_ZERO, rvoff, true, ctx);
 649         return 0;
 650 }
 651
 652 static int emit_bcc(u8 op, u8 rd, u8 rs, int rvoff, struct rv_jit_context *ctx)
 653 {
 654         int e, s = ctx->ninsns;
 655         bool far = false;
 656         int off;
 657
 658         if (op == BPF_JSET) {
 659                 /*
 660                  * BPF_JSET is a special case: it has no inverse so we always
 661                  * treat it as a far branch.
 662                  */
 663                 far = true;
 664         } else if (!is_13b_int(rvoff)) {
 665                 op = invert_bpf_cond(op);
 666                 far = true;
 667         }
 668
 669         /*
 670          * For a far branch, the condition is negated and we jump over the
 671          * branch itself, and the two instructions from emit_jump_and_link.
 672          * For a near branch, just use rvoff.
 673          */
 674         off = far ? 6 : (rvoff >> 1);
 675
 676         switch (op) {
 677         case BPF_JEQ:
 678                 emit(rv_beq(rd, rs, off), ctx);
 679                 break;
 680         case BPF_JGT:
 681                 emit(rv_bgtu(rd, rs, off), ctx);
 682                 break;
 683         case BPF_JLT:
 684                 emit(rv_bltu(rd, rs, off), ctx);
 685                 break;
 686         case BPF_JGE:
 687                 emit(rv_bgeu(rd, rs, off), ctx);
 688                 break;
 689         case BPF_JLE:
 690                 emit(rv_bleu(rd, rs, off), ctx);
 691                 break;
 692         case BPF_JNE:
 693                 emit(rv_bne(rd, rs, off), ctx);
 694                 break;
 695         case BPF_JSGT:
 696                 emit(rv_bgt(rd, rs, off), ctx);
 697                 break;
 698         case BPF_JSLT:
 699                 emit(rv_blt(rd, rs, off), ctx);
 700                 break;
 701         case BPF_JSGE:
 702                 emit(rv_bge(rd, rs, off), ctx);
 703                 break;
 704         case BPF_JSLE:
 705                 emit(rv_ble(rd, rs, off), ctx);
 706                 break;
 707         case BPF_JSET:
 708                 emit(rv_and(RV_REG_T0, rd, rs), ctx);
 709                 emit(rv_beq(RV_REG_T0, RV_REG_ZERO, off), ctx);
 710                 break;
 711         }
 712
 713         if (far) {
 714                 e = ctx->ninsns;
 715                 /* Adjust for extra insns. */
 716                 rvoff -= ninsns_rvoff(e - s);
 717                 emit_jump_and_link(RV_REG_ZERO, rvoff, true, ctx);
 718         }
 719         return 0;
 720 }
 721
 722 static int emit_branch_r32(const s8 *src1, const s8 *src2, s32 rvoff,
 723                            struct rv_jit_context *ctx, const u8 op)
 724 {
 725         int e, s = ctx->ninsns;
 726         const s8 *tmp1 = bpf2rv32[TMP_REG_1];
 727         const s8 *tmp2 = bpf2rv32[TMP_REG_2];
 728
 729         const s8 *rs1 = bpf_get_reg32(src1, tmp1, ctx);
 730         const s8 *rs2 = bpf_get_reg32(src2, tmp2, ctx);
 731
 732         e = ctx->ninsns;
 733         /* Adjust for extra insns. */
 734         rvoff -= ninsns_rvoff(e - s);
 735
 736         if (emit_bcc(op, lo(rs1), lo(rs2), rvoff, ctx))
 737                 return -1;
 738
 739         return 0;
 740 }
 741
 742 static void emit_call(bool fixed, u64 addr, struct rv_jit_context *ctx)
 743 {
 744         const s8 *r0 = bpf2rv32[BPF_REG_0];
 745         const s8 *r5 = bpf2rv32[BPF_REG_5];
 746         u32 upper = ((u32)addr + (1 << 11)) >> 12;
 747         u32 lower = addr & 0xfff;
 748
 749         /* R1-R4 already in correct registers---need to push R5 to stack. */
 750         emit(rv_addi(RV_REG_SP, RV_REG_SP, -16), ctx);
 751         emit(rv_sw(RV_REG_SP, 0, lo(r5)), ctx);
 752         emit(rv_sw(RV_REG_SP, 4, hi(r5)), ctx);
 753
 754         /* Backup TCC. */
 755         emit(rv_addi(RV_REG_TCC_SAVED, RV_REG_TCC, 0), ctx);
 756
 757         /*
 758          * Use lui/jalr pair to jump to absolute address. Don't use emit_imm as
 759          * the number of emitted instructions should not depend on the value of
 760          * addr.
