kernel/bpf/core.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
   2 /*
   3  * Linux Socket Filter - Kernel level socket filtering
   4  *
   5  * Based on the design of the Berkeley Packet Filter. The new
   6  * internal format has been designed by PLUMgrid:
   7  *
   8  *      Copyright (c) 2011 - 2014 PLUMgrid, http://plumgrid.com
   9  *
  10  * Authors:
  11  *
  12  *      Jay Schulist <jschlst@samba.org>
  13  *      Alexei Starovoitov <ast@plumgrid.com>
  14  *      Daniel Borkmann <dborkman@redhat.com>
  15  *
  16  * Andi Kleen - Fix a few bad bugs and races.
  17  * Kris Katterjohn - Added many additional checks in bpf_check_classic()
  18  */
  19
  20 #include <uapi/linux/btf.h>
  21 #include <linux/filter.h>
  22 #include <linux/skbuff.h>
  23 #include <linux/vmalloc.h>
  24 #include <linux/random.h>
  25 #include <linux/moduleloader.h>
  26 #include <linux/bpf.h>
  27 #include <linux/btf.h>
  28 #include <linux/frame.h>
  29 #include <linux/rbtree_latch.h>
  30 #include <linux/kallsyms.h>
  31 #include <linux/rcupdate.h>
  32 #include <linux/perf_event.h>
  33
  34 #include <asm/barrier.h>
  35 #include <asm/unaligned.h>
  36
  37 /* Registers */
  38 #define BPF_R0  regs[BPF_REG_0]
  39 #define BPF_R1  regs[BPF_REG_1]
  40 #define BPF_R2  regs[BPF_REG_2]
  41 #define BPF_R3  regs[BPF_REG_3]
  42 #define BPF_R4  regs[BPF_REG_4]
  43 #define BPF_R5  regs[BPF_REG_5]
  44 #define BPF_R6  regs[BPF_REG_6]
  45 #define BPF_R7  regs[BPF_REG_7]
  46 #define BPF_R8  regs[BPF_REG_8]
  47 #define BPF_R9  regs[BPF_REG_9]
  48 #define BPF_R10 regs[BPF_REG_10]
  49
  50 /* Named registers */
  51 #define DST     regs[insn->dst_reg]
  52 #define SRC     regs[insn->src_reg]
  53 #define FP      regs[BPF_REG_FP]
  54 #define AX      regs[BPF_REG_AX]
  55 #define ARG1    regs[BPF_REG_ARG1]
  56 #define CTX     regs[BPF_REG_CTX]
  57 #define IMM     insn->imm
  58
  59 /* No hurry in this branch
  60  *
  61  * Exported for the bpf jit load helper.
  62  */
  63 void *bpf_internal_load_pointer_neg_helper(const struct sk_buff *skb, int k, unsigned int size)
  64 {
  65         u8 *ptr = NULL;
  66
  67         if (k >= SKF_NET_OFF)
  68                 ptr = skb_network_header(skb) + k - SKF_NET_OFF;
  69         else if (k >= SKF_LL_OFF)
  70                 ptr = skb_mac_header(skb) + k - SKF_LL_OFF;
  71
  72         if (ptr >= skb->head && ptr + size <= skb_tail_pointer(skb))
  73                 return ptr;
  74
  75         return NULL;
  76 }
  77
  78 struct bpf_prog *bpf_prog_alloc_no_stats(unsigned int size, gfp_t gfp_extra_flags)
  79 {
  80         gfp_t gfp_flags = GFP_KERNEL | __GFP_ZERO | gfp_extra_flags;
  81         struct bpf_prog_aux *aux;
  82         struct bpf_prog *fp;
  83
  84         size = round_up(size, PAGE_SIZE);
  85         fp = __vmalloc(size, gfp_flags, PAGE_KERNEL);
  86         if (fp == NULL)
  87                 return NULL;
  88
  89         aux = kzalloc(sizeof(*aux), GFP_KERNEL | gfp_extra_flags);
  90         if (aux == NULL) {
  91                 vfree(fp);
  92                 return NULL;
  93         }
  94
  95         fp->pages = size / PAGE_SIZE;
  96         fp->aux = aux;
  97         fp->aux->prog = fp;
  98         fp->jit_requested = ebpf_jit_enabled();
  99
 100         INIT_LIST_HEAD_RCU(&fp->aux->ksym_lnode);
 101
 102         return fp;
 103 }
 104
 105 struct bpf_prog *bpf_prog_alloc(unsigned int size, gfp_t gfp_extra_flags)
 106 {
 107         gfp_t gfp_flags = GFP_KERNEL | __GFP_ZERO | gfp_extra_flags;
 108         struct bpf_prog *prog;
 109         int cpu;
 110
 111         prog = bpf_prog_alloc_no_stats(size, gfp_extra_flags);
 112         if (!prog)
 113                 return NULL;
 114
 115         prog->aux->stats = alloc_percpu_gfp(struct bpf_prog_stats, gfp_flags);
 116         if (!prog->aux->stats) {
 117                 kfree(prog->aux);
 118                 vfree(prog);
 119                 return NULL;
 120         }
 121
 122         for_each_possible_cpu(cpu) {
 123                 struct bpf_prog_stats *pstats;
 124
 125                 pstats = per_cpu_ptr(prog->aux->stats, cpu);
 126                 u64_stats_init(&pstats->syncp);
 127         }
 128         return prog;
 129 }
 130 EXPORT_SYMBOL_GPL(bpf_prog_alloc);
 131
 132 int bpf_prog_alloc_jited_linfo(struct bpf_prog *prog)
 133 {
 134         if (!prog->aux->nr_linfo || !prog->jit_requested)
 135                 return 0;
 136
 137         prog->aux->jited_linfo = kcalloc(prog->aux->nr_linfo,
 138                                          sizeof(*prog->aux->jited_linfo),
 139                                          GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
 140         if (!prog->aux->jited_linfo)
 141                 return -ENOMEM;
 142
 143         return 0;
 144 }
 145
 146 void bpf_prog_free_jited_linfo(struct bpf_prog *prog)
 147 {
 148         kfree(prog->aux->jited_linfo);
 149         prog->aux->jited_linfo = NULL;
 150 }
 151
 152 void bpf_prog_free_unused_jited_linfo(struct bpf_prog *prog)
 153 {
 154         if (prog->aux->jited_linfo && !prog->aux->jited_linfo[0])
 155                 bpf_prog_free_jited_linfo(prog);
 156 }
 157
 158 /* The jit engine is responsible to provide an array
 159  * for insn_off to the jited_off mapping (insn_to_jit_off).
 160  *
 161  * The idx to this array is the insn_off.  Hence, the insn_off
 162  * here is relative to the prog itself instead of the main prog.
 163  * This array has one entry for each xlated bpf insn.
 164  *
 165  * jited_off is the byte off to the last byte of the jited insn.
 166  *
 167  * Hence, with
 168  * insn_start:
 169  *      The first bpf insn off of the prog.  The insn off
 170  *      here is relative to the main prog.
 171  *      e.g. if prog is a subprog, insn_start > 0
 172  * linfo_idx:
 173  *      The prog's idx to prog->aux->linfo and jited_linfo
 174  *
 175  * jited_linfo[linfo_idx] = prog->bpf_func
 176  *
 177  * For i > linfo_idx,
 178  *
 179  * jited_linfo[i] = prog->bpf_func +
 180  *      insn_to_jit_off[linfo[i].insn_off - insn_start - 1]
 181  */
 182 void bpf_prog_fill_jited_linfo(struct bpf_prog *prog,
 183                                const u32 *insn_to_jit_off)
 184 {
 185         u32 linfo_idx, insn_start, insn_end, nr_linfo, i;
 186         const struct bpf_line_info *linfo;
 187         void **jited_linfo;
 188
 189         if (!prog->aux->jited_linfo)
 190                 /* Userspace did not provide linfo */
 191                 return;
 192
 193         linfo_idx = prog->aux->linfo_idx;
 194         linfo = &prog->aux->linfo[linfo_idx];
 195         insn_start = linfo[0].insn_off;
 196         insn_end = insn_start + prog->len;
 197
 198         jited_linfo = &prog->aux->jited_linfo[linfo_idx];
 199         jited_linfo[0] = prog->bpf_func;
 200
 201         nr_linfo = prog->aux->nr_linfo - linfo_idx;
 202
 203         for (i = 1; i < nr_linfo && linfo[i].insn_off < insn_end; i++)
 204                 /* The verifier ensures that linfo[i].insn_off is
 205                  * strictly increasing
 206                  */
 207                 jited_linfo[i] = prog->bpf_func +
 208                         insn_to_jit_off[linfo[i].insn_off - insn_start - 1];
 209 }
 210
 211 void bpf_prog_free_linfo(struct bpf_prog *prog)
 212 {
 213         bpf_prog_free_jited_linfo(prog);
 214         kvfree(prog->aux->linfo);
 215 }
 216
 217 struct bpf_prog *bpf_prog_realloc(struct bpf_prog *fp_old, unsigned int size,
 218                                   gfp_t gfp_extra_flags)
 219 {
 220         gfp_t gfp_flags = GFP_KERNEL | __GFP_ZERO | gfp_extra_flags;
 221         struct bpf_prog *fp;
 222         u32 pages, delta;
 223         int ret;
 224
 225         BUG_ON(fp_old == NULL);
 226
 227         size = round_up(size, PAGE_SIZE);
 228         pages = size / PAGE_SIZE;
 229         if (pages <= fp_old->pages)
 230                 return fp_old;
 231
 232         delta = pages - fp_old->pages;
 233         ret = __bpf_prog_charge(fp_old->aux->user, delta);
 234         if (ret)
 235                 return NULL;
 236
 237         fp = __vmalloc(size, gfp_flags, PAGE_KERNEL);
 238         if (fp == NULL) {
 239                 __bpf_prog_uncharge(fp_old->aux->user, delta);
 240         } else {
 241                 memcpy(fp, fp_old, fp_old->pages * PAGE_SIZE);
 242                 fp->pages = pages;
 243                 fp->aux->prog = fp;
 244
 245                 /* We keep fp->aux from fp_old around in the new
 246                  * reallocated structure.
 247                  */
 248                 fp_old->aux = NULL;
 249                 __bpf_prog_free(fp_old);
 250         }
 251
 252         return fp;
 253 }
 254
 255 void __bpf_prog_free(struct bpf_prog *fp)
 256 {
 257         if (fp->aux) {
 258                 free_percpu(fp->aux->stats);
 259                 kfree(fp->aux);
 260         }
 261         vfree(fp);
 262 }
 263
 264 int bpf_prog_calc_tag(struct bpf_prog *fp)
 265 {
 266         const u32 bits_offset = SHA_MESSAGE_BYTES - sizeof(__be64);
 267         u32 raw_size = bpf_prog_tag_scratch_size(fp);
 268         u32 digest[SHA_DIGEST_WORDS];
 269         u32 ws[SHA_WORKSPACE_WORDS];
 270         u32 i, bsize, psize, blocks;
 271         struct bpf_insn *dst;
 272         bool was_ld_map;
 273         u8 *raw, *todo;
 274         __be32 *result;
 275         __be64 *bits;
 276
 277         raw = vmalloc(raw_size);
 278         if (!raw)
 279                 return -ENOMEM;
 280
 281         sha_init(digest);
 282         memset(ws, 0, sizeof(ws));
 283
 284         /* We need to take out the map fd for the digest calculation
 285          * since they are unstable from user space side.
