GNU Linux-libre 6.9.1-gnu
[releases.git] / kernel / bpf / verifier.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /* Copyright (c) 2011-2014 PLUMgrid, http://plumgrid.com
3  * Copyright (c) 2016 Facebook
4  * Copyright (c) 2018 Covalent IO, Inc. http://covalent.io
5  */
6 #include <uapi/linux/btf.h>
7 #include <linux/bpf-cgroup.h>
8 #include <linux/kernel.h>
9 #include <linux/types.h>
10 #include <linux/slab.h>
11 #include <linux/bpf.h>
12 #include <linux/btf.h>
13 #include <linux/bpf_verifier.h>
14 #include <linux/filter.h>
15 #include <net/netlink.h>
16 #include <linux/file.h>
17 #include <linux/vmalloc.h>
18 #include <linux/stringify.h>
19 #include <linux/bsearch.h>
20 #include <linux/sort.h>
21 #include <linux/perf_event.h>
22 #include <linux/ctype.h>
23 #include <linux/error-injection.h>
24 #include <linux/bpf_lsm.h>
25 #include <linux/btf_ids.h>
26 #include <linux/poison.h>
27 #include <linux/module.h>
28 #include <linux/cpumask.h>
29 #include <linux/bpf_mem_alloc.h>
30 #include <net/xdp.h>
31
32 #include "disasm.h"
33
34 static const struct bpf_verifier_ops * const bpf_verifier_ops[] = {
35 #define BPF_PROG_TYPE(_id, _name, prog_ctx_type, kern_ctx_type) \
36         [_id] = & _name ## _verifier_ops,
37 #define BPF_MAP_TYPE(_id, _ops)
38 #define BPF_LINK_TYPE(_id, _name)
39 #include <linux/bpf_types.h>
40 #undef BPF_PROG_TYPE
41 #undef BPF_MAP_TYPE
42 #undef BPF_LINK_TYPE
43 };
44
45 struct bpf_mem_alloc bpf_global_percpu_ma;
46 static bool bpf_global_percpu_ma_set;
47
48 /* bpf_check() is a static code analyzer that walks eBPF program
49  * instruction by instruction and updates register/stack state.
50  * All paths of conditional branches are analyzed until 'bpf_exit' insn.
51  *
52  * The first pass is depth-first-search to check that the program is a DAG.
53  * It rejects the following programs:
54  * - larger than BPF_MAXINSNS insns
55  * - if loop is present (detected via back-edge)
56  * - unreachable insns exist (shouldn't be a forest. program = one function)
57  * - out of bounds or malformed jumps
58  * The second pass is all possible path descent from the 1st insn.
59  * Since it's analyzing all paths through the program, the length of the
60  * analysis is limited to 64k insn, which may be hit even if total number of
61  * insn is less then 4K, but there are too many branches that change stack/regs.
62  * Number of 'branches to be analyzed' is limited to 1k
63  *
64  * On entry to each instruction, each register has a type, and the instruction
65  * changes the types of the registers depending on instruction semantics.
66  * If instruction is BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, BPF_REG_5), then type of R5 is
67  * copied to R1.
68  *
69  * All registers are 64-bit.
70  * R0 - return register
71  * R1-R5 argument passing registers
72  * R6-R9 callee saved registers
73  * R10 - frame pointer read-only
74  *
75  * At the start of BPF program the register R1 contains a pointer to bpf_context
76  * and has type PTR_TO_CTX.
77  *
78  * Verifier tracks arithmetic operations on pointers in case:
79  *    BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, BPF_REG_10),
80  *    BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, BPF_REG_1, -20),
81  * 1st insn copies R10 (which has FRAME_PTR) type into R1
82  * and 2nd arithmetic instruction is pattern matched to recognize
83  * that it wants to construct a pointer to some element within stack.
84  * So after 2nd insn, the register R1 has type PTR_TO_STACK
85  * (and -20 constant is saved for further stack bounds checking).
86  * Meaning that this reg is a pointer to stack plus known immediate constant.
87  *
88  * Most of the time the registers have SCALAR_VALUE type, which
89  * means the register has some value, but it's not a valid pointer.
90  * (like pointer plus pointer becomes SCALAR_VALUE type)
91  *
92  * When verifier sees load or store instructions the type of base register
93  * can be: PTR_TO_MAP_VALUE, PTR_TO_CTX, PTR_TO_STACK, PTR_TO_SOCKET. These are
94  * four pointer types recognized by check_mem_access() function.
95  *
96  * PTR_TO_MAP_VALUE means that this register is pointing to 'map element value'
97  * and the range of [ptr, ptr + map's value_size) is accessible.
98  *
99  * registers used to pass values to function calls are checked against
100  * function argument constraints.