 761          */
 762         emit(rv_lui(RV_REG_T1, upper), ctx);
 763         emit(rv_jalr(RV_REG_RA, RV_REG_T1, lower), ctx);
 764
 765         /* Restore TCC. */
 766         emit(rv_addi(RV_REG_TCC, RV_REG_TCC_SAVED, 0), ctx);
 767
 768         /* Set return value and restore stack. */
 769         emit(rv_addi(lo(r0), RV_REG_A0, 0), ctx);
 770         emit(rv_addi(hi(r0), RV_REG_A1, 0), ctx);
 771         emit(rv_addi(RV_REG_SP, RV_REG_SP, 16), ctx);
 772 }
 773
 774 static int emit_bpf_tail_call(int insn, struct rv_jit_context *ctx)
 775 {
 776         /*
 777          * R1 -> &ctx
 778          * R2 -> &array
 779          * R3 -> index
 780          */
 781         int tc_ninsn, off, start_insn = ctx->ninsns;
 782         const s8 *arr_reg = bpf2rv32[BPF_REG_2];
 783         const s8 *idx_reg = bpf2rv32[BPF_REG_3];
 784
 785         tc_ninsn = insn ? ctx->offset[insn] - ctx->offset[insn - 1] :
 786                 ctx->offset[0];
 787
 788         /* max_entries = array->map.max_entries; */
 789         off = offsetof(struct bpf_array, map.max_entries);
 790         if (is_12b_check(off, insn))
 791                 return -1;
 792         emit(rv_lw(RV_REG_T1, off, lo(arr_reg)), ctx);
 793
 794         /*
 795          * if (index >= max_entries)
 796          *   goto out;
 797          */
 798         off = ninsns_rvoff(tc_ninsn - (ctx->ninsns - start_insn));
 799         emit_bcc(BPF_JGE, lo(idx_reg), RV_REG_T1, off, ctx);
 800
 801         /*
 802          * if (--tcc < 0)
 803          *   goto out;
 804          */
 805         emit(rv_addi(RV_REG_TCC, RV_REG_TCC, -1), ctx);
 806         off = ninsns_rvoff(tc_ninsn - (ctx->ninsns - start_insn));
 807         emit_bcc(BPF_JSLT, RV_REG_TCC, RV_REG_ZERO, off, ctx);
 808
 809         /*
 810          * prog = array->ptrs[index];
 811          * if (!prog)
 812          *   goto out;
 813          */
 814         emit(rv_slli(RV_REG_T0, lo(idx_reg), 2), ctx);
 815         emit(rv_add(RV_REG_T0, RV_REG_T0, lo(arr_reg)), ctx);
 816         off = offsetof(struct bpf_array, ptrs);
 817         if (is_12b_check(off, insn))
 818                 return -1;
 819         emit(rv_lw(RV_REG_T0, off, RV_REG_T0), ctx);
 820         off = ninsns_rvoff(tc_ninsn - (ctx->ninsns - start_insn));
 821         emit_bcc(BPF_JEQ, RV_REG_T0, RV_REG_ZERO, off, ctx);
 822
 823         /*
 824          * tcc = temp_tcc;
 825          * goto *(prog->bpf_func + 4);
 826          */
 827         off = offsetof(struct bpf_prog, bpf_func);
 828         if (is_12b_check(off, insn))
 829                 return -1;
 830         emit(rv_lw(RV_REG_T0, off, RV_REG_T0), ctx);
 831         /* Epilogue jumps to *(t0 + 4). */
 832         __build_epilogue(true, ctx);
 833         return 0;
 834 }
 835
 836 static int emit_load_r64(const s8 *dst, const s8 *src, s16 off,
 837                          struct rv_jit_context *ctx, const u8 size)
 838 {
 839         const s8 *tmp1 = bpf2rv32[TMP_REG_1];
 840         const s8 *tmp2 = bpf2rv32[TMP_REG_2];
 841         const s8 *rd = bpf_get_reg64(dst, tmp1, ctx);