 286          */
 287         dst = (void *)raw;
 288         for (i = 0, was_ld_map = false; i < fp->len; i++) {
 289                 dst[i] = fp->insnsi[i];
 290                 if (!was_ld_map &&
 291                     dst[i].code == (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW) &&
 292                     (dst[i].src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD ||
 293                      dst[i].src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_VALUE)) {
 294                         was_ld_map = true;
 295                         dst[i].imm = 0;
 296                 } else if (was_ld_map &&
 297                            dst[i].code == 0 &&
 298                            dst[i].dst_reg == 0 &&
 299                            dst[i].src_reg == 0 &&
 300                            dst[i].off == 0) {
 301                         was_ld_map = false;
 302                         dst[i].imm = 0;
 303                 } else {
 304                         was_ld_map = false;
 305                 }
 306         }
 307
 308         psize = bpf_prog_insn_size(fp);
 309         memset(&raw[psize], 0, raw_size - psize);
 310         raw[psize++] = 0x80;
 311
 312         bsize  = round_up(psize, SHA_MESSAGE_BYTES);
 313         blocks = bsize / SHA_MESSAGE_BYTES;
 314         todo   = raw;
 315         if (bsize - psize >= sizeof(__be64)) {
 316                 bits = (__be64 *)(todo + bsize - sizeof(__be64));
 317         } else {
 318                 bits = (__be64 *)(todo + bsize + bits_offset);
 319                 blocks++;
 320         }
 321         *bits = cpu_to_be64((psize - 1) << 3);
 322
 323         while (blocks--) {
 324                 sha_transform(digest, todo, ws);
 325                 todo += SHA_MESSAGE_BYTES;
 326         }
 327
 328         result = (__force __be32 *)digest;
 329         for (i = 0; i < SHA_DIGEST_WORDS; i++)
 330                 result[i] = cpu_to_be32(digest[i]);
 331         memcpy(fp->tag, result, sizeof(fp->tag));
 332
 333         vfree(raw);
 334         return 0;
 335 }
 336
 337 static int bpf_adj_delta_to_imm(struct bpf_insn *insn, u32 pos, s32 end_old,
 338                                 s32 end_new, s32 curr, const bool probe_pass)
 339 {
 340         const s64 imm_min = S32_MIN, imm_max = S32_MAX;
 341         s32 delta = end_new - end_old;
 342         s64 imm = insn->imm;
 343
 344         if (curr < pos && curr + imm + 1 >= end_old)
 345                 imm += delta;
 346         else if (curr >= end_new && curr + imm + 1 < end_new)
 347                 imm -= delta;
 348         if (imm < imm_min || imm > imm_max)
 349                 return -ERANGE;
 350         if (!probe_pass)
 351                 insn->imm = imm;
 352         return 0;
 353 }
 354
 355 static int bpf_adj_delta_to_off(struct bpf_insn *insn, u32 pos, s32 end_old,
 356                                 s32 end_new, s32 curr, const bool probe_pass)
 357 {
 358         const s32 off_min = S16_MIN, off_max = S16_MAX;
 359         s32 delta = end_new - end_old;
 360         s32 off = insn->off;
 361
 362         if (curr < pos && curr + off + 1 >= end_old)
 363                 off += delta;
 364         else if (curr >= end_new && curr + off + 1 < end_new)
 365                 off -= delta;
 366         if (off < off_min || off > off_max)
 367                 return -ERANGE;
 368         if (!probe_pass)
 369                 insn->off = off;
 370         return 0;
 371 }
 372
 373 static int bpf_adj_branches(struct bpf_prog *prog, u32 pos, s32 end_old,
 374                             s32 end_new, const bool probe_pass)
 375 {
 376         u32 i, insn_cnt = prog->len + (probe_pass ? end_new - end_old : 0);
 377         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
 378         int ret = 0;
 379
 380         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
 381                 u8 code;
 382
 383                 /* In the probing pass we still operate on the original,
 384                  * unpatched image in order to check overflows before we
 385                  * do any other adjustments. Therefore skip the patchlet.
 386                  */
 387                 if (probe_pass && i == pos) {
 388                         i = end_new;
 389                         insn = prog->insnsi + end_old;
 390                 }
 391                 code = insn->code;
 392                 if ((BPF_CLASS(code) != BPF_JMP &&
 393                      BPF_CLASS(code) != BPF_JMP32) ||
 394                     BPF_OP(code) == BPF_EXIT)
 395                         continue;
 396                 /* Adjust offset of jmps if we cross patch boundaries. */
 397                 if (BPF_OP(code) == BPF_CALL) {
 398                         if (insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
 399                                 continue;
 400                         ret = bpf_adj_delta_to_imm(insn, pos, end_old,
 401                                                    end_new, i, probe_pass);
 402                 } else {
 403                         ret = bpf_adj_delta_to_off(insn, pos, end_old,
 404                                                    end_new, i, probe_pass);
 405                 }
 406                 if (ret)
 407                         break;
 408         }
 409
 410         return ret;
 411 }
 412
 413 static void bpf_adj_linfo(struct bpf_prog *prog, u32 off, u32 delta)
 414 {
 415         struct bpf_line_info *linfo;
 416         u32 i, nr_linfo;
 417
 418         nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
 419         if (!nr_linfo || !delta)
 420                 return;
 421
 422         linfo = prog->aux->linfo;
 423
 424         for (i = 0; i < nr_linfo; i++)
 425                 if (off < linfo[i].insn_off)
 426                         break;
 427
 428         /* Push all off < linfo[i].insn_off by delta */
 429         for (; i < nr_linfo; i++)
 430                 linfo[i].insn_off += delta;
 431 }
 432
 433 struct bpf_prog *bpf_patch_insn_single(struct bpf_prog *prog, u32 off,
 434                                        const struct bpf_insn *patch, u32 len)
 435 {
 436         u32 insn_adj_cnt, insn_rest, insn_delta = len - 1;
 437         const u32 cnt_max = S16_MAX;
 438         struct bpf_prog *prog_adj;
 439         int err;
 440
 441         /* Since our patchlet doesn't expand the image, we're done. */
 442         if (insn_delta == 0) {
 443                 memcpy(prog->insnsi + off, patch, sizeof(*patch));
 444                 return prog;
 445         }
 446
 447         insn_adj_cnt = prog->len + insn_delta;
 448
 449         /* Reject anything that would potentially let the insn->off
 450          * target overflow when we have excessive program expansions.
 451          * We need to probe here before we do any reallocation where
 452          * we afterwards may not fail anymore.
 453          */
 454         if (insn_adj_cnt > cnt_max &&
 455             (err = bpf_adj_branches(prog, off, off + 1, off + len, true)))
 456                 return ERR_PTR(err);
 457
 458         /* Several new instructions need to be inserted. Make room
 459          * for them. Likely, there's no need for a new allocation as
 460          * last page could have large enough tailroom.
 461          */
 462         prog_adj = bpf_prog_realloc(prog, bpf_prog_size(insn_adj_cnt),
 463                                     GFP_USER);
 464         if (!prog_adj)
 465                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 466
 467         prog_adj->len = insn_adj_cnt;
 468
 469         /* Patching happens in 3 steps:
 470          *
 471          * 1) Move over tail of insnsi from next instruction onwards,
 472          *    so we can patch the single target insn with one or more
 473          *    new ones (patching is always from 1 to n insns, n > 0).
 474          * 2) Inject new instructions at the target location.
 475          * 3) Adjust branch offsets if necessary.
 476          */
 477         insn_rest = insn_adj_cnt - off - len;
 478
 479         memmove(prog_adj->insnsi + off + len, prog_adj->insnsi + off + 1,
 480                 sizeof(*patch) * insn_rest);
 481         memcpy(prog_adj->insnsi + off, patch, sizeof(*patch) * len);
 482
 483         /* We are guaranteed to not fail at this point, otherwise
 484          * the ship has sailed to reverse to the original state. An
 485          * overflow cannot happen at this point.
 486          */
 487         BUG_ON(bpf_adj_branches(prog_adj, off, off + 1, off + len, false));
 488
 489         bpf_adj_linfo(prog_adj, off, insn_delta);
 490
 491         return prog_adj;
 492 }
 493
 494 int bpf_remove_insns(struct bpf_prog *prog, u32 off, u32 cnt)
 495 {
 496         /* Branch offsets can't overflow when program is shrinking, no need
 497          * to call bpf_adj_branches(..., true) here
 498          */
 499         memmove(prog->insnsi + off, prog->insnsi + off + cnt,
 500                 sizeof(struct bpf_insn) * (prog->len - off - cnt));
 501         prog->len -= cnt;
 502
 503         return WARN_ON_ONCE(bpf_adj_branches(prog, off, off + cnt, off, false));
 504 }
 505
 506 static void bpf_prog_kallsyms_del_subprogs(struct bpf_prog *fp)
 507 {
 508         int i;
 509
 510         for (i = 0; i < fp->aux->func_cnt; i++)
 511                 bpf_prog_kallsyms_del(fp->aux->func[i]);
 512 }
 513
 514 void bpf_prog_kallsyms_del_all(struct bpf_prog *fp)
 515 {
 516         bpf_prog_kallsyms_del_subprogs(fp);
 517         bpf_prog_kallsyms_del(fp);
 518 }
 519
 520 #ifdef CONFIG_BPF_JIT
 521 /* All BPF JIT sysctl knobs here. */
 522 int bpf_jit_enable   __read_mostly = IS_BUILTIN(CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON);
 523 int bpf_jit_harden   __read_mostly;
 524 int bpf_jit_kallsyms __read_mostly;
 525 long bpf_jit_limit   __read_mostly;
 526 long bpf_jit_limit_max __read_mostly;
 527
 528 static __always_inline void
 529 bpf_get_prog_addr_region(const struct bpf_prog *prog,
 530                          unsigned long *symbol_start,
 531                          unsigned long *symbol_end)
 532 {
 533         const struct bpf_binary_header *hdr = bpf_jit_binary_hdr(prog);
 534         unsigned long addr = (unsigned long)hdr;
 535
 536         WARN_ON_ONCE(!bpf_prog_ebpf_jited(prog));
 537
 538         *symbol_start = addr;
 539         *symbol_end   = addr + hdr->pages * PAGE_SIZE;
 540 }
 541
 542 void bpf_get_prog_name(const struct bpf_prog *prog, char *sym)
 543 {
 544         const char *end = sym + KSYM_NAME_LEN;
 545         const struct btf_type *type;
 546         const char *func_name;
 547
 548         BUILD_BUG_ON(sizeof("bpf_prog_") +
 549                      sizeof(prog->tag) * 2 +
 550                      /* name has been null terminated.
 551                       * We should need +1 for the '_' preceding
 552                       * the name.  However, the null character
 553                       * is double counted between the name and the
 554                       * sizeof("bpf_prog_") above, so we omit
 555                       * the +1 here.