101  *
102  * ARG_PTR_TO_MAP_KEY is one of such argument constraints.
103  * It means that the register type passed to this function must be
104  * PTR_TO_STACK and it will be used inside the function as
105  * 'pointer to map element key'
106  *
107  * For example the argument constraints for bpf_map_lookup_elem():
108  *   .ret_type = RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL,
109  *   .arg1_type = ARG_CONST_MAP_PTR,
110  *   .arg2_type = ARG_PTR_TO_MAP_KEY,
111  *
112  * ret_type says that this function returns 'pointer to map elem value or null'
113  * function expects 1st argument to be a const pointer to 'struct bpf_map' and
114  * 2nd argument should be a pointer to stack, which will be used inside
115  * the helper function as a pointer to map element key.
116  *
117  * On the kernel side the helper function looks like:
118  * u64 bpf_map_lookup_elem(u64 r1, u64 r2, u64 r3, u64 r4, u64 r5)
119  * {
120  *    struct bpf_map *map = (struct bpf_map *) (unsigned long) r1;
121  *    void *key = (void *) (unsigned long) r2;
122  *    void *value;
123  *
124  *    here kernel can access 'key' and 'map' pointers safely, knowing that
125  *    [key, key + map->key_size) bytes are valid and were initialized on
126  *    the stack of eBPF program.
127  * }
128  *
129  * Corresponding eBPF program may look like:
130  *    BPF_MOV64_REG(BPF_REG_2, BPF_REG_10),  // after this insn R2 type is FRAME_PTR
131  *    BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, BPF_REG_2, -4), // after this insn R2 type is PTR_TO_STACK
132  *    BPF_LD_MAP_FD(BPF_REG_1, map_fd),      // after this insn R1 type is CONST_PTR_TO_MAP
133  *    BPF_RAW_INSN(BPF_JMP | BPF_CALL, 0, 0, 0, BPF_FUNC_map_lookup_elem),
134  * here verifier looks at prototype of map_lookup_elem() and sees:
135  * .arg1_type == ARG_CONST_MAP_PTR and R1->type == CONST_PTR_TO_MAP, which is ok,
136  * Now verifier knows that this map has key of R1->map_ptr->key_size bytes
137  *
138  * Then .arg2_type == ARG_PTR_TO_MAP_KEY and R2->type == PTR_TO_STACK, ok so far,
139  * Now verifier checks that [R2, R2 + map's key_size) are within stack limits
140  * and were initialized prior to this call.
141  * If it's ok, then verifier allows this BPF_CALL insn and looks at
142  * .ret_type which is RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL, so it sets
143  * R0->type = PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL which means bpf_map_lookup_elem() function
144  * returns either pointer to map value or NULL.
145  *
146  * When type PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL passes through 'if (reg != 0) goto +off'
147  * insn, the register holding that pointer in the true branch changes state to
148  * PTR_TO_MAP_VALUE and the same register changes state to CONST_IMM in the false
149  * branch. See check_cond_jmp_op().
150  *
151  * After the call R0 is set to return type of the function and registers R1-R5
152  * are set to NOT_INIT to indicate that they are no longer readable.
153  *
154  * The following reference types represent a potential reference to a kernel
155  * resource which, after first being allocated, must be checked and freed by
156  * the BPF program:
157  * - PTR_TO_SOCKET_OR_NULL, PTR_TO_SOCKET
158  *
159  * When the verifier sees a helper call return a reference type, it allocates a
160  * pointer id for the reference and stores it in the current function state.
161  * Similar to the way that PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL is converted into
162  * PTR_TO_MAP_VALUE, PTR_TO_SOCKET_OR_NULL becomes PTR_TO_SOCKET when the type
163  * passes through a NULL-check conditional. For the branch wherein the state is
164  * changed to CONST_IMM, the verifier releases the reference.
165  *
166  * For each helper function that allocates a reference, such as
167  * bpf_sk_lookup_tcp(), there is a corresponding release function, such as
168  * bpf_sk_release(). When a reference type passes into the release function,
169  * the verifier also releases the reference. If any unchecked or unreleased
170  * reference remains at the end of the program, the verifier rejects it.