 842         const s8 *rs = bpf_get_reg64(src, tmp2, ctx);
 843
 844         emit_imm(RV_REG_T0, off, ctx);
 845         emit(rv_add(RV_REG_T0, RV_REG_T0, lo(rs)), ctx);
 846
 847         switch (size) {
 848         case BPF_B:
 849                 emit(rv_lbu(lo(rd), 0, RV_REG_T0), ctx);
 850                 if (!ctx->prog->aux->verifier_zext)
 851                         emit(rv_addi(hi(rd), RV_REG_ZERO, 0), ctx);
 852                 break;
 853         case BPF_H:
 854                 emit(rv_lhu(lo(rd), 0, RV_REG_T0), ctx);
 855                 if (!ctx->prog->aux->verifier_zext)
 856                         emit(rv_addi(hi(rd), RV_REG_ZERO, 0), ctx);
 857                 break;
 858         case BPF_W:
 859                 emit(rv_lw(lo(rd), 0, RV_REG_T0), ctx);
 860                 if (!ctx->prog->aux->verifier_zext)
 861                         emit(rv_addi(hi(rd), RV_REG_ZERO, 0), ctx);
 862                 break;
 863         case BPF_DW:
 864                 emit(rv_lw(lo(rd), 0, RV_REG_T0), ctx);
 865                 emit(rv_lw(hi(rd), 4, RV_REG_T0), ctx);
 866                 break;
 867         }
 868
 869         bpf_put_reg64(dst, rd, ctx);
 870         return 0;
 871 }
 872
 873 static int emit_store_r64(const s8 *dst, const s8 *src, s16 off,
 874                           struct rv_jit_context *ctx, const u8 size,
 875                           const u8 mode)
 876 {
 877         const s8 *tmp1 = bpf2rv32[TMP_REG_1];
 878         const s8 *tmp2 = bpf2rv32[TMP_REG_2];
 879         const s8 *rd = bpf_get_reg64(dst, tmp1, ctx);
 880         const s8 *rs = bpf_get_reg64(src, tmp2, ctx);
 881
 882         if (mode == BPF_ATOMIC && size != BPF_W)
 883                 return -1;
 884
 885         emit_imm(RV_REG_T0, off, ctx);
 886         emit(rv_add(RV_REG_T0, RV_REG_T0, lo(rd)), ctx);
 887
 888         switch (size) {
 889         case BPF_B:
 890                 emit(rv_sb(RV_REG_T0, 0, lo(rs)), ctx);
 891                 break;
 892         case BPF_H:
 893                 emit(rv_sh(RV_REG_T0, 0, lo(rs)), ctx);
 894                 break;
 895         case BPF_W:
 896                 switch (mode) {
 897                 case BPF_MEM:
 898                         emit(rv_sw(RV_REG_T0, 0, lo(rs)), ctx);
 899                         break;
 900                 case BPF_ATOMIC: /* Only BPF_ADD supported */
 901                         emit(rv_amoadd_w(RV_REG_ZERO, lo(rs), RV_REG_T0, 0, 0),
 902                              ctx);
 903                         break;
 904                 }
 905                 break;
 906         case BPF_DW:
 907                 emit(rv_sw(RV_REG_T0, 0, lo(rs)), ctx);
 908                 emit(rv_sw(RV_REG_T0, 4, hi(rs)), ctx);
 909                 break;
 910         }
 911
 912         return 0;
 913 }
 914
 915 static void emit_rev16(const s8 rd, struct rv_jit_context *ctx)
 916 {
 917         emit(rv_slli(rd, rd, 16), ctx);
 918         emit(rv_slli(RV_REG_T1, rd, 8), ctx);
 919         emit(rv_srli(rd, rd, 8), ctx);
 920         emit(rv_add(RV_REG_T1, rd, RV_REG_T1), ctx);