 556                       */
 557                      sizeof(prog->aux->name) > KSYM_NAME_LEN);
 558
 559         sym += snprintf(sym, KSYM_NAME_LEN, "bpf_prog_");
 560         sym  = bin2hex(sym, prog->tag, sizeof(prog->tag));
 561
 562         /* prog->aux->name will be ignored if full btf name is available */
 563         if (prog->aux->func_info_cnt) {
 564                 type = btf_type_by_id(prog->aux->btf,
 565                                       prog->aux->func_info[prog->aux->func_idx].type_id);
 566                 func_name = btf_name_by_offset(prog->aux->btf, type->name_off);
 567                 snprintf(sym, (size_t)(end - sym), "_%s", func_name);
 568                 return;
 569         }
 570
 571         if (prog->aux->name[0])
 572                 snprintf(sym, (size_t)(end - sym), "_%s", prog->aux->name);
 573         else
 574                 *sym = 0;
 575 }
 576
 577 static __always_inline unsigned long
 578 bpf_get_prog_addr_start(struct latch_tree_node *n)
 579 {
 580         unsigned long symbol_start, symbol_end;
 581         const struct bpf_prog_aux *aux;
 582
 583         aux = container_of(n, struct bpf_prog_aux, ksym_tnode);
 584         bpf_get_prog_addr_region(aux->prog, &symbol_start, &symbol_end);
 585
 586         return symbol_start;
 587 }
 588
 589 static __always_inline bool bpf_tree_less(struct latch_tree_node *a,
 590                                           struct latch_tree_node *b)
 591 {
 592         return bpf_get_prog_addr_start(a) < bpf_get_prog_addr_start(b);
 593 }
 594
 595 static __always_inline int bpf_tree_comp(void *key, struct latch_tree_node *n)
 596 {
 597         unsigned long val = (unsigned long)key;
 598         unsigned long symbol_start, symbol_end;
 599         const struct bpf_prog_aux *aux;
 600
 601         aux = container_of(n, struct bpf_prog_aux, ksym_tnode);
 602         bpf_get_prog_addr_region(aux->prog, &symbol_start, &symbol_end);
 603
 604         if (val < symbol_start)
 605                 return -1;
 606         if (val >= symbol_end)
 607                 return  1;
 608
 609         return 0;
 610 }
 611
 612 static const struct latch_tree_ops bpf_tree_ops = {
 613         .less   = bpf_tree_less,
 614         .comp   = bpf_tree_comp,
 615 };
 616
 617 static DEFINE_SPINLOCK(bpf_lock);
 618 static LIST_HEAD(bpf_kallsyms);
 619 static struct latch_tree_root bpf_tree __cacheline_aligned;
 620
 621 static void bpf_prog_ksym_node_add(struct bpf_prog_aux *aux)
 622 {
 623         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&aux->ksym_lnode));
 624         list_add_tail_rcu(&aux->ksym_lnode, &bpf_kallsyms);
 625         latch_tree_insert(&aux->ksym_tnode, &bpf_tree, &bpf_tree_ops);
 626 }
 627
 628 static void bpf_prog_ksym_node_del(struct bpf_prog_aux *aux)
 629 {
 630         if (list_empty(&aux->ksym_lnode))
 631                 return;
 632
 633         latch_tree_erase(&aux->ksym_tnode, &bpf_tree, &bpf_tree_ops);
 634         list_del_rcu(&aux->ksym_lnode);
 635 }
 636
 637 static bool bpf_prog_kallsyms_candidate(const struct bpf_prog *fp)
 638 {
 639         return fp->jited && !bpf_prog_was_classic(fp);
 640 }
 641
 642 static bool bpf_prog_kallsyms_verify_off(const struct bpf_prog *fp)
 643 {
 644         return list_empty(&fp->aux->ksym_lnode) ||
 645                fp->aux->ksym_lnode.prev == LIST_POISON2;
 646 }
 647
 648 void bpf_prog_kallsyms_add(struct bpf_prog *fp)
 649 {
 650         if (!bpf_prog_kallsyms_candidate(fp) ||
 651             !capable(CAP_SYS_ADMIN))
 652                 return;
 653
 654         spin_lock_bh(&bpf_lock);
 655         bpf_prog_ksym_node_add(fp->aux);
 656         spin_unlock_bh(&bpf_lock);
 657 }
 658
 659 void bpf_prog_kallsyms_del(struct bpf_prog *fp)
 660 {
 661         if (!bpf_prog_kallsyms_candidate(fp))
 662                 return;
 663
 664         spin_lock_bh(&bpf_lock);
 665         bpf_prog_ksym_node_del(fp->aux);
 666         spin_unlock_bh(&bpf_lock);
 667 }
 668
 669 static struct bpf_prog *bpf_prog_kallsyms_find(unsigned long addr)
 670 {
 671         struct latch_tree_node *n;
 672
 673         if (!bpf_jit_kallsyms_enabled())
 674                 return NULL;
 675
 676         n = latch_tree_find((void *)addr, &bpf_tree, &bpf_tree_ops);
 677         return n ?
 678                container_of(n, struct bpf_prog_aux, ksym_tnode)->prog :
 679                NULL;
 680 }
 681
 682 const char *__bpf_address_lookup(unsigned long addr, unsigned long *size,
 683                                  unsigned long *off, char *sym)
 684 {
 685         unsigned long symbol_start, symbol_end;
 686         struct bpf_prog *prog;
 687         char *ret = NULL;
 688
 689         rcu_read_lock();
 690         prog = bpf_prog_kallsyms_find(addr);
 691         if (prog) {
 692                 bpf_get_prog_addr_region(prog, &symbol_start, &symbol_end);
 693                 bpf_get_prog_name(prog, sym);
 694
 695                 ret = sym;
 696                 if (size)
 697                         *size = symbol_end - symbol_start;
 698                 if (off)
 699                         *off  = addr - symbol_start;
 700         }
 701         rcu_read_unlock();
 702
 703         return ret;
 704 }
 705
 706 bool is_bpf_text_address(unsigned long addr)
 707 {
 708         bool ret;
 709
 710         rcu_read_lock();
 711         ret = bpf_prog_kallsyms_find(addr) != NULL;
 712         rcu_read_unlock();
 713
 714         return ret;
 715 }
 716
 717 int bpf_get_kallsym(unsigned int symnum, unsigned long *value, char *type,
 718                     char *sym)
 719 {
 720         struct bpf_prog_aux *aux;
 721         unsigned int it = 0;
 722         int ret = -ERANGE;
 723
 724         if (!bpf_jit_kallsyms_enabled())
 725                 return ret;
 726
 727         rcu_read_lock();
 728         list_for_each_entry_rcu(aux, &bpf_kallsyms, ksym_lnode) {
 729                 if (it++ != symnum)
 730                         continue;
 731
 732                 bpf_get_prog_name(aux->prog, sym);
 733
 734                 *value = (unsigned long)aux->prog->bpf_func;
 735                 *type  = BPF_SYM_ELF_TYPE;
 736
 737                 ret = 0;
 738                 break;
 739         }
 740         rcu_read_unlock();
 741
 742         return ret;
 743 }
 744
 745 static atomic_long_t bpf_jit_current;
 746
 747 /* Can be overridden by an arch's JIT compiler if it has a custom,
 748  * dedicated BPF backend memory area, or if neither of the two
 749  * below apply.
 750  */
 751 u64 __weak bpf_jit_alloc_exec_limit(void)
 752 {
 753 #if defined(MODULES_VADDR)
 754         return MODULES_END - MODULES_VADDR;
 755 #else
 756         return VMALLOC_END - VMALLOC_START;
 757 #endif
 758 }
 759
 760 static int __init bpf_jit_charge_init(void)
 761 {
 762         /* Only used as heuristic here to derive limit. */
 763         bpf_jit_limit_max = bpf_jit_alloc_exec_limit();
 764         bpf_jit_limit = min_t(u64, round_up(bpf_jit_limit_max >> 2,
 765                                             PAGE_SIZE), LONG_MAX);
 766         return 0;
 767 }
 768 pure_initcall(bpf_jit_charge_init);
 769
 770 static int bpf_jit_charge_modmem(u32 pages)
 771 {
 772         if (atomic_long_add_return(pages, &bpf_jit_current) >
 773             (bpf_jit_limit >> PAGE_SHIFT)) {
 774                 if (!capable(CAP_SYS_ADMIN)) {
 775                         atomic_long_sub(pages, &bpf_jit_current);
 776                         return -EPERM;
 777                 }
 778         }
 779
 780         return 0;
 781 }
 782
 783 static void bpf_jit_uncharge_modmem(u32 pages)
 784 {
 785         atomic_long_sub(pages, &bpf_jit_current);
 786 }
 787
 788 void *__weak bpf_jit_alloc_exec(unsigned long size)
 789 {
 790         return module_alloc(size);
 791 }
 792
 793 void __weak bpf_jit_free_exec(void *addr)
 794 {
 795         module_memfree(addr);
 796 }
 797
 798 struct bpf_binary_header *
 799 bpf_jit_binary_alloc(unsigned int proglen, u8 **image_ptr,
 800                      unsigned int alignment,
 801                      bpf_jit_fill_hole_t bpf_fill_ill_insns)
 802 {
 803         struct bpf_binary_header *hdr;
 804         u32 size, hole, start, pages;
 805
 806         /* Most of BPF filters are really small, but if some of them
 807          * fill a page, allow at least 128 extra bytes to insert a
 808          * random section of illegal instructions.
 809          */
 810         size = round_up(proglen + sizeof(*hdr) + 128, PAGE_SIZE);
 811         pages = size / PAGE_SIZE;
 812
 813         if (bpf_jit_charge_modmem(pages))
 814                 return NULL;
 815         hdr = bpf_jit_alloc_exec(size);
 816         if (!hdr) {
 817                 bpf_jit_uncharge_modmem(pages);
 818                 return NULL;
 819         }
 820
 821         /* Fill space with illegal/arch-dep instructions. */
 822         bpf_fill_ill_insns(hdr, size);
 823
 824         hdr->pages = pages;
 825         hole = min_t(unsigned int, size - (proglen + sizeof(*hdr)),
 826                      PAGE_SIZE - sizeof(*hdr));
 827         start = (get_random_int() % hole) & ~(alignment - 1);
 828
 829         /* Leave a random number of instructions before BPF code. */
 830         *image_ptr = &hdr->image[start];
 831
 832         return hdr;
 833 }
 834
 835 void bpf_jit_binary_free(struct bpf_binary_header *hdr)
 836 {
 837         u32 pages = hdr->pages;
 838
 839         bpf_jit_free_exec(hdr);
 840         bpf_jit_uncharge_modmem(pages);
 841 }
 842
 843 /* This symbol is only overridden by archs that have different
 844  * requirements than the usual eBPF JITs, f.e. when they only
 845  * implement cBPF JIT, do not set images read-only, etc.
 846  */
 847 void __weak bpf_jit_free(struct bpf_prog *fp)
 848 {
 849         if (fp->jited) {
 850                 struct bpf_binary_header *hdr = bpf_jit_binary_hdr(fp);
 851
 852                 bpf_jit_binary_free(hdr);
 853
 854                 WARN_ON_ONCE(!bpf_prog_kallsyms_verify_off(fp));
 855         }
 856
 857         bpf_prog_unlock_free(fp);
 858 }
 859
 860 int bpf_jit_get_func_addr(const struct bpf_prog *prog,
 861                           const struct bpf_insn *insn, bool extra_pass,
 862                           u64 *func_addr, bool *func_addr_fixed)
 863 {
 864         s16 off = insn->off;
 865         s32 imm = insn->imm;
 866         u8 *addr;
 867
 868         *func_addr_fixed = insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL;
 869         if (!*func_addr_fixed) {
 870                 /* Place-holder address till the last pass has collected
 871                  * all addresses for JITed subprograms in which case we
 872                  * can pick them up from prog->aux.