171  */
172
173 /* verifier_state + insn_idx are pushed to stack when branch is encountered */
174 struct bpf_verifier_stack_elem {
175         /* verifer state is 'st'
176          * before processing instruction 'insn_idx'
177          * and after processing instruction 'prev_insn_idx'
178          */
179         struct bpf_verifier_state st;
180         int insn_idx;
181         int prev_insn_idx;
182         struct bpf_verifier_stack_elem *next;
183         /* length of verifier log at the time this state was pushed on stack */
184         u32 log_pos;
185 };
186
187 #define BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ    8192
188 #define BPF_COMPLEXITY_LIMIT_STATES     64
189
190 #define BPF_MAP_KEY_POISON      (1ULL << 63)
191 #define BPF_MAP_KEY_SEEN        (1ULL << 62)
192
193 #define BPF_MAP_PTR_UNPRIV      1UL
194 #define BPF_MAP_PTR_POISON      ((void *)((0xeB9FUL << 1) +     \
195                                           POISON_POINTER_DELTA))
196 #define BPF_MAP_PTR(X)          ((struct bpf_map *)((X) & ~BPF_MAP_PTR_UNPRIV))
197
198 #define BPF_GLOBAL_PERCPU_MA_MAX_SIZE  512
199
200 static int acquire_reference_state(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx);
201 static int release_reference(struct bpf_verifier_env *env, int ref_obj_id);
202 static void invalidate_non_owning_refs(struct bpf_verifier_env *env);
203 static bool in_rbtree_lock_required_cb(struct bpf_verifier_env *env);
204 static int ref_set_non_owning(struct bpf_verifier_env *env,
205                               struct bpf_reg_state *reg);
206 static void specialize_kfunc(struct bpf_verifier_env *env,
207                              u32 func_id, u16 offset, unsigned long *addr);
208 static bool is_trusted_reg(const struct bpf_reg_state *reg);
209
210 static bool bpf_map_ptr_poisoned(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
211 {
212         return BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state) == BPF_MAP_PTR_POISON;
213 }
214
215 static bool bpf_map_ptr_unpriv(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
216 {
217         return aux->map_ptr_state & BPF_MAP_PTR_UNPRIV;
218 }
219
220 static void bpf_map_ptr_store(struct bpf_insn_aux_data *aux,
221                               const struct bpf_map *map, bool unpriv)
222 {
223         BUILD_BUG_ON((unsigned long)BPF_MAP_PTR_POISON & BPF_MAP_PTR_UNPRIV);
224         unpriv |= bpf_map_ptr_unpriv(aux);
225         aux->map_ptr_state = (unsigned long)map |
226                              (unpriv ? BPF_MAP_PTR_UNPRIV : 0UL);
227 }
228
229 static bool bpf_map_key_poisoned(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
230 {
231         return aux->map_key_state & BPF_MAP_KEY_POISON;
232 }
233
234 static bool bpf_map_key_unseen(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
235 {
236         return !(aux->map_key_state & BPF_MAP_KEY_SEEN);
237 }
238
239 static u64 bpf_map_key_immediate(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
240 {
241         return aux->map_key_state & ~(BPF_MAP_KEY_SEEN | BPF_MAP_KEY_POISON);
242 }
243
244 static void bpf_map_key_store(struct bpf_insn_aux_data *aux, u64 state)
245 {
246         bool poisoned = bpf_map_key_poisoned(aux);
247
248         aux->map_key_state = state | BPF_MAP_KEY_SEEN |
249                              (poisoned ? BPF_MAP_KEY_POISON : 0ULL);
250 }
251
252 static bool bpf_helper_call(const struct bpf_insn *insn)
253 {
254         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
255                insn->src_reg == 0;
256 }
257
258 static bool bpf_pseudo_call(const struct bpf_insn *insn)
259 {
260         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
261                insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL;
262 }
263
264 static bool bpf_pseudo_kfunc_call(const struct bpf_insn *insn)
265 {
266         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
267                insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL;
268 }
269
270 struct bpf_call_arg_meta {
271         struct bpf_map *map_ptr;
272         bool raw_mode;
273         bool pkt_access;
274         u8 release_regno;
275         int regno;
276         int access_size;
277         int mem_size;
278         u64 msize_max_value;
279         int ref_obj_id;
280         int dynptr_id;
281         int map_uid;
282         int func_id;
283         struct btf *btf;
284         u32 btf_id;
285         struct btf *ret_btf;
286         u32 ret_btf_id;
287         u32 subprogno;
288         struct btf_field *kptr_field;
289 };
290
291 struct bpf_kfunc_call_arg_meta {
292         /* In parameters */
293         struct btf *btf;
294         u32 func_id;
295         u32 kfunc_flags;
296         const struct btf_type *func_proto;
297         const char *func_name;
298         /* Out parameters */
299         u32 ref_obj_id;
300         u8 release_regno;
301         bool r0_rdonly;
302         u32 ret_btf_id;
303         u64 r0_size;
304         u32 subprogno;
305         struct {
306                 u64 value;
307                 bool found;
308         } arg_constant;
309
310         /* arg_{btf,btf_id,owning_ref} are used by kfunc-specific handling,
311          * generally to pass info about user-defined local kptr types to later
312          * verification logic
313          *   bpf_obj_drop/bpf_percpu_obj_drop
314          *     Record the local kptr type to be drop'd
315          *   bpf_refcount_acquire (via KF_ARG_PTR_TO_REFCOUNTED_KPTR arg type)
316          *     Record the local kptr type to be refcount_incr'd and use
317          *     arg_owning_ref to determine whether refcount_acquire should be
318          *     fallible
319          */
320         struct btf *arg_btf;
321         u32 arg_btf_id;
322         bool arg_owning_ref;
323
324         struct {
325                 struct btf_field *field;
326         } arg_list_head;
327         struct {
328                 struct btf_field *field;
329         } arg_rbtree_root;
330         struct {
331                 enum bpf_dynptr_type type;
332                 u32 id;
333                 u32 ref_obj_id;
334         } initialized_dynptr;
335         struct {
336                 u8 spi;
337                 u8 frameno;
338         } iter;
339         u64 mem_size;
340 };
341
342 struct btf *btf_vmlinux;
343
344 static const char *btf_type_name(const struct btf *btf, u32 id)
345 {
346         return btf_name_by_offset(btf, btf_type_by_id(btf, id)->name_off);
347 }
348
349 static DEFINE_MUTEX(bpf_verifier_lock);
350 static DEFINE_MUTEX(bpf_percpu_ma_lock);
351
352 __printf(2, 3) static void verbose(void *private_data, const char *fmt, ...)