 921         emit(rv_srli(rd, RV_REG_T1, 16), ctx);
 922 }
 923
 924 static void emit_rev32(const s8 rd, struct rv_jit_context *ctx)
 925 {
 926         emit(rv_addi(RV_REG_T1, RV_REG_ZERO, 0), ctx);
 927         emit(rv_andi(RV_REG_T0, rd, 255), ctx);
 928         emit(rv_add(RV_REG_T1, RV_REG_T1, RV_REG_T0), ctx);
 929         emit(rv_slli(RV_REG_T1, RV_REG_T1, 8), ctx);
 930         emit(rv_srli(rd, rd, 8), ctx);
 931         emit(rv_andi(RV_REG_T0, rd, 255), ctx);
 932         emit(rv_add(RV_REG_T1, RV_REG_T1, RV_REG_T0), ctx);
 933         emit(rv_slli(RV_REG_T1, RV_REG_T1, 8), ctx);
 934         emit(rv_srli(rd, rd, 8), ctx);
 935         emit(rv_andi(RV_REG_T0, rd, 255), ctx);
 936         emit(rv_add(RV_REG_T1, RV_REG_T1, RV_REG_T0), ctx);
 937         emit(rv_slli(RV_REG_T1, RV_REG_T1, 8), ctx);
 938         emit(rv_srli(rd, rd, 8), ctx);
 939         emit(rv_andi(RV_REG_T0, rd, 255), ctx);
 940         emit(rv_add(RV_REG_T1, RV_REG_T1, RV_REG_T0), ctx);
 941         emit(rv_addi(rd, RV_REG_T1, 0), ctx);
 942 }
 943
 944 static void emit_zext64(const s8 *dst, struct rv_jit_context *ctx)
 945 {
 946         const s8 *rd;
 947         const s8 *tmp1 = bpf2rv32[TMP_REG_1];
 948
 949         rd = bpf_get_reg64(dst, tmp1, ctx);
 950         emit(rv_addi(hi(rd), RV_REG_ZERO, 0), ctx);
 951         bpf_put_reg64(dst, rd, ctx);
 952 }
 953
 954 int bpf_jit_emit_insn(const struct bpf_insn *insn, struct rv_jit_context *ctx,
 955                       bool extra_pass)
 956 {
 957         bool is64 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64 ||
 958                 BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP;
 959         int s, e, rvoff, i = insn - ctx->prog->insnsi;
 960         u8 code = insn->code;
 961         s16 off = insn->off;
 962         s32 imm = insn->imm;
 963
 964         const s8 *dst = bpf2rv32[insn->dst_reg];
 965         const s8 *src = bpf2rv32[insn->src_reg];
 966         const s8 *tmp1 = bpf2rv32[TMP_REG_1];
 967         const s8 *tmp2 = bpf2rv32[TMP_REG_2];
 968
 969         switch (code) {
 970         case BPF_ALU64 | BPF_MOV | BPF_X:
 971
 972         case BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X:
 973         case BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_K:
 974
 975         case BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X:
 976         case BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_K:
 977
 978         case BPF_ALU64 | BPF_AND | BPF_X:
 979         case BPF_ALU64 | BPF_OR | BPF_X:
 980         case BPF_ALU64 | BPF_XOR | BPF_X:
 981
 982         case BPF_ALU64 | BPF_MUL | BPF_X:
 983         case BPF_ALU64 | BPF_MUL | BPF_K:
 984
 985         case BPF_ALU64 | BPF_LSH | BPF_X:
 986         case BPF_ALU64 | BPF_RSH | BPF_X:
 987         case BPF_ALU64 | BPF_ARSH | BPF_X:
 988                 if (BPF_SRC(code) == BPF_K) {
 989                         emit_imm32(tmp2, imm, ctx);
 990                         src = tmp2;
 991                 }
 992                 emit_alu_r64(dst, src, ctx, BPF_OP(code));
 993                 break;