 873                  */
 874                 if (!extra_pass)
 875                         addr = NULL;
 876                 else if (prog->aux->func &&
 877                          off >= 0 && off < prog->aux->func_cnt)
 878                         addr = (u8 *)prog->aux->func[off]->bpf_func;
 879                 else
 880                         return -EINVAL;
 881         } else {
 882                 /* Address of a BPF helper call. Since part of the core
 883                  * kernel, it's always at a fixed location. __bpf_call_base
 884                  * and the helper with imm relative to it are both in core
 885                  * kernel.
 886                  */
 887                 addr = (u8 *)__bpf_call_base + imm;
 888         }
 889
 890         *func_addr = (unsigned long)addr;
 891         return 0;
 892 }
 893
 894 static int bpf_jit_blind_insn(const struct bpf_insn *from,
 895                               const struct bpf_insn *aux,
 896                               struct bpf_insn *to_buff,
 897                               bool emit_zext)
 898 {
 899         struct bpf_insn *to = to_buff;
 900         u32 imm_rnd = get_random_int();
 901         s16 off;
 902
 903         BUILD_BUG_ON(BPF_REG_AX  + 1 != MAX_BPF_JIT_REG);
 904         BUILD_BUG_ON(MAX_BPF_REG + 1 != MAX_BPF_JIT_REG);
 905
 906         /* Constraints on AX register:
 907          *
 908          * AX register is inaccessible from user space. It is mapped in
 909          * all JITs, and used here for constant blinding rewrites. It is
 910          * typically "stateless" meaning its contents are only valid within
 911          * the executed instruction, but not across several instructions.
 912          * There are a few exceptions however which are further detailed
 913          * below.
 914          *
 915          * Constant blinding is only used by JITs, not in the interpreter.
 916          * The interpreter uses AX in some occasions as a local temporary
 917          * register e.g. in DIV or MOD instructions.
 918          *
 919          * In restricted circumstances, the verifier can also use the AX
 920          * register for rewrites as long as they do not interfere with
 921          * the above cases!
 922          */
 923         if (from->dst_reg == BPF_REG_AX || from->src_reg == BPF_REG_AX)
 924                 goto out;
 925
 926         if (from->imm == 0 &&
 927             (from->code == (BPF_ALU   | BPF_MOV | BPF_K) ||
 928              from->code == (BPF_ALU64 | BPF_MOV | BPF_K))) {
 929                 *to++ = BPF_ALU64_REG(BPF_XOR, from->dst_reg, from->dst_reg);
 930                 goto out;
 931         }
 932
 933         switch (from->code) {
 934         case BPF_ALU | BPF_ADD | BPF_K:
 935         case BPF_ALU | BPF_SUB | BPF_K:
 936         case BPF_ALU | BPF_AND | BPF_K:
 937         case BPF_ALU | BPF_OR  | BPF_K:
 938         case BPF_ALU | BPF_XOR | BPF_K:
 939         case BPF_ALU | BPF_MUL | BPF_K:
 940         case BPF_ALU | BPF_MOV | BPF_K:
 941         case BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_K:
 942         case BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_K:
 943                 *to++ = BPF_ALU32_IMM(BPF_MOV, BPF_REG_AX, imm_rnd ^ from->imm);
 944                 *to++ = BPF_ALU32_IMM(BPF_XOR, BPF_REG_AX, imm_rnd);
 945                 *to++ = BPF_ALU32_REG(from->code, from->dst_reg, BPF_REG_AX);
 946                 break;
 947
 948         case BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_K:
 949         case BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_K:
 950         case BPF_ALU64 | BPF_AND | BPF_K:
 951         case BPF_ALU64 | BPF_OR  | BPF_K:
 952         case BPF_ALU64 | BPF_XOR | BPF_K:
 953         case BPF_ALU64 | BPF_MUL | BPF_K:
 954         case BPF_ALU64 | BPF_MOV | BPF_K:
 955         case BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_K:
 956         case BPF_ALU64 | BPF_MOD | BPF_K:
 957                 *to++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MOV, BPF_REG_AX, imm_rnd ^ from->imm);
 958                 *to++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_XOR, BPF_REG_AX, imm_rnd);
 959                 *to++ = BPF_ALU64_REG(from->code, from->dst_reg, BPF_REG_AX);
 960                 break;
 961
 962         case BPF_JMP | BPF_JEQ  | BPF_K:
 963         case BPF_JMP | BPF_JNE  | BPF_K:
 964         case BPF_JMP | BPF_JGT  | BPF_K:
 965         case BPF_JMP | BPF_JLT  | BPF_K:
 966         case BPF_JMP | BPF_JGE  | BPF_K:
 967         case BPF_JMP | BPF_JLE  | BPF_K:
 968         case BPF_JMP | BPF_JSGT | BPF_K:
 969         case BPF_JMP | BPF_JSLT | BPF_K:
 970         case BPF_JMP | BPF_JSGE | BPF_K:
 971         case BPF_JMP | BPF_JSLE | BPF_K:
 972         case BPF_JMP | BPF_JSET | BPF_K:
 973                 /* Accommodate for extra offset in case of a backjump. */
 974                 off = from->off;
 975                 if (off < 0)
 976                         off -= 2;
 977                 *to++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MOV, BPF_REG_AX, imm_rnd ^ from->imm);
 978                 *to++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_XOR, BPF_REG_AX, imm_rnd);
 979                 *to++ = BPF_JMP_REG(from->code, from->dst_reg, BPF_REG_AX, off);
 980                 break;
 981
 982         case BPF_JMP32 | BPF_JEQ  | BPF_K:
 983         case BPF_JMP32 | BPF_JNE  | BPF_K:
 984         case BPF_JMP32 | BPF_JGT  | BPF_K:
 985         case BPF_JMP32 | BPF_JLT  | BPF_K:
 986         case BPF_JMP32 | BPF_JGE  | BPF_K:
 987         case BPF_JMP32 | BPF_JLE  | BPF_K:
 988         case BPF_JMP32 | BPF_JSGT | BPF_K:
 989         case BPF_JMP32 | BPF_JSLT | BPF_K:
 990         case BPF_JMP32 | BPF_JSGE | BPF_K:
 991         case BPF_JMP32 | BPF_JSLE | BPF_K:
 992         case BPF_JMP32 | BPF_JSET | BPF_K:
 993                 /* Accommodate for extra offset in case of a backjump. */
 994                 off = from->off;
 995                 if (off < 0)
 996                         off -= 2;
 997                 *to++ = BPF_ALU32_IMM(BPF_MOV, BPF_REG_AX, imm_rnd ^ from->imm);
 998                 *to++ = BPF_ALU32_IMM(BPF_XOR, BPF_REG_AX, imm_rnd);
 999                 *to++ = BPF_JMP32_REG(from->code, from->dst_reg, BPF_REG_AX,
1000                                       off);
1001                 break;
1002
1003         case BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW:
1004                 *to++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MOV, BPF_REG_AX, imm_rnd ^ aux[1].imm);
1005                 *to++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_XOR, BPF_REG_AX, imm_rnd);
1006                 *to++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_AX, 32);
1007                 *to++ = BPF_ALU64_REG(BPF_MOV, aux[0].dst_reg, BPF_REG_AX);
1008                 break;
1009         case 0: /* Part 2 of BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW. */
1010                 *to++ = BPF_ALU32_IMM(BPF_MOV, BPF_REG_AX, imm_rnd ^ aux[0].imm);
1011                 *to++ = BPF_ALU32_IMM(BPF_XOR, BPF_REG_AX, imm_rnd);
1012                 if (emit_zext)
1013                         *to++ = BPF_ZEXT_REG(BPF_REG_AX);
1014                 *to++ = BPF_ALU64_REG(BPF_OR,  aux[0].dst_reg, BPF_REG_AX);
1015                 break;
1016
1017         case BPF_ST | BPF_MEM | BPF_DW:
1018         case BPF_ST | BPF_MEM | BPF_W:
1019         case BPF_ST | BPF_MEM | BPF_H:
1020         case BPF_ST | BPF_MEM | BPF_B:
1021                 *to++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MOV, BPF_REG_AX, imm_rnd ^ from->imm);
1022                 *to++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_XOR, BPF_REG_AX, imm_rnd);
1023                 *to++ = BPF_STX_MEM(from->code, from->dst_reg, BPF_REG_AX, from->off);
1024                 break;
1025         }
1026 out:
1027         return to - to_buff;
1028 }
1029
1030 static struct bpf_prog *bpf_prog_clone_create(struct bpf_prog *fp_other,
1031                                               gfp_t gfp_extra_flags)
1032 {
1033         gfp_t gfp_flags = GFP_KERNEL | __GFP_ZERO | gfp_extra_flags;
1034         struct bpf_prog *fp;
1035
1036         fp = __vmalloc(fp_other->pages * PAGE_SIZE, gfp_flags, PAGE_KERNEL);
1037         if (fp != NULL) {
1038                 /* aux->prog still points to the fp_other one, so
1039                  * when promoting the clone to the real program,
1040                  * this still needs to be adapted.
1041                  */
1042                 memcpy(fp, fp_other, fp_other->pages * PAGE_SIZE);
1043         }
1044
1045         return fp;
1046 }
1047
1048 static void bpf_prog_clone_free(struct bpf_prog *fp)
1049 {
1050         /* aux was stolen by the other clone, so we cannot free
1051          * it from this path! It will be freed eventually by the
1052          * other program on release.
1053          *
1054          * At this point, we don't need a deferred release since
1055          * clone is guaranteed to not be locked.
1056          */
1057         fp->aux = NULL;
1058         __bpf_prog_free(fp);
1059 }
1060
1061 void bpf_jit_prog_release_other(struct bpf_prog *fp, struct bpf_prog *fp_other)
1062 {
1063         /* We have to repoint aux->prog to self, as we don't
1064          * know whether fp here is the clone or the original.
1065          */
1066         fp->aux->prog = fp;
1067         bpf_prog_clone_free(fp_other);
1068 }
1069
1070 struct bpf_prog *bpf_jit_blind_constants(struct bpf_prog *prog)
1071 {
1072         struct bpf_insn insn_buff[16], aux[2];
1073         struct bpf_prog *clone, *tmp;
1074         int insn_delta, insn_cnt;
1075         struct bpf_insn *insn;
1076         int i, rewritten;
1077
1078         if (!bpf_jit_blinding_enabled(prog) || prog->blinded)
1079                 return prog;
1080
1081         clone = bpf_prog_clone_create(prog, GFP_USER);
1082         if (!clone)
1083                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1084
1085         insn_cnt = clone->len;
1086         insn = clone->insnsi;
1087
1088         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
1089                 /* We temporarily need to hold the original ld64 insn
1090                  * so that we can still access the first part in the
1091                  * second blinding run.
1092                  */
1093                 if (insn[0].code == (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW) &&
1094                     insn[1].code == 0)
1095                         memcpy(aux, insn, sizeof(aux));
1096
1097                 rewritten = bpf_jit_blind_insn(insn, aux, insn_buff,
1098                                                 clone->aux->verifier_zext);
1099                 if (!rewritten)
1100                         continue;
1101
1102                 tmp = bpf_patch_insn_single(clone, i, insn_buff, rewritten);
1103                 if (IS_ERR(tmp)) {
1104                         /* Patching may have repointed aux->prog during
1105                          * realloc from the original one, so we need to
1106                          * fix it up here on error.