353 {
354         struct bpf_verifier_env *env = private_data;
355         va_list args;
356
357         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
358                 return;
359
360         va_start(args, fmt);
361         bpf_verifier_vlog(&env->log, fmt, args);
362         va_end(args);
363 }
364
365 static void verbose_invalid_scalar(struct bpf_verifier_env *env,
366                                    struct bpf_reg_state *reg,
367                                    struct bpf_retval_range range, const char *ctx,
368                                    const char *reg_name)
369 {
370         bool unknown = true;
371
372         verbose(env, "%s the register %s has", ctx, reg_name);
373         if (reg->smin_value > S64_MIN) {
374                 verbose(env, " smin=%lld", reg->smin_value);
375                 unknown = false;
376         }
377         if (reg->smax_value < S64_MAX) {
378                 verbose(env, " smax=%lld", reg->smax_value);
379                 unknown = false;
380         }
381         if (unknown)
382                 verbose(env, " unknown scalar value");
383         verbose(env, " should have been in [%d, %d]\n", range.minval, range.maxval);
384 }
385
386 static bool type_may_be_null(u32 type)
387 {
388         return type & PTR_MAYBE_NULL;
389 }
390
391 static bool reg_not_null(const struct bpf_reg_state *reg)
392 {
393         enum bpf_reg_type type;
394
395         type = reg->type;
396         if (type_may_be_null(type))
397                 return false;
398
399         type = base_type(type);
400         return type == PTR_TO_SOCKET ||
401                 type == PTR_TO_TCP_SOCK ||
402                 type == PTR_TO_MAP_VALUE ||
403                 type == PTR_TO_MAP_KEY ||
404                 type == PTR_TO_SOCK_COMMON ||
405                 (type == PTR_TO_BTF_ID && is_trusted_reg(reg)) ||
406                 type == PTR_TO_MEM;
407 }
408
409 static struct btf_record *reg_btf_record(const struct bpf_reg_state *reg)
410 {
411         struct btf_record *rec = NULL;
412         struct btf_struct_meta *meta;
413
414         if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE) {
415                 rec = reg->map_ptr->record;
416         } else if (type_is_ptr_alloc_obj(reg->type)) {
417                 meta = btf_find_struct_meta(reg->btf, reg->btf_id);
418                 if (meta)
419                         rec = meta->record;
420         }
421         return rec;
422 }
423
424 static bool subprog_is_global(const struct bpf_verifier_env *env, int subprog)
425 {
426         struct bpf_func_info_aux *aux = env->prog->aux->func_info_aux;
427
428         return aux && aux[subprog].linkage == BTF_FUNC_GLOBAL;
429 }
430
431 static const char *subprog_name(const struct bpf_verifier_env *env, int subprog)
432 {
433         struct bpf_func_info *info;
434
435         if (!env->prog->aux->func_info)
436                 return "";
437
438         info = &env->prog->aux->func_info[subprog];
439         return btf_type_name(env->prog->aux->btf, info->type_id);
440 }
441
442 static void mark_subprog_exc_cb(struct bpf_verifier_env *env, int subprog)
443 {
444         struct bpf_subprog_info *info = subprog_info(env, subprog);
445
446         info->is_cb = true;
447         info->is_async_cb = true;
448         info->is_exception_cb = true;
449 }
450
451 static bool subprog_is_exc_cb(struct bpf_verifier_env *env, int subprog)
452 {
453         return subprog_info(env, subprog)->is_exception_cb;
454 }
455
456 static bool reg_may_point_to_spin_lock(const struct bpf_reg_state *reg)
457 {
458         return btf_record_has_field(reg_btf_record(reg), BPF_SPIN_LOCK);
459 }
460
461 static bool type_is_rdonly_mem(u32 type)
462 {
463         return type & MEM_RDONLY;
464 }
465
466 static bool is_acquire_function(enum bpf_func_id func_id,
467                                 const struct bpf_map *map)
468 {
469         enum bpf_map_type map_type = map ? map->map_type : BPF_MAP_TYPE_UNSPEC;
470
471         if (func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_tcp ||
472             func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_udp ||
473             func_id == BPF_FUNC_skc_lookup_tcp ||
474             func_id == BPF_FUNC_ringbuf_reserve ||
475             func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg)
476                 return true;
477
478         if (func_id == BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