 994
 995         case BPF_ALU64 | BPF_NEG:
 996                 emit_alu_r64(dst, tmp2, ctx, BPF_OP(code));
 997                 break;
 998
 999         case BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_X:
1000         case BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_K:
1001         case BPF_ALU64 | BPF_MOD | BPF_X:
1002         case BPF_ALU64 | BPF_MOD | BPF_K:
1003                 goto notsupported;
1004
1005         case BPF_ALU64 | BPF_MOV | BPF_K:
1006         case BPF_ALU64 | BPF_AND | BPF_K:
1007         case BPF_ALU64 | BPF_OR | BPF_K:
1008         case BPF_ALU64 | BPF_XOR | BPF_K:
1009         case BPF_ALU64 | BPF_LSH | BPF_K:
1010         case BPF_ALU64 | BPF_RSH | BPF_K:
1011         case BPF_ALU64 | BPF_ARSH | BPF_K:
1012                 emit_alu_i64(dst, imm, ctx, BPF_OP(code));
1013                 break;
1014
1015         case BPF_ALU | BPF_MOV | BPF_X:
1016                 if (imm == 1) {
1017                         /* Special mov32 for zext. */
1018                         emit_zext64(dst, ctx);
1019                         break;
1020                 }
1021                 fallthrough;
1022
1023         case BPF_ALU | BPF_ADD | BPF_X:
1024         case BPF_ALU | BPF_SUB | BPF_X:
1025         case BPF_ALU | BPF_AND | BPF_X:
1026         case BPF_ALU | BPF_OR | BPF_X:
1027         case BPF_ALU | BPF_XOR | BPF_X:
1028
1029         case BPF_ALU | BPF_MUL | BPF_X:
1030         case BPF_ALU | BPF_MUL | BPF_K:
1031
1032         case BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_X:
1033         case BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_K:
1034
1035         case BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_X:
1036         case BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_K:
1037
1038         case BPF_ALU | BPF_LSH | BPF_X:
1039         case BPF_ALU | BPF_RSH | BPF_X:
1040         case BPF_ALU | BPF_ARSH | BPF_X:
1041                 if (BPF_SRC(code) == BPF_K) {
1042                         emit_imm32(tmp2, imm, ctx);
1043                         src = tmp2;
1044                 }
1045                 emit_alu_r32(dst, src, ctx, BPF_OP(code));
1046                 break;
1047
1048         case BPF_ALU | BPF_MOV | BPF_K:
1049         case BPF_ALU | BPF_ADD | BPF_K:
1050         case BPF_ALU | BPF_SUB | BPF_K:
1051         case BPF_ALU | BPF_AND | BPF_K:
1052         case BPF_ALU | BPF_OR | BPF_K:
1053         case BPF_ALU | BPF_XOR | BPF_K:
1054         case BPF_ALU | BPF_LSH | BPF_K:
1055         case BPF_ALU | BPF_RSH | BPF_K:
1056         case BPF_ALU | BPF_ARSH | BPF_K:
1057                 /*
1058                  * mul,div,mod are handled in the BPF_X case since there are
1059                  * no RISC-V I-type equivalents.
1060                  */
1061                 emit_alu_i32(dst, imm, ctx, BPF_OP(code));
1062                 break;
1063
1064         case BPF_ALU | BPF_NEG:
1065                 /*
1066                  * src is ignored---choose tmp2 as a dummy register since it
1067                  * is not on the stack.