1107                          */
1108                         bpf_jit_prog_release_other(prog, clone);
1109                         return tmp;
1110                 }
1111
1112                 clone = tmp;
1113                 insn_delta = rewritten - 1;
1114
1115                 /* Walk new program and skip insns we just inserted. */
1116                 insn = clone->insnsi + i + insn_delta;
1117                 insn_cnt += insn_delta;
1118                 i        += insn_delta;
1119         }
1120
1121         clone->blinded = 1;
1122         return clone;
1123 }
1124 #endif /* CONFIG_BPF_JIT */
1125
1126 /* Base function for offset calculation. Needs to go into .text section,
1127  * therefore keeping it non-static as well; will also be used by JITs
1128  * anyway later on, so do not let the compiler omit it. This also needs
1129  * to go into kallsyms for correlation from e.g. bpftool, so naming
1130  * must not change.
1131  */
1132 noinline u64 __bpf_call_base(u64 r1, u64 r2, u64 r3, u64 r4, u64 r5)
1133 {
1134         return 0;
1135 }
1136 EXPORT_SYMBOL_GPL(__bpf_call_base);
1137
1138 /* All UAPI available opcodes. */
1139 #define BPF_INSN_MAP(INSN_2, INSN_3)            \
1140         /* 32 bit ALU operations. */            \
1141         /*   Register based. */                 \
1142         INSN_3(ALU, ADD,  X),                   \
1143         INSN_3(ALU, SUB,  X),                   \
1144         INSN_3(ALU, AND,  X),                   \
1145         INSN_3(ALU, OR,   X),                   \
1146         INSN_3(ALU, LSH,  X),                   \
1147         INSN_3(ALU, RSH,  X),                   \
1148         INSN_3(ALU, XOR,  X),                   \
1149         INSN_3(ALU, MUL,  X),                   \
1150         INSN_3(ALU, MOV,  X),                   \
1151         INSN_3(ALU, ARSH, X),                   \
1152         INSN_3(ALU, DIV,  X),                   \
1153         INSN_3(ALU, MOD,  X),                   \
1154         INSN_2(ALU, NEG),                       \
1155         INSN_3(ALU, END, TO_BE),                \
1156         INSN_3(ALU, END, TO_LE),                \
1157         /*   Immediate based. */                \
1158         INSN_3(ALU, ADD,  K),                   \
1159         INSN_3(ALU, SUB,  K),                   \
1160         INSN_3(ALU, AND,  K),                   \
1161         INSN_3(ALU, OR,   K),                   \
1162         INSN_3(ALU, LSH,  K),                   \
1163         INSN_3(ALU, RSH,  K),                   \
1164         INSN_3(ALU, XOR,  K),                   \
1165         INSN_3(ALU, MUL,  K),                   \
1166         INSN_3(ALU, MOV,  K),                   \
1167         INSN_3(ALU, ARSH, K),                   \
1168         INSN_3(ALU, DIV,  K),                   \
1169         INSN_3(ALU, MOD,  K),                   \
1170         /* 64 bit ALU operations. */            \
1171         /*   Register based. */                 \
1172         INSN_3(ALU64, ADD,  X),                 \
1173         INSN_3(ALU64, SUB,  X),                 \
1174         INSN_3(ALU64, AND,  X),                 \
1175         INSN_3(ALU64, OR,   X),                 \
1176         INSN_3(ALU64, LSH,  X),                 \
1177         INSN_3(ALU64, RSH,  X),                 \
1178         INSN_3(ALU64, XOR,  X),                 \
1179         INSN_3(ALU64, MUL,  X),                 \
1180         INSN_3(ALU64, MOV,  X),                 \
1181         INSN_3(ALU64, ARSH, X),                 \
1182         INSN_3(ALU64, DIV,  X),                 \
1183         INSN_3(ALU64, MOD,  X),                 \
1184         INSN_2(ALU64, NEG),                     \
1185         /*   Immediate based. */                \
1186         INSN_3(ALU64, ADD,  K),                 \
1187         INSN_3(ALU64, SUB,  K),                 \
1188         INSN_3(ALU64, AND,  K),                 \
1189         INSN_3(ALU64, OR,   K),                 \
1190         INSN_3(ALU64, LSH,  K),                 \
1191         INSN_3(ALU64, RSH,  K),                 \
1192         INSN_3(ALU64, XOR,  K),                 \
1193         INSN_3(ALU64, MUL,  K),                 \
1194         INSN_3(ALU64, MOV,  K),                 \
1195         INSN_3(ALU64, ARSH, K),                 \
1196         INSN_3(ALU64, DIV,  K),                 \
1197         INSN_3(ALU64, MOD,  K),                 \
1198         /* Call instruction. */                 \
1199         INSN_2(JMP, CALL),                      \
1200         /* Exit instruction. */                 \
1201         INSN_2(JMP, EXIT),                      \
1202         /* 32-bit Jump instructions. */         \
1203         /*   Register based. */                 \
1204         INSN_3(JMP32, JEQ,  X),                 \
1205         INSN_3(JMP32, JNE,  X),                 \
1206         INSN_3(JMP32, JGT,  X),                 \
1207         INSN_3(JMP32, JLT,  X),                 \
1208         INSN_3(JMP32, JGE,  X),                 \
1209         INSN_3(JMP32, JLE,  X),                 \
1210         INSN_3(JMP32, JSGT, X),                 \
1211         INSN_3(JMP32, JSLT, X),                 \
1212         INSN_3(JMP32, JSGE, X),                 \
1213         INSN_3(JMP32, JSLE, X),                 \
1214         INSN_3(JMP32, JSET, X),                 \
1215         /*   Immediate based. */                \
1216         INSN_3(JMP32, JEQ,  K),                 \
1217         INSN_3(JMP32, JNE,  K),                 \
1218         INSN_3(JMP32, JGT,  K),                 \
1219         INSN_3(JMP32, JLT,  K),                 \
1220         INSN_3(JMP32, JGE,  K),                 \
1221         INSN_3(JMP32, JLE,  K),                 \
1222         INSN_3(JMP32, JSGT, K),                 \
1223         INSN_3(JMP32, JSLT, K),                 \
1224         INSN_3(JMP32, JSGE, K),                 \
1225         INSN_3(JMP32, JSLE, K),                 \
1226         INSN_3(JMP32, JSET, K),                 \
1227         /* Jump instructions. */                \
1228         /*   Register based. */                 \
1229         INSN_3(JMP, JEQ,  X),                   \
1230         INSN_3(JMP, JNE,  X),                   \
1231         INSN_3(JMP, JGT,  X),                   \
1232         INSN_3(JMP, JLT,  X),                   \
1233         INSN_3(JMP, JGE,  X),                   \
1234         INSN_3(JMP, JLE,  X),                   \
1235         INSN_3(JMP, JSGT, X),                   \
1236         INSN_3(JMP, JSLT, X),                   \
1237         INSN_3(JMP, JSGE, X),                   \
1238         INSN_3(JMP, JSLE, X),                   \
1239         INSN_3(JMP, JSET, X),                   \
1240         /*   Immediate based. */                \
1241         INSN_3(JMP, JEQ,  K),                   \
1242         INSN_3(JMP, JNE,  K),                   \
1243         INSN_3(JMP, JGT,  K),                   \
1244         INSN_3(JMP, JLT,  K),                   \
1245         INSN_3(JMP, JGE,  K),                   \
1246         INSN_3(JMP, JLE,  K),                   \
1247         INSN_3(JMP, JSGT, K),                   \
1248         INSN_3(JMP, JSLT, K),                   \
1249         INSN_3(JMP, JSGE, K),                   \
1250         INSN_3(JMP, JSLE, K),                   \
1251         INSN_3(JMP, JSET, K),                   \
1252         INSN_2(JMP, JA),                        \
1253         /* Store instructions. */               \
1254         /*   Register based. */                 \
1255         INSN_3(STX, MEM,  B),                   \
1256         INSN_3(STX, MEM,  H),                   \
1257         INSN_3(STX, MEM,  W),                   \
1258         INSN_3(STX, MEM,  DW),                  \
1259         INSN_3(STX, XADD, W),                   \
1260         INSN_3(STX, XADD, DW),                  \
1261         /*   Immediate based. */                \
1262         INSN_3(ST, MEM, B),                     \
1263         INSN_3(ST, MEM, H),                     \
1264         INSN_3(ST, MEM, W),                     \
1265         INSN_3(ST, MEM, DW),                    \
1266         /* Load instructions. */                \
1267         /*   Register based. */                 \
1268         INSN_3(LDX, MEM, B),                    \
1269         INSN_3(LDX, MEM, H),                    \
1270         INSN_3(LDX, MEM, W),                    \
1271         INSN_3(LDX, MEM, DW),                   \
1272         /*   Immediate based. */                \
1273         INSN_3(LD, IMM, DW)
1274
1275 bool bpf_opcode_in_insntable(u8 code)
1276 {
1277 #define BPF_INSN_2_TBL(x, y)    [BPF_##x | BPF_##y] = true
1278 #define BPF_INSN_3_TBL(x, y, z) [BPF_##x | BPF_##y | BPF_##z] = true
1279         static const bool public_insntable[256] = {
1280                 [0 ... 255] = false,
1281                 /* Now overwrite non-defaults ... */
1282                 BPF_INSN_MAP(BPF_INSN_2_TBL, BPF_INSN_3_TBL),
1283                 /* UAPI exposed, but rewritten opcodes. cBPF carry-over. */
1284                 [BPF_LD | BPF_ABS | BPF_B] = true,
1285                 [BPF_LD | BPF_ABS | BPF_H] = true,
1286                 [BPF_LD | BPF_ABS | BPF_W] = true,
1287                 [BPF_LD | BPF_IND | BPF_B] = true,
1288                 [BPF_LD | BPF_IND | BPF_H] = true,
1289                 [BPF_LD | BPF_IND | BPF_W] = true,
1290         };
1291 #undef BPF_INSN_3_TBL
1292 #undef BPF_INSN_2_TBL
1293         return public_insntable[code];
1294 }
1295
1296 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
1297 /**
1298  *      __bpf_prog_run - run eBPF program on a given context
1299  *      @regs: is the array of MAX_BPF_EXT_REG eBPF pseudo-registers
1300  *      @insn: is the array of eBPF instructions
1301  *      @stack: is the eBPF storage stack
1302  *
1303  * Decode and execute eBPF instructions.
1304  */
1305 static u64 ___bpf_prog_run(u64 *regs, const struct bpf_insn *insn, u64 *stack)
1306 {
1307 #define BPF_INSN_2_LBL(x, y)    [BPF_##x | BPF_##y] = &&x##_##y
1308 #define BPF_INSN_3_LBL(x, y, z) [BPF_##x | BPF_##y | BPF_##z] = &&x##_##y##_##z
1309         static const void * const jumptable[256] __annotate_jump_table = {
1310                 [0 ... 255] = &&default_label,
1311                 /* Now overwrite non-defaults ... */
1312                 BPF_INSN_MAP(BPF_INSN_2_LBL, BPF_INSN_3_LBL),
1313                 /* Non-UAPI available opcodes. */
1314                 [BPF_JMP | BPF_CALL_ARGS] = &&JMP_CALL_ARGS,
1315                 [BPF_JMP | BPF_TAIL_CALL] = &&JMP_TAIL_CALL,
1316                 [BPF_ST  | BPF_NOSPEC] = &&ST_NOSPEC,
1317         };
1318 #undef BPF_INSN_3_LBL
1319 #undef BPF_INSN_2_LBL
1320         u32 tail_call_cnt = 0;
1321
1322 #define CONT     ({ insn++; goto select_insn; })
1323 #define CONT_JMP ({ insn++; goto select_insn; })
1324
1325 select_insn:
1326         goto *jumptable[insn->code];
1327
1328         /* Explicitly mask the register-based shift amounts with 63 or 31
1329          * to avoid undefined behavior. Normally this won't affect the
1330          * generated code, for example, in case of native 64 bit archs such
1331          * as x86-64 or arm64, the compiler is optimizing the AND away for
1332          * the interpreter. In case of JITs, each of the JIT backends compiles
1333          * the BPF shift operations to machine instructions which produce
1334          * implementation-defined results in such a case; the resulting
1335          * contents of the register may be arbitrary, but program behaviour
1336          * as a whole remains defined. In other words, in case of JIT backends,
1337          * the AND must /not/ be added to the emitted LSH/RSH/ARSH translation.