479             (map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP ||
480              map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH))
481                 return true;
482
483         return false;
484 }
485
486 static bool is_ptr_cast_function(enum bpf_func_id func_id)
487 {
488         return func_id == BPF_FUNC_tcp_sock ||
489                 func_id == BPF_FUNC_sk_fullsock ||
490                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_sock ||
491                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp6_sock ||
492                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_udp6_sock ||
493                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_mptcp_sock ||
494                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_timewait_sock ||
495                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_request_sock;
496 }
497
498 static bool is_dynptr_ref_function(enum bpf_func_id func_id)
499 {
500         return func_id == BPF_FUNC_dynptr_data;
501 }
502
503 static bool is_sync_callback_calling_kfunc(u32 btf_id);
504 static bool is_bpf_throw_kfunc(struct bpf_insn *insn);
505
506 static bool is_sync_callback_calling_function(enum bpf_func_id func_id)
507 {
508         return func_id == BPF_FUNC_for_each_map_elem ||
509                func_id == BPF_FUNC_find_vma ||
510                func_id == BPF_FUNC_loop ||
511                func_id == BPF_FUNC_user_ringbuf_drain;
512 }
513
514 static bool is_async_callback_calling_function(enum bpf_func_id func_id)
515 {
516         return func_id == BPF_FUNC_timer_set_callback;
517 }
518
519 static bool is_callback_calling_function(enum bpf_func_id func_id)
520 {
521         return is_sync_callback_calling_function(func_id) ||
522                is_async_callback_calling_function(func_id);
523 }
524
525 static bool is_sync_callback_calling_insn(struct bpf_insn *insn)
526 {
527         return (bpf_helper_call(insn) && is_sync_callback_calling_function(insn->imm)) ||
528                (bpf_pseudo_kfunc_call(insn) && is_sync_callback_calling_kfunc(insn->imm));
529 }
530
531 static bool is_async_callback_calling_insn(struct bpf_insn *insn)
532 {
533         return bpf_helper_call(insn) && is_async_callback_calling_function(insn->imm);
534 }
535
536 static bool is_may_goto_insn(struct bpf_insn *insn)
537 {
538         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_JCOND) && insn->src_reg == BPF_MAY_GOTO;
539 }
540
541 static bool is_may_goto_insn_at(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
542 {
543         return is_may_goto_insn(&env->prog->insnsi[insn_idx]);
544 }
545
546 static bool is_storage_get_function(enum bpf_func_id func_id)
547 {
548         return func_id == BPF_FUNC_sk_storage_get ||
549                func_id == BPF_FUNC_inode_storage_get ||
550                func_id == BPF_FUNC_task_storage_get ||
551                func_id == BPF_FUNC_cgrp_storage_get;
552 }
553
554 static bool helper_multiple_ref_obj_use(enum bpf_func_id func_id,
555                                         const struct bpf_map *map)
556 {
557         int ref_obj_uses = 0;
558
559         if (is_ptr_cast_function(func_id))
560                 ref_obj_uses++;
561         if (is_acquire_function(func_id, map))
562                 ref_obj_uses++;
563         if (is_dynptr_ref_function(func_id))
564                 ref_obj_uses++;
565
566         return ref_obj_uses > 1;
567 }
568
569 static bool is_cmpxchg_insn(const struct bpf_insn *insn)
570 {
571         return BPF_CLASS(insn->code) == BPF_STX &&
572                BPF_MODE(insn->code) == BPF_ATOMIC &&
573                insn->imm == BPF_CMPXCHG;
574 }
575
576 static int __get_spi(s32 off)
577 {
578         return (-off - 1) / BPF_REG_SIZE;
579 }
580
581 static struct bpf_func_state *func(struct bpf_verifier_env *env,
582                                    const struct bpf_reg_state *reg)
583 {
584         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
585
586         return cur->frame[reg->frameno];
587 }
588
589 static bool is_spi_bounds_valid(struct bpf_func_state *state, int spi, int nr_slots)
590 {
591        int allocated_slots = state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE;
592
593        /* We need to check that slots between [spi - nr_slots + 1, spi] are
594         * within [0, allocated_stack).