1068                  */
1069                 emit_alu_r32(dst, tmp2, ctx, BPF_OP(code));
1070                 break;
1071
1072         case BPF_ALU | BPF_END | BPF_FROM_LE:
1073         {
1074                 const s8 *rd = bpf_get_reg64(dst, tmp1, ctx);
1075
1076                 switch (imm) {
1077                 case 16:
1078                         emit(rv_slli(lo(rd), lo(rd), 16), ctx);
1079                         emit(rv_srli(lo(rd), lo(rd), 16), ctx);
1080                         fallthrough;
1081                 case 32:
1082                         if (!ctx->prog->aux->verifier_zext)
1083                                 emit(rv_addi(hi(rd), RV_REG_ZERO, 0), ctx);
1084                         break;
1085                 case 64:
1086                         /* Do nothing. */
1087                         break;
1088                 default:
1089                         pr_err("bpf-jit: BPF_END imm %d invalid\n", imm);
1090                         return -1;
1091                 }
1092
1093                 bpf_put_reg64(dst, rd, ctx);
1094                 break;
1095         }
1096
1097         case BPF_ALU | BPF_END | BPF_FROM_BE:
1098         {
1099                 const s8 *rd = bpf_get_reg64(dst, tmp1, ctx);
1100
1101                 switch (imm) {
1102                 case 16:
1103                         emit_rev16(lo(rd), ctx);
1104                         if (!ctx->prog->aux->verifier_zext)
1105                                 emit(rv_addi(hi(rd), RV_REG_ZERO, 0), ctx);
1106                         break;
1107                 case 32:
1108                         emit_rev32(lo(rd), ctx);
1109                         if (!ctx->prog->aux->verifier_zext)
1110                                 emit(rv_addi(hi(rd), RV_REG_ZERO, 0), ctx);
1111                         break;
1112                 case 64:
1113                         /* Swap upper and lower halves. */
1114                         emit(rv_addi(RV_REG_T0, lo(rd), 0), ctx);
1115                         emit(rv_addi(lo(rd), hi(rd), 0), ctx);
1116                         emit(rv_addi(hi(rd), RV_REG_T0, 0), ctx);
1117
1118                         /* Swap each half. */
1119                         emit_rev32(lo(rd), ctx);
1120                         emit_rev32(hi(rd), ctx);
1121                         break;
1122                 default:
1123                         pr_err("bpf-jit: BPF_END imm %d invalid\n", imm);
1124                         return -1;
1125                 }
1126
1127                 bpf_put_reg64(dst, rd, ctx);
1128                 break;
1129         }
1130
1131         case BPF_JMP | BPF_JA:
1132                 rvoff = rv_offset(i, off, ctx);
1133                 emit_jump_and_link(RV_REG_ZERO, rvoff, false, ctx);
1134                 break;
1135
1136         case BPF_JMP | BPF_CALL:
1137         {
1138                 bool fixed;
1139                 int ret;
1140                 u64 addr;
1141
1142                 ret = bpf_jit_get_func_addr(ctx->prog, insn, extra_pass, &addr,
1143                                             &fixed);
1144                 if (ret < 0)
1145                         return ret;
1146                 emit_call(fixed, addr, ctx);
1147                 break;
1148         }
1149
1150         case BPF_JMP | BPF_TAIL_CALL:
1151                 if (emit_bpf_tail_call(i, ctx))
1152                         return -1;
1153                 break;
1154
1155         case BPF_JMP | BPF_JEQ | BPF_X:
1156         case BPF_JMP | BPF_JEQ | BPF_K:
1157         case BPF_JMP32 | BPF_JEQ | BPF_X:
1158         case BPF_JMP32 | BPF_JEQ | BPF_K:
1159
1160         case BPF_JMP | BPF_JNE | BPF_X:
1161         case BPF_JMP | BPF_JNE | BPF_K:
1162         case BPF_JMP32 | BPF_JNE | BPF_X:
1163         case BPF_JMP32 | BPF_JNE | BPF_K:
1164
1165         case BPF_JMP | BPF_JLE | BPF_X:
1166         case BPF_JMP | BPF_JLE | BPF_K:
1167         case BPF_JMP32 | BPF_JLE | BPF_X:
1168         case BPF_JMP32 | BPF_JLE | BPF_K:
1169
1170         case BPF_JMP | BPF_JLT | BPF_X:
1171         case BPF_JMP | BPF_JLT | BPF_K:
1172         case BPF_JMP32 | BPF_JLT | BPF_X:
1173         case BPF_JMP32 | BPF_JLT | BPF_K:
1174
1175         case BPF_JMP | BPF_JGE | BPF_X:
1176         case BPF_JMP | BPF_JGE | BPF_K:
1177         case BPF_JMP32 | BPF_JGE | BPF_X:
1178         case BPF_JMP32 | BPF_JGE | BPF_K:
1179
1180         case BPF_JMP | BPF_JGT | BPF_X:
1181         case BPF_JMP | BPF_JGT | BPF_K:
1182         case BPF_JMP32 | BPF_JGT | BPF_X:
1183         case BPF_JMP32 | BPF_JGT | BPF_K:
1184
1185         case BPF_JMP | BPF_JSLE | BPF_X:
1186         case BPF_JMP | BPF_JSLE | BPF_K:
1187         case BPF_JMP32 | BPF_JSLE | BPF_X:
1188         case BPF_JMP32 | BPF_JSLE | BPF_K:
1189
1190         case BPF_JMP | BPF_JSLT | BPF_X:
1191         case BPF_JMP | BPF_JSLT | BPF_K:
1192         case BPF_JMP32 | BPF_JSLT | BPF_X:
1193         case BPF_JMP32 | BPF_JSLT | BPF_K:
1194
1195         case BPF_JMP | BPF_JSGE | BPF_X:
1196         case BPF_JMP | BPF_JSGE | BPF_K:
1197         case BPF_JMP32 | BPF_JSGE | BPF_X:
1198         case BPF_JMP32 | BPF_JSGE | BPF_K:
1199
1200         case BPF_JMP | BPF_JSGT | BPF_X:
1201         case BPF_JMP | BPF_JSGT | BPF_K:
1202         case BPF_JMP32 | BPF_JSGT | BPF_X:
1203         case BPF_JMP32 | BPF_JSGT | BPF_K:
1204
1205         case BPF_JMP | BPF_JSET | BPF_X:
1206         case BPF_JMP | BPF_JSET | BPF_K:
1207         case BPF_JMP32 | BPF_JSET | BPF_X:
1208         case BPF_JMP32 | BPF_JSET | BPF_K:
1209                 rvoff = rv_offset(i, off, ctx);
1210                 if (BPF_SRC(code) == BPF_K) {
1211                         s = ctx->ninsns;
1212                         emit_imm32(tmp2, imm, ctx);
1213                         src = tmp2;
1214                         e = ctx->ninsns;
1215                         rvoff -= ninsns_rvoff(e - s);
1216                 }
1217
1218                 if (is64)
1219                         emit_branch_r64(dst, src, rvoff, ctx, BPF_OP(code));
1220                 else
1221                         emit_branch_r32(dst, src, rvoff, ctx, BPF_OP(code));
1222                 break;
1223
1224         case BPF_JMP | BPF_EXIT:
1225                 if (i == ctx->prog->len - 1)
1226                         break;
1227
1228                 rvoff = epilogue_offset(ctx);
1229                 emit_jump_and_link(RV_REG_ZERO, rvoff, false, ctx);
1230                 break;
1231
1232         case BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW:
1233         {
1234                 struct bpf_insn insn1 = insn[1];
1235                 s32 imm_lo = imm;
1236                 s32 imm_hi = insn1.imm;
1237                 const s8 *rd = bpf_get_reg64(dst, tmp1, ctx);
1238
1239                 emit_imm64(rd, imm_hi, imm_lo, ctx);
1240                 bpf_put_reg64(dst, rd, ctx);
1241                 return 1;
1242         }
1243
1244         case BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_B:
1245         case BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_H:
1246         case BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_W:
1247         case BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_DW:
1248                 if (emit_load_r64(dst, src, off, ctx, BPF_SIZE(code)))
1249                         return -1;
1250                 break;
1251
1252         /* speculation barrier */
1253         case BPF_ST | BPF_NOSPEC:
1254                 break;
1255
1256         case BPF_ST | BPF_MEM | BPF_B:
1257         case BPF_ST | BPF_MEM | BPF_H:
1258         case BPF_ST | BPF_MEM | BPF_W:
1259         case BPF_ST | BPF_MEM | BPF_DW:
1260
1261         case BPF_STX | BPF_MEM | BPF_B:
1262         case BPF_STX | BPF_MEM | BPF_H:
1263         case BPF_STX | BPF_MEM | BPF_W:
1264         case BPF_STX | BPF_MEM | BPF_DW:
1265                 if (BPF_CLASS(code) == BPF_ST) {
1266                         emit_imm32(tmp2, imm, ctx);
1267                         src = tmp2;
1268                 }
1269
1270                 if (emit_store_r64(dst, src, off, ctx, BPF_SIZE(code),
1271                                    BPF_MODE(code)))
1272                         return -1;
1273                 break;
1274
1275         case BPF_STX | BPF_ATOMIC | BPF_W:
1276                 if (insn->imm != BPF_ADD) {
1277                         pr_info_once(
1278                                 "bpf-jit: not supported: atomic operation %02x ***\n",
1279                                 insn->imm);
1280                         return -EFAULT;
1281                 }
1282
1283                 if (emit_store_r64(dst, src, off, ctx, BPF_SIZE(code),
1284                                    BPF_MODE(code)))
1285                         return -1;
1286                 break;
1287
1288         /* No hardware support for 8-byte atomics in RV32. */
1289         case BPF_STX | BPF_ATOMIC | BPF_DW:
1290                 /* Fallthrough. */
1291
1292 notsupported:
1293                 pr_info_once("bpf-jit: not supported: opcode %02x ***\n", code);
1294                 return -EFAULT;
1295
1296         default:
1297                 pr_err("bpf-jit: unknown opcode %02x\n", code);
1298                 return -EINVAL;
1299         }
1300
1301         return 0;
1302 }
1303
1304 void bpf_jit_build_prologue(struct rv_jit_context *ctx)
1305 {
1306         const s8 *fp = bpf2rv32[BPF_REG_FP];
1307         const s8 *r1 = bpf2rv32[BPF_REG_1];
1308         int stack_adjust = 0;
1309         int bpf_stack_adjust =
1310                 round_up(ctx->prog->aux->stack_depth, STACK_ALIGN);
1311
1312         /* Make space for callee-saved registers. */
1313         stack_adjust += NR_SAVED_REGISTERS * sizeof(u32);
1314         /* Make space for BPF registers on stack. */
1315         stack_adjust += BPF_JIT_SCRATCH_REGS * sizeof(u32);
1316         /* Make space for BPF stack. */
1317         stack_adjust += bpf_stack_adjust;
1318         /* Round up for stack alignment. */
1319         stack_adjust = round_up(stack_adjust, STACK_ALIGN);
1320
1321         /*
1322          * The first instruction sets the tail-call-counter (TCC) register.
1323          * This instruction is skipped by tail calls.
1324          */
1325         emit(rv_addi(RV_REG_TCC, RV_REG_ZERO, MAX_TAIL_CALL_CNT), ctx);
1326
1327         emit(rv_addi(RV_REG_SP, RV_REG_SP, -stack_adjust), ctx);
1328
1329         /* Save callee-save registers. */
1330         emit(rv_sw(RV_REG_SP, stack_adjust - 4, RV_REG_RA), ctx);
1331         emit(rv_sw(RV_REG_SP, stack_adjust - 8, RV_REG_FP), ctx);
1332         emit(rv_sw(RV_REG_SP, stack_adjust - 12, RV_REG_S1), ctx);
1333         emit(rv_sw(RV_REG_SP, stack_adjust - 16, RV_REG_S2), ctx);
1334         emit(rv_sw(RV_REG_SP, stack_adjust - 20, RV_REG_S3), ctx);
1335         emit(rv_sw(RV_REG_SP, stack_adjust - 24, RV_REG_S4), ctx);
1336         emit(rv_sw(RV_REG_SP, stack_adjust - 28, RV_REG_S5), ctx);
1337         emit(rv_sw(RV_REG_SP, stack_adjust - 32, RV_REG_S6), ctx);
1338         emit(rv_sw(RV_REG_SP, stack_adjust - 36, RV_REG_S7), ctx);
1339
1340         /* Set fp: used as the base address for stacked BPF registers. */
1341         emit(rv_addi(RV_REG_FP, RV_REG_SP, stack_adjust), ctx);
1342
1343         /* Set up BPF frame pointer. */
1344         emit(rv_addi(lo(fp), RV_REG_SP, bpf_stack_adjust), ctx);
1345         emit(rv_addi(hi(fp), RV_REG_ZERO, 0), ctx);
1346
1347         /* Set up BPF context pointer. */
1348         emit(rv_addi(lo(r1), RV_REG_A0, 0), ctx);
1349         emit(rv_addi(hi(r1), RV_REG_ZERO, 0), ctx);
1350
1351         ctx->stack_size = stack_adjust;
1352 }
1353
1354 void bpf_jit_build_epilogue(struct rv_jit_context *ctx)
1355 {
1356         __build_epilogue(false, ctx);
1357 }