1338          */
1339         /* ALU (shifts) */
1340 #define SHT(OPCODE, OP)                                 \
1341         ALU64_##OPCODE##_X:                             \
1342                 DST = DST OP (SRC & 63);                \
1343                 CONT;                                   \
1344         ALU_##OPCODE##_X:                               \
1345                 DST = (u32) DST OP ((u32) SRC & 31);    \
1346                 CONT;                                   \
1347         ALU64_##OPCODE##_K:                             \
1348                 DST = DST OP IMM;                       \
1349                 CONT;                                   \
1350         ALU_##OPCODE##_K:                               \
1351                 DST = (u32) DST OP (u32) IMM;           \
1352                 CONT;
1353         /* ALU (rest) */
1354 #define ALU(OPCODE, OP)                                 \
1355         ALU64_##OPCODE##_X:                             \
1356                 DST = DST OP SRC;                       \
1357                 CONT;                                   \
1358         ALU_##OPCODE##_X:                               \
1359                 DST = (u32) DST OP (u32) SRC;           \
1360                 CONT;                                   \
1361         ALU64_##OPCODE##_K:                             \
1362                 DST = DST OP IMM;                       \
1363                 CONT;                                   \
1364         ALU_##OPCODE##_K:                               \
1365                 DST = (u32) DST OP (u32) IMM;           \
1366                 CONT;
1367         ALU(ADD,  +)
1368         ALU(SUB,  -)
1369         ALU(AND,  &)
1370         ALU(OR,   |)
1371         ALU(XOR,  ^)
1372         ALU(MUL,  *)
1373         SHT(LSH, <<)
1374         SHT(RSH, >>)
1375 #undef SHT
1376 #undef ALU
1377         ALU_NEG:
1378                 DST = (u32) -DST;
1379                 CONT;
1380         ALU64_NEG:
1381                 DST = -DST;
1382                 CONT;
1383         ALU_MOV_X:
1384                 DST = (u32) SRC;
1385                 CONT;
1386         ALU_MOV_K:
1387                 DST = (u32) IMM;
1388                 CONT;
1389         ALU64_MOV_X:
1390                 DST = SRC;
1391                 CONT;
1392         ALU64_MOV_K:
1393                 DST = IMM;
1394                 CONT;
1395         LD_IMM_DW:
1396                 DST = (u64) (u32) insn[0].imm | ((u64) (u32) insn[1].imm) << 32;
1397                 insn++;
1398                 CONT;
1399         ALU_ARSH_X:
1400                 DST = (u64) (u32) (((s32) DST) >> (SRC & 31));
1401                 CONT;
1402         ALU_ARSH_K:
1403                 DST = (u64) (u32) (((s32) DST) >> IMM);
1404                 CONT;
1405         ALU64_ARSH_X:
1406                 (*(s64 *) &DST) >>= (SRC & 63);
1407                 CONT;
1408         ALU64_ARSH_K:
1409                 (*(s64 *) &DST) >>= IMM;
1410                 CONT;
1411         ALU64_MOD_X:
1412                 div64_u64_rem(DST, SRC, &AX);
1413                 DST = AX;
1414                 CONT;
1415         ALU_MOD_X:
1416                 AX = (u32) DST;
1417                 DST = do_div(AX, (u32) SRC);
1418                 CONT;
1419         ALU64_MOD_K:
1420                 div64_u64_rem(DST, IMM, &AX);
1421                 DST = AX;
1422                 CONT;
1423         ALU_MOD_K:
1424                 AX = (u32) DST;
1425                 DST = do_div(AX, (u32) IMM);
1426                 CONT;
1427         ALU64_DIV_X:
1428                 DST = div64_u64(DST, SRC);
1429                 CONT;
1430         ALU_DIV_X:
1431                 AX = (u32) DST;
1432                 do_div(AX, (u32) SRC);
1433                 DST = (u32) AX;
1434                 CONT;
1435         ALU64_DIV_K:
1436                 DST = div64_u64(DST, IMM);
1437                 CONT;
1438         ALU_DIV_K:
1439                 AX = (u32) DST;
1440                 do_div(AX, (u32) IMM);
1441                 DST = (u32) AX;
1442                 CONT;
1443         ALU_END_TO_BE:
1444                 switch (IMM) {
1445                 case 16:
1446                         DST = (__force u16) cpu_to_be16(DST);
1447                         break;
1448                 case 32:
1449                         DST = (__force u32) cpu_to_be32(DST);
1450                         break;
1451                 case 64:
1452                         DST = (__force u64) cpu_to_be64(DST);
1453                         break;
1454                 }
1455                 CONT;
1456         ALU_END_TO_LE:
1457                 switch (IMM) {
1458                 case 16:
1459                         DST = (__force u16) cpu_to_le16(DST);
1460                         break;
1461                 case 32:
1462                         DST = (__force u32) cpu_to_le32(DST);
1463                         break;
1464                 case 64:
1465                         DST = (__force u64) cpu_to_le64(DST);
1466                         break;
1467                 }
1468                 CONT;
1469
1470         /* CALL */
1471         JMP_CALL:
1472                 /* Function call scratches BPF_R1-BPF_R5 registers,
1473                  * preserves BPF_R6-BPF_R9, and stores return value
1474                  * into BPF_R0.
1475                  */
1476                 BPF_R0 = (__bpf_call_base + insn->imm)(BPF_R1, BPF_R2, BPF_R3,
1477                                                        BPF_R4, BPF_R5);
1478                 CONT;
1479
1480         JMP_CALL_ARGS:
1481                 BPF_R0 = (__bpf_call_base_args + insn->imm)(BPF_R1, BPF_R2,
1482                                                             BPF_R3, BPF_R4,
1483                                                             BPF_R5,
1484                                                             insn + insn->off + 1);
1485                 CONT;
1486
1487         JMP_TAIL_CALL: {
1488                 struct bpf_map *map = (struct bpf_map *) (unsigned long) BPF_R2;
1489                 struct bpf_array *array = container_of(map, struct bpf_array, map);
1490                 struct bpf_prog *prog;
1491                 u32 index = BPF_R3;
1492
1493                 if (unlikely(index >= array->map.max_entries))
1494                         goto out;
1495                 if (unlikely(tail_call_cnt > MAX_TAIL_CALL_CNT))
1496                         goto out;
1497
1498                 tail_call_cnt++;
1499
1500                 prog = READ_ONCE(array->ptrs[index]);
1501                 if (!prog)
1502                         goto out;
1503
1504                 /* ARG1 at this point is guaranteed to point to CTX from
1505                  * the verifier side due to the fact that the tail call is
1506                  * handeled like a helper, that is, bpf_tail_call_proto,
1507                  * where arg1_type is ARG_PTR_TO_CTX.
1508                  */
1509                 insn = prog->insnsi;
1510                 goto select_insn;
1511 out:
1512                 CONT;
1513         }
1514         JMP_JA:
1515                 insn += insn->off;
1516                 CONT;
1517         JMP_EXIT:
1518                 return BPF_R0;
1519         /* JMP */
1520 #define COND_JMP(SIGN, OPCODE, CMP_OP)                          \
1521         JMP_##OPCODE##_X:                                       \
1522                 if ((SIGN##64) DST CMP_OP (SIGN##64) SRC) {     \
1523                         insn += insn->off;                      \
1524                         CONT_JMP;                               \
1525                 }                                               \
1526                 CONT;                                           \
1527         JMP32_##OPCODE##_X:                                     \
1528                 if ((SIGN##32) DST CMP_OP (SIGN##32) SRC) {     \
1529                         insn += insn->off;                      \
1530                         CONT_JMP;                               \
1531                 }                                               \
1532                 CONT;                                           \
1533         JMP_##OPCODE##_K:                                       \
1534                 if ((SIGN##64) DST CMP_OP (SIGN##64) IMM) {     \
1535                         insn += insn->off;                      \
1536                         CONT_JMP;                               \
1537                 }                                               \
1538                 CONT;                                           \
1539         JMP32_##OPCODE##_K:                                     \
1540                 if ((SIGN##32) DST CMP_OP (SIGN##32) IMM) {     \
1541                         insn += insn->off;                      \
1542                         CONT_JMP;                               \
1543                 }                                               \
1544                 CONT;
1545         COND_JMP(u, JEQ, ==)
1546         COND_JMP(u, JNE, !=)
1547         COND_JMP(u, JGT, >)
1548         COND_JMP(u, JLT, <)
1549         COND_JMP(u, JGE, >=)
1550         COND_JMP(u, JLE, <=)
1551         COND_JMP(u, JSET, &)
1552         COND_JMP(s, JSGT, >)
1553         COND_JMP(s, JSLT, <)
1554         COND_JMP(s, JSGE, >=)
1555         COND_JMP(s, JSLE, <=)
1556 #undef COND_JMP
1557         /* ST, STX and LDX*/
1558         ST_NOSPEC:
1559                 /* Speculation barrier for mitigating Speculative Store Bypass.
1560                  * In case of arm64, we rely on the firmware mitigation as
1561                  * controlled via the ssbd kernel parameter. Whenever the
1562                  * mitigation is enabled, it works for all of the kernel code
1563                  * with no need to provide any additional instructions here.
1564                  * In case of x86, we use 'lfence' insn for mitigation. We
1565                  * reuse preexisting logic from Spectre v1 mitigation that
1566                  * happens to produce the required code on x86 for v4 as well.
1567                  */
1568 #ifdef CONFIG_X86
1569                 barrier_nospec();
1570 #endif
1571                 CONT;
1572 #define LDST(SIZEOP, SIZE)                                              \
1573         STX_MEM_##SIZEOP:                                               \
1574                 *(SIZE *)(unsigned long) (DST + insn->off) = SRC;       \
1575                 CONT;                                                   \
1576         ST_MEM_##SIZEOP:                                                \
1577                 *(SIZE *)(unsigned long) (DST + insn->off) = IMM;       \
1578                 CONT;                                                   \
1579         LDX_MEM_##SIZEOP:                                               \
1580                 DST = *(SIZE *)(unsigned long) (SRC + insn->off);       \
1581                 CONT;
1582
1583         LDST(B,   u8)
1584         LDST(H,  u16)
1585         LDST(W,  u32)
1586         LDST(DW, u64)
1587 #undef LDST
1588         STX_XADD_W: /* lock xadd *(u32 *)(dst_reg + off16) += src_reg */
1589                 atomic_add((u32) SRC, (atomic_t *)(unsigned long)
1590                            (DST + insn->off));
1591                 CONT;
1592         STX_XADD_DW: /* lock xadd *(u64 *)(dst_reg + off16) += src_reg */
1593                 atomic64_add((u64) SRC, (atomic64_t *)(unsigned long)
1594                              (DST + insn->off));
1595                 CONT;
1596
1597         default_label:
1598                 /* If we ever reach this, we have a bug somewhere. Die hard here
1599                  * instead of just returning 0; we could be somewhere in a subprog,
1600                  * so execution could continue otherwise which we do /not/ want.