595         *
596         * Please note that the spi grows downwards. For example, a dynptr
597         * takes the size of two stack slots; the first slot will be at
598         * spi and the second slot will be at spi - 1.
599         */
600        return spi - nr_slots + 1 >= 0 && spi < allocated_slots;
601 }
602
603 static int stack_slot_obj_get_spi(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
604                                   const char *obj_kind, int nr_slots)
605 {
606         int off, spi;
607
608         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
609                 verbose(env, "%s has to be at a constant offset\n", obj_kind);
610                 return -EINVAL;
611         }
612
613         off = reg->off + reg->var_off.value;
614         if (off % BPF_REG_SIZE) {
615                 verbose(env, "cannot pass in %s at an offset=%d\n", obj_kind, off);
616                 return -EINVAL;
617         }
618
619         spi = __get_spi(off);
620         if (spi + 1 < nr_slots) {
621                 verbose(env, "cannot pass in %s at an offset=%d\n", obj_kind, off);
622                 return -EINVAL;
623         }
624
625         if (!is_spi_bounds_valid(func(env, reg), spi, nr_slots))
626                 return -ERANGE;
627         return spi;
628 }
629
630 static int dynptr_get_spi(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
631 {
632         return stack_slot_obj_get_spi(env, reg, "dynptr", BPF_DYNPTR_NR_SLOTS);
633 }
634
635 static int iter_get_spi(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg, int nr_slots)
636 {
637         return stack_slot_obj_get_spi(env, reg, "iter", nr_slots);
638 }
639
640 static enum bpf_dynptr_type arg_to_dynptr_type(enum bpf_arg_type arg_type)
641 {
642         switch (arg_type & DYNPTR_TYPE_FLAG_MASK) {
643         case DYNPTR_TYPE_LOCAL:
644                 return BPF_DYNPTR_TYPE_LOCAL;
645         case DYNPTR_TYPE_RINGBUF:
646                 return BPF_DYNPTR_TYPE_RINGBUF;
647         case DYNPTR_TYPE_SKB:
648                 return BPF_DYNPTR_TYPE_SKB;
649         case DYNPTR_TYPE_XDP:
650                 return BPF_DYNPTR_TYPE_XDP;
651         default:
652                 return BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID;
653         }
654 }
655
656 static enum bpf_type_flag get_dynptr_type_flag(enum bpf_dynptr_type type)
657 {
658         switch (type) {
659         case BPF_DYNPTR_TYPE_LOCAL:
660                 return DYNPTR_TYPE_LOCAL;
661         case BPF_DYNPTR_TYPE_RINGBUF:
662                 return DYNPTR_TYPE_RINGBUF;
663         case BPF_DYNPTR_TYPE_SKB:
664                 return DYNPTR_TYPE_SKB;
665         case BPF_DYNPTR_TYPE_XDP:
666                 return DYNPTR_TYPE_XDP;
667         default:
668                 return 0;
669         }
670 }
671
672 static bool dynptr_type_refcounted(enum bpf_dynptr_type type)
673 {
674         return type == BPF_DYNPTR_TYPE_RINGBUF;
675 }
676
677 static void __mark_dynptr_reg(struct bpf_reg_state *reg,
678                               enum bpf_dynptr_type type,
679                               bool first_slot, int dynptr_id);
680
681 static void __mark_reg_not_init(const struct bpf_verifier_env *env,
682                                 struct bpf_reg_state *reg);
683
684 static void mark_dynptr_stack_regs(struct bpf_verifier_env *env,
685                                    struct bpf_reg_state *sreg1,
686                                    struct bpf_reg_state *sreg2,
687                                    enum bpf_dynptr_type type)
688 {
689         int id = ++env->id_gen;
690
691         __mark_dynptr_reg(sreg1, type, true, id);
692         __mark_dynptr_reg(sreg2, type, false, id);
693 }
694
695 static void mark_dynptr_cb_reg(struct bpf_verifier_env *env,
696                                struct bpf_reg_state *reg,
697                                enum bpf_dynptr_type type)
698 {
699         __mark_dynptr_reg(reg, type, true, ++env->id_gen);
700 }
701
702 static int destroy_if_dynptr_stack_slot(struct bpf_verifier_env *env,
703                                         struct bpf_func_state *state, int spi);
704
705 static int mark_stack_slots_dynptr(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
706                                    enum bpf_arg_type arg_type, int insn_idx, int clone_ref_obj_id)
707 {
708         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
709         enum bpf_dynptr_type type;
710         int spi, i, err;
711
712         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
713         if (spi < 0)
714                 return spi;
715
716         /* We cannot assume both spi and spi - 1 belong to the same dynptr,
717          * hence we need to call destroy_if_dynptr_stack_slot twice for both,
718          * to ensure that for the following example:
719          *      [d1][d1][d2][d2]
720          * spi    3   2   1   0
721          * So marking spi = 2 should lead to destruction of both d1 and d2. In
722          * case they do belong to same dynptr, second call won't see slot_type
723          * as STACK_DYNPTR and will simply skip destruction.
724          */
725         err = destroy_if_dynptr_stack_slot(env, state, spi);
726         if (err)
727                 return err;
728         err = destroy_if_dynptr_stack_slot(env, state, spi - 1);
729         if (err)
730                 return err;
731
732         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
733                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_DYNPTR;
734                 state->stack[spi - 1].slot_type[i] = STACK_DYNPTR;
735         }
736
737         type = arg_to_dynptr_type(arg_type);
738         if (type == BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID)
739                 return -EINVAL;
740
741         mark_dynptr_stack_regs(env, &state->stack[spi].spilled_ptr,
742                                &state->stack[spi - 1].spilled_ptr, type);
743
744         if (dynptr_type_refcounted(type)) {
745                 /* The id is used to track proper releasing */
746                 int id;
747
748                 if (clone_ref_obj_id)
749                         id = clone_ref_obj_id;
750                 else
751                         id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
752
753                 if (id < 0)
754                         return id;
755
756                 state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id = id;
757                 state->stack[spi - 1].spilled_ptr.ref_obj_id = id;
758         }
759
760         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
761         state->stack[spi - 1].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
762
763         return 0;
764 }
765
766 static void invalidate_dynptr(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_func_state *state, int spi)
767 {
768         int i;
769
770         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
771                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_INVALID;
772                 state->stack[spi - 1].slot_type[i] = STACK_INVALID;
773         }
774
775         __mark_reg_not_init(env, &state->stack[spi].spilled_ptr);
776         __mark_reg_not_init(env, &state->stack[spi - 1].spilled_ptr);
777
778         /* Why do we need to set REG_LIVE_WRITTEN for STACK_INVALID slot?
779          *
780          * While we don't allow reading STACK_INVALID, it is still possible to
781          * do <8 byte writes marking some but not all slots as STACK_MISC. Then,
782          * helpers or insns can do partial read of that part without failing,
783          * but check_stack_range_initialized, check_stack_read_var_off, and
784          * check_stack_read_fixed_off will do mark_reg_read for all 8-bytes of
785          * the slot conservatively. Hence we need to prevent those liveness
786          * marking walks.
787          *
788          * This was not a problem before because STACK_INVALID is only set by
789          * default (where the default reg state has its reg->parent as NULL), or
790          * in clean_live_states after REG_LIVE_DONE (at which point
791          * mark_reg_read won't walk reg->parent chain), but not randomly during
792          * verifier state exploration (like we did above). Hence, for our case
793          * parentage chain will still be live (i.e. reg->parent may be
794          * non-NULL), while earlier reg->parent was NULL, so we need
795          * REG_LIVE_WRITTEN to screen off read marker propagation when it is
796          * done later on reads or by mark_dynptr_read as well to unnecessary
797          * mark registers in verifier state.
798          */
799         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
800         state->stack[spi - 1].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
801 }
802
803 static int unmark_stack_slots_dynptr(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
804 {
805         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
806         int spi, ref_obj_id, i;
807
808         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
809         if (spi < 0)
810                 return spi;
811
812         if (!dynptr_type_refcounted(state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type)) {
813                 invalidate_dynptr(env, state, spi);
814                 return 0;
815         }
816
817         ref_obj_id = state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id;
818
819         /* If the dynptr has a ref_obj_id, then we need to invalidate
820          * two things:
821          *
822          * 1) Any dynptrs with a matching ref_obj_id (clones)
823          * 2) Any slices derived from this dynptr.