1601                  *
1602                  * Note, verifier whitelists all opcodes in bpf_opcode_in_insntable().
1603                  */
1604                 pr_warn("BPF interpreter: unknown opcode %02x\n", insn->code);
1605                 BUG_ON(1);
1606                 return 0;
1607 }
1608
1609 #define PROG_NAME(stack_size) __bpf_prog_run##stack_size
1610 #define DEFINE_BPF_PROG_RUN(stack_size) \
1611 static unsigned int PROG_NAME(stack_size)(const void *ctx, const struct bpf_insn *insn) \
1612 { \
1613         u64 stack[stack_size / sizeof(u64)]; \
1614         u64 regs[MAX_BPF_EXT_REG]; \
1615 \
1616         FP = (u64) (unsigned long) &stack[ARRAY_SIZE(stack)]; \
1617         ARG1 = (u64) (unsigned long) ctx; \
1618         return ___bpf_prog_run(regs, insn, stack); \
1619 }
1620
1621 #define PROG_NAME_ARGS(stack_size) __bpf_prog_run_args##stack_size
1622 #define DEFINE_BPF_PROG_RUN_ARGS(stack_size) \
1623 static u64 PROG_NAME_ARGS(stack_size)(u64 r1, u64 r2, u64 r3, u64 r4, u64 r5, \
1624                                       const struct bpf_insn *insn) \
1625 { \
1626         u64 stack[stack_size / sizeof(u64)]; \
1627         u64 regs[MAX_BPF_EXT_REG]; \
1628 \
1629         FP = (u64) (unsigned long) &stack[ARRAY_SIZE(stack)]; \
1630         BPF_R1 = r1; \
1631         BPF_R2 = r2; \
1632         BPF_R3 = r3; \
1633         BPF_R4 = r4; \
1634         BPF_R5 = r5; \
1635         return ___bpf_prog_run(regs, insn, stack); \
1636 }
1637
1638 #define EVAL1(FN, X) FN(X)
1639 #define EVAL2(FN, X, Y...) FN(X) EVAL1(FN, Y)
1640 #define EVAL3(FN, X, Y...) FN(X) EVAL2(FN, Y)
1641 #define EVAL4(FN, X, Y...) FN(X) EVAL3(FN, Y)
1642 #define EVAL5(FN, X, Y...) FN(X) EVAL4(FN, Y)
1643 #define EVAL6(FN, X, Y...) FN(X) EVAL5(FN, Y)
1644
1645 EVAL6(DEFINE_BPF_PROG_RUN, 32, 64, 96, 128, 160, 192);
1646 EVAL6(DEFINE_BPF_PROG_RUN, 224, 256, 288, 320, 352, 384);
1647 EVAL4(DEFINE_BPF_PROG_RUN, 416, 448, 480, 512);
1648
1649 EVAL6(DEFINE_BPF_PROG_RUN_ARGS, 32, 64, 96, 128, 160, 192);
1650 EVAL6(DEFINE_BPF_PROG_RUN_ARGS, 224, 256, 288, 320, 352, 384);
1651 EVAL4(DEFINE_BPF_PROG_RUN_ARGS, 416, 448, 480, 512);
1652
1653 #define PROG_NAME_LIST(stack_size) PROG_NAME(stack_size),
1654
1655 static unsigned int (*interpreters[])(const void *ctx,
1656                                       const struct bpf_insn *insn) = {
1657 EVAL6(PROG_NAME_LIST, 32, 64, 96, 128, 160, 192)
1658 EVAL6(PROG_NAME_LIST, 224, 256, 288, 320, 352, 384)
1659 EVAL4(PROG_NAME_LIST, 416, 448, 480, 512)
1660 };
1661 #undef PROG_NAME_LIST
1662 #define PROG_NAME_LIST(stack_size) PROG_NAME_ARGS(stack_size),
1663 static u64 (*interpreters_args[])(u64 r1, u64 r2, u64 r3, u64 r4, u64 r5,
1664                                   const struct bpf_insn *insn) = {
1665 EVAL6(PROG_NAME_LIST, 32, 64, 96, 128, 160, 192)
1666 EVAL6(PROG_NAME_LIST, 224, 256, 288, 320, 352, 384)
1667 EVAL4(PROG_NAME_LIST, 416, 448, 480, 512)
1668 };
1669 #undef PROG_NAME_LIST
1670
1671 void bpf_patch_call_args(struct bpf_insn *insn, u32 stack_depth)
1672 {
1673         stack_depth = max_t(u32, stack_depth, 1);
1674         insn->off = (s16) insn->imm;
1675         insn->imm = interpreters_args[(round_up(stack_depth, 32) / 32) - 1] -
1676                 __bpf_call_base_args;
1677         insn->code = BPF_JMP | BPF_CALL_ARGS;
1678 }
1679
1680 #else
1681 static unsigned int __bpf_prog_ret0_warn(const void *ctx,
1682                                          const struct bpf_insn *insn)
1683 {
1684         /* If this handler ever gets executed, then BPF_JIT_ALWAYS_ON
1685          * is not working properly, so warn about it!
1686          */
1687         WARN_ON_ONCE(1);
1688         return 0;
1689 }
1690 #endif
1691
1692 bool bpf_prog_array_compatible(struct bpf_array *array,
1693                                const struct bpf_prog *fp)
1694 {
1695         if (fp->kprobe_override)
1696                 return false;
1697
1698         if (!array->owner_prog_type) {
1699                 /* There's no owner yet where we could check for
1700                  * compatibility.
1701                  */
1702                 array->owner_prog_type = fp->type;
1703                 array->owner_jited = fp->jited;
1704
1705                 return true;
1706         }
1707
1708         return array->owner_prog_type == fp->type &&
1709                array->owner_jited == fp->jited;
1710 }
1711
1712 static int bpf_check_tail_call(const struct bpf_prog *fp)
1713 {
1714         struct bpf_prog_aux *aux = fp->aux;
1715         int i;
1716
1717         for (i = 0; i < aux->used_map_cnt; i++) {
1718                 struct bpf_map *map = aux->used_maps[i];
1719                 struct bpf_array *array;
1720
1721                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY)
1722                         continue;
1723
1724                 array = container_of(map, struct bpf_array, map);
1725                 if (!bpf_prog_array_compatible(array, fp))
1726                         return -EINVAL;
1727         }
1728
1729         return 0;
1730 }
1731
1732 static void bpf_prog_select_func(struct bpf_prog *fp)
1733 {
1734 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
1735         u32 stack_depth = max_t(u32, fp->aux->stack_depth, 1);
1736
1737         fp->bpf_func = interpreters[(round_up(stack_depth, 32) / 32) - 1];
1738 #else
1739         fp->bpf_func = __bpf_prog_ret0_warn;
1740 #endif
1741 }
1742
1743 /**
1744  *      bpf_prog_select_runtime - select exec runtime for BPF program
1745  *      @fp: bpf_prog populated with internal BPF program
1746  *      @err: pointer to error variable
1747  *
1748  * Try to JIT eBPF program, if JIT is not available, use interpreter.
1749  * The BPF program will be executed via BPF_PROG_RUN() macro.
1750  */
1751 struct bpf_prog *bpf_prog_select_runtime(struct bpf_prog *fp, int *err)
1752 {
1753         /* In case of BPF to BPF calls, verifier did all the prep
1754          * work with regards to JITing, etc.
1755          */
1756         if (fp->bpf_func)
1757                 goto finalize;
1758
1759         bpf_prog_select_func(fp);
1760
1761         /* eBPF JITs can rewrite the program in case constant
1762          * blinding is active. However, in case of error during
1763          * blinding, bpf_int_jit_compile() must always return a
1764          * valid program, which in this case would simply not
1765          * be JITed, but falls back to the interpreter.
1766          */
1767         if (!bpf_prog_is_dev_bound(fp->aux)) {
1768                 *err = bpf_prog_alloc_jited_linfo(fp);
1769                 if (*err)
1770                         return fp;
1771
1772                 fp = bpf_int_jit_compile(fp);
1773                 if (!fp->jited) {
1774                         bpf_prog_free_jited_linfo(fp);
1775 #ifdef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
1776                         *err = -ENOTSUPP;
1777                         return fp;
1778 #endif
1779                 } else {
1780                         bpf_prog_free_unused_jited_linfo(fp);
1781                 }
1782         } else {
1783                 *err = bpf_prog_offload_compile(fp);
1784                 if (*err)
1785                         return fp;
1786         }
1787
1788 finalize:
1789         bpf_prog_lock_ro(fp);
1790
1791         /* The tail call compatibility check can only be done at
1792          * this late stage as we need to determine, if we deal
1793          * with JITed or non JITed program concatenations and not
1794          * all eBPF JITs might immediately support all features.
1795          */
1796         *err = bpf_check_tail_call(fp);
1797
1798         return fp;
1799 }
1800 EXPORT_SYMBOL_GPL(bpf_prog_select_runtime);
1801
1802 static unsigned int __bpf_prog_ret1(const void *ctx,
1803                                     const struct bpf_insn *insn)
1804 {
1805         return 1;
1806 }
1807
1808 static struct bpf_prog_dummy {
1809         struct bpf_prog prog;
1810 } dummy_bpf_prog = {
1811         .prog = {
1812                 .bpf_func = __bpf_prog_ret1,
1813         },
1814 };
1815
1816 /* to avoid allocating empty bpf_prog_array for cgroups that
1817  * don't have bpf program attached use one global 'empty_prog_array'
1818  * It will not be modified the caller of bpf_prog_array_alloc()
1819  * (since caller requested prog_cnt == 0)
1820  * that pointer should be 'freed' by bpf_prog_array_free()
1821  */
1822 static struct {
1823         struct bpf_prog_array hdr;
1824         struct bpf_prog *null_prog;
1825 } empty_prog_array = {
1826         .null_prog = NULL,
1827 };
1828
1829 struct bpf_prog_array *bpf_prog_array_alloc(u32 prog_cnt, gfp_t flags)
1830 {
1831         if (prog_cnt)
1832                 return kzalloc(sizeof(struct bpf_prog_array) +
1833                                sizeof(struct bpf_prog_array_item) *
1834                                (prog_cnt + 1),
1835                                flags);
1836
1837         return &empty_prog_array.hdr;
1838 }
1839
1840 void bpf_prog_array_free(struct bpf_prog_array *progs)
1841 {
1842         if (!progs || progs == &empty_prog_array.hdr)
1843                 return;
1844         kfree_rcu(progs, rcu);
1845 }
1846
1847 int bpf_prog_array_length(struct bpf_prog_array *array)
1848 {
1849         struct bpf_prog_array_item *item;
1850         u32 cnt = 0;
1851
1852         for (item = array->items; item->prog; item++)
1853                 if (item->prog != &dummy_bpf_prog.prog)
1854                         cnt++;
1855         return cnt;
1856 }
1857
1858 bool bpf_prog_array_is_empty(struct bpf_prog_array *array)
1859 {
1860         struct bpf_prog_array_item *item;
1861
1862         for (item = array->items; item->prog; item++)
1863                 if (item->prog != &dummy_bpf_prog.prog)
1864                         return false;
1865         return true;
1866 }
1867
1868 static bool bpf_prog_array_copy_core(struct bpf_prog_array *array,
1869                                      u32 *prog_ids,
1870                                      u32 request_cnt)
1871 {
1872         struct bpf_prog_array_item *item;
1873         int i = 0;
1874
1875         for (item = array->items; item->prog; item++) {
1876                 if (item->prog == &dummy_bpf_prog.prog)
1877                         continue;
1878                 prog_ids[i] = item->prog->aux->id;
1879                 if (++i == request_cnt) {
1880                         item++;
1881                         break;
1882                 }
1883         }
1884
1885         return !!(item->prog);
1886 }
1887
1888 int bpf_prog_array_copy_to_user(struct bpf_prog_array *array,
1889                                 __u32 __user *prog_ids, u32 cnt)
1890 {
1891         unsigned long err = 0;
1892         bool nospc;
1893         u32 *ids;
1894
1895         /* users of this function are doing:
1896          * cnt = bpf_prog_array_length();
1897          * if (cnt > 0)
1898          *     bpf_prog_array_copy_to_user(..., cnt);
1899          * so below kcalloc doesn't need extra cnt > 0 check.
1900          */
1901         ids = kcalloc(cnt, sizeof(u32), GFP_USER | __GFP_NOWARN);
1902         if (!ids)
1903                 return -ENOMEM;
1904         nospc = bpf_prog_array_copy_core(array, ids, cnt);
1905         err = copy_to_user(prog_ids, ids, cnt * sizeof(u32));
1906         kfree(ids);
1907         if (err)
1908                 return -EFAULT;
1909         if (nospc)
1910                 return -ENOSPC;
1911         return 0;
1912 }
1913
1914 void bpf_prog_array_delete_safe(struct bpf_prog_array *array,
1915                                 struct bpf_prog *old_prog)
1916 {
1917         struct bpf_prog_array_item *item;
1918
1919         for (item = array->items; item->prog; item++)
1920                 if (item->prog == old_prog) {
1921                         WRITE_ONCE(item->prog, &dummy_bpf_prog.prog);
1922                         break;
1923                 }
1924 }
1925
1926 int bpf_prog_array_copy(struct bpf_prog_array *old_array,
1927                         struct bpf_prog *exclude_prog,
1928                         struct bpf_prog *include_prog,
1929                         struct bpf_prog_array **new_array)
1930 {
1931         int new_prog_cnt, carry_prog_cnt = 0;
1932         struct bpf_prog_array_item *existing;
1933         struct bpf_prog_array *array;
1934         bool found_exclude = false;
1935         int new_prog_idx = 0;
1936
1937         /* Figure out how many existing progs we need to carry over to
1938          * the new array.
1939          */
1940         if (old_array) {
1941                 existing = old_array->items;
1942                 for (; existing->prog; existing++) {
1943                         if (existing->prog == exclude_prog) {
1944                                 found_exclude = true;
1945                                 continue;
1946                         }
1947                         if (existing->prog != &dummy_bpf_prog.prog)
1948                                 carry_prog_cnt++;
1949                         if (existing->prog == include_prog)
1950                                 return -EEXIST;
1951                 }
1952         }
1953
1954         if (exclude_prog && !found_exclude)
1955                 return -ENOENT;
1956
1957         /* How many progs (not NULL) will be in the new array? */
1958         new_prog_cnt = carry_prog_cnt;
1959         if (include_prog)
1960                 new_prog_cnt += 1;
1961
1962         /* Do we have any prog (not NULL) in the new array? */
1963         if (!new_prog_cnt) {
1964                 *new_array = NULL;
1965                 return 0;
1966         }
1967
1968         /* +1 as the end of prog_array is marked with NULL */
1969         array = bpf_prog_array_alloc(new_prog_cnt + 1, GFP_KERNEL);
1970         if (!array)
1971                 return -ENOMEM;
1972
1973         /* Fill in the new prog array */
1974         if (carry_prog_cnt) {
1975                 existing = old_array->items;
1976                 for (; existing->prog; existing++)
1977                         if (existing->prog != exclude_prog &&
1978                             existing->prog != &dummy_bpf_prog.prog) {
1979                                 array->items[new_prog_idx++].prog =
1980                                         existing->prog;
1981                         }
1982         }
1983         if (include_prog)
1984                 array->items[new_prog_idx++].prog = include_prog;
1985         array->items[new_prog_idx].prog = NULL;
1986         *new_array = array;
1987         return 0;
1988 }
1989
1990 int bpf_prog_array_copy_info(struct bpf_prog_array *array,
1991                              u32 *prog_ids, u32 request_cnt,
1992                              u32 *prog_cnt)
1993 {
1994         u32 cnt = 0;
1995
1996         if (array)
1997                 cnt = bpf_prog_array_length(array);
1998
1999         *prog_cnt = cnt;
2000
2001         /* return early if user requested only program count or nothing to copy */
2002         if (!request_cnt || !cnt)
2003                 return 0;
2004
2005         /* this function is called under trace/bpf_trace.c: bpf_event_mutex */
2006         return bpf_prog_array_copy_core(array, prog_ids, request_cnt) ? -ENOSPC
2007                                                                      : 0;
2008 }
2009
2010 static void bpf_prog_free_deferred(struct work_struct *work)
2011 {
2012         struct bpf_prog_aux *aux;
2013         int i;
2014
2015         aux = container_of(work, struct bpf_prog_aux, work);
2016         if (bpf_prog_is_dev_bound(aux))
2017                 bpf_prog_offload_destroy(aux->prog);
2018 #ifdef CONFIG_PERF_EVENTS
2019         if (aux->prog->has_callchain_buf)
2020                 put_callchain_buffers();
2021 #endif
2022         for (i = 0; i < aux->func_cnt; i++)
2023                 bpf_jit_free(aux->func[i]);
2024         if (aux->func_cnt) {
2025                 kfree(aux->func);
2026                 bpf_prog_unlock_free(aux->prog);
2027         } else {
2028                 bpf_jit_free(aux->prog);
2029         }
2030 }
2031
2032 /* Free internal BPF program */
2033 void bpf_prog_free(struct bpf_prog *fp)
2034 {
2035         struct bpf_prog_aux *aux = fp->aux;
2036
2037         INIT_WORK(&aux->work, bpf_prog_free_deferred);
2038         schedule_work(&aux->work);
2039 }
2040 EXPORT_SYMBOL_GPL(bpf_prog_free);
2041
2042 /* RNG for unpriviledged user space with separated state from prandom_u32(). */
2043 static DEFINE_PER_CPU(struct rnd_state, bpf_user_rnd_state);
2044
2045 void bpf_user_rnd_init_once(void)
2046 {
2047         prandom_init_once(&bpf_user_rnd_state);
2048 }
2049
2050 BPF_CALL_0(bpf_user_rnd_u32)
2051 {
2052         /* Should someone ever have the rather unwise idea to use some
2053          * of the registers passed into this function, then note that
2054          * this function is called from native eBPF and classic-to-eBPF
2055          * transformations. Register assignments from both sides are
2056          * different, f.e. classic always sets fn(ctx, A, X) here.
2057          */
2058         struct rnd_state *state;
2059         u32 res;
2060
2061         state = &get_cpu_var(bpf_user_rnd_state);
2062         res = prandom_u32_state(state);
2063         put_cpu_var(bpf_user_rnd_state);
2064
2065         return res;
2066 }
2067
2068 /* Weak definitions of helper functions in case we don't have bpf syscall. */
2069 const struct bpf_func_proto bpf_map_lookup_elem_proto __weak;
2070 const struct bpf_func_proto bpf_map_update_elem_proto __weak;
2071 const struct bpf_func_proto bpf_map_delete_elem_proto __weak;
2072 const struct bpf_func_proto bpf_map_push_elem_proto __weak;
2073 const struct bpf_func_proto bpf_map_pop_elem_proto __weak;
2074 const struct bpf_func_proto bpf_map_peek_elem_proto __weak;
2075 const struct bpf_func_proto bpf_spin_lock_proto __weak;
2076 const struct bpf_func_proto bpf_spin_unlock_proto __weak;
2077
2078 const struct bpf_func_proto bpf_get_prandom_u32_proto __weak;
2079 const struct bpf_func_proto bpf_get_smp_processor_id_proto __weak;
2080 const struct bpf_func_proto bpf_get_numa_node_id_proto __weak;
2081 const struct bpf_func_proto bpf_ktime_get_ns_proto __weak;
2082
2083 const struct bpf_func_proto bpf_get_current_pid_tgid_proto __weak;
2084 const struct bpf_func_proto bpf_get_current_uid_gid_proto __weak;
2085 const struct bpf_func_proto bpf_get_current_comm_proto __weak;
2086 const struct bpf_func_proto bpf_get_current_cgroup_id_proto __weak;
2087 const struct bpf_func_proto bpf_get_local_storage_proto __weak;
2088
2089 const struct bpf_func_proto * __weak bpf_get_trace_printk_proto(void)
2090 {
2091         return NULL;
2092 }
2093
2094 u64 __weak
2095 bpf_event_output(struct bpf_map *map, u64 flags, void *meta, u64 meta_size,
2096                  void *ctx, u64 ctx_size, bpf_ctx_copy_t ctx_copy)
2097 {
2098         return -ENOTSUPP;
2099 }
2100 EXPORT_SYMBOL_GPL(bpf_event_output);
2101
2102 /* Always built-in helper functions. */
2103 const struct bpf_func_proto bpf_tail_call_proto = {
2104         .func           = NULL,
2105         .gpl_only       = false,
2106         .ret_type       = RET_VOID,
2107         .arg1_type      = ARG_PTR_TO_CTX,
2108         .arg2_type      = ARG_CONST_MAP_PTR,
2109         .arg3_type      = ARG_ANYTHING,
2110 };
2111
2112 /* Stub for JITs that only support cBPF. eBPF programs are interpreted.
2113  * It is encouraged to implement bpf_int_jit_compile() instead, so that
2114  * eBPF and implicitly also cBPF can get JITed!
2115  */
2116 struct bpf_prog * __weak bpf_int_jit_compile(struct bpf_prog *prog)
2117 {
2118         return prog;
2119 }
2120
2121 /* Stub for JITs that support eBPF. All cBPF code gets transformed into
2122  * eBPF by the kernel and is later compiled by bpf_int_jit_compile().
2123  */
2124 void __weak bpf_jit_compile(struct bpf_prog *prog)
2125 {
2126 }
2127
2128 bool __weak bpf_helper_changes_pkt_data(void *func)
2129 {
2130         return false;
2131 }
2132
2133 /* Return TRUE if the JIT backend wants verifier to enable sub-register usage
2134  * analysis code and wants explicit zero extension inserted by verifier.
2135  * Otherwise, return FALSE.
2136  */
2137 bool __weak bpf_jit_needs_zext(void)
2138 {
2139         return false;
2140 }
2141
2142 /* To execute LD_ABS/LD_IND instructions __bpf_prog_run() may call
2143  * skb_copy_bits(), so provide a weak definition of it for NET-less config.
2144  */
2145 int __weak skb_copy_bits(const struct sk_buff *skb, int offset, void *to,
2146                          int len)
2147 {
2148         return -EFAULT;
2149 }
2150
2151 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(bpf_stats_enabled_key);
2152 EXPORT_SYMBOL(bpf_stats_enabled_key);
2153
2154 /* All definitions of tracepoints related to BPF. */
2155 #define CREATE_TRACE_POINTS
2156 #include <linux/bpf_trace.h>
2157
2158 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(xdp_exception);
2159 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(xdp_bulk_tx);