824          */
825
826         /* Invalidate any slices associated with this dynptr */
827         WARN_ON_ONCE(release_reference(env, ref_obj_id));
828
829         /* Invalidate any dynptr clones */
830         for (i = 1; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
831                 if (state->stack[i].spilled_ptr.ref_obj_id != ref_obj_id)
832                         continue;
833
834                 /* it should always be the case that if the ref obj id
835                  * matches then the stack slot also belongs to a
836                  * dynptr
837                  */
838                 if (state->stack[i].slot_type[0] != STACK_DYNPTR) {
839                         verbose(env, "verifier internal error: misconfigured ref_obj_id\n");
840                         return -EFAULT;
841                 }
842                 if (state->stack[i].spilled_ptr.dynptr.first_slot)
843                         invalidate_dynptr(env, state, i);
844         }
845
846         return 0;
847 }
848
849 static void __mark_reg_unknown(const struct bpf_verifier_env *env,
850                                struct bpf_reg_state *reg);
851
852 static void mark_reg_invalid(const struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
853 {
854         if (!env->allow_ptr_leaks)
855                 __mark_reg_not_init(env, reg);
856         else
857                 __mark_reg_unknown(env, reg);
858 }
859
860 static int destroy_if_dynptr_stack_slot(struct bpf_verifier_env *env,
861                                         struct bpf_func_state *state, int spi)
862 {
863         struct bpf_func_state *fstate;
864         struct bpf_reg_state *dreg;
865         int i, dynptr_id;
866
867         /* We always ensure that STACK_DYNPTR is never set partially,
868          * hence just checking for slot_type[0] is enough. This is
869          * different for STACK_SPILL, where it may be only set for
870          * 1 byte, so code has to use is_spilled_reg.
871          */
872         if (state->stack[spi].slot_type[0] != STACK_DYNPTR)
873                 return 0;
874
875         /* Reposition spi to first slot */
876         if (!state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.first_slot)
877                 spi = spi + 1;
878
879         if (dynptr_type_refcounted(state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type)) {
880                 verbose(env, "cannot overwrite referenced dynptr\n");
881                 return -EINVAL;
882         }
883
884         mark_stack_slot_scratched(env, spi);
885         mark_stack_slot_scratched(env, spi - 1);
886
887         /* Writing partially to one dynptr stack slot destroys both. */
888         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
889                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_INVALID;
890                 state->stack[spi - 1].slot_type[i] = STACK_INVALID;
891         }
892
893         dynptr_id = state->stack[spi].spilled_ptr.id;
894         /* Invalidate any slices associated with this dynptr */
895         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, fstate, dreg, ({
896                 /* Dynptr slices are only PTR_TO_MEM_OR_NULL and PTR_TO_MEM */
897                 if (dreg->type != (PTR_TO_MEM | PTR_MAYBE_NULL) && dreg->type != PTR_TO_MEM)
898                         continue;
899                 if (dreg->dynptr_id == dynptr_id)
900                         mark_reg_invalid(env, dreg);
901         }));
902
903         /* Do not release reference state, we are destroying dynptr on stack,
904          * not using some helper to release it. Just reset register.
905          */
906         __mark_reg_not_init(env, &state->stack[spi].spilled_ptr);
907         __mark_reg_not_init(env, &state->stack[spi - 1].spilled_ptr);
908
909         /* Same reason as unmark_stack_slots_dynptr above */
910         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
911         state->stack[spi - 1].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
912
913         return 0;
914 }
915
916 static bool is_dynptr_reg_valid_uninit(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
917 {
918         int spi;
919
920         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
921                 return false;
922
923         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
924
925         /* -ERANGE (i.e. spi not falling into allocated stack slots) isn't an
926          * error because this just means the stack state hasn't been updated yet.
927          * We will do check_mem_access to check and update stack bounds later.
928          */
929         if (spi < 0 && spi != -ERANGE)
930                 return false;
931
932         /* We don't need to check if the stack slots are marked by previous
933          * dynptr initializations because we allow overwriting existing unreferenced
934          * STACK_DYNPTR slots, see mark_stack_slots_dynptr which calls
935          * destroy_if_dynptr_stack_slot to ensure dynptr objects at the slots we are
936          * touching are completely destructed before we reinitialize them for a new
937          * one. For referenced ones, destroy_if_dynptr_stack_slot returns an error early
938          * instead of delaying it until the end where the user will get "Unreleased
939          * reference" error.
940          */
941         return true;
942 }
943
944 static bool is_dynptr_reg_valid_init(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
945 {
946         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
947         int i, spi;
948
949         /* This already represents first slot of initialized bpf_dynptr.
950          *
951          * CONST_PTR_TO_DYNPTR already has fixed and var_off as 0 due to
952          * check_func_arg_reg_off's logic, so we don't need to check its
953          * offset and alignment.
954          */
955         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
956                 return true;
957
958         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
959         if (spi < 0)
960                 return false;
961         if (!state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.first_slot)
962                 return false;
963
964         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
965                 if (state->stack[spi].slot_type[i] != STACK_DYNPTR ||
966                     state->stack[spi - 1].slot_type[i] != STACK_DYNPTR)
967                         return false;
968         }
969
970         return true;
971 }
972
973 static bool is_dynptr_type_expected(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
974                                     enum bpf_arg_type arg_type)
975 {
976         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
977         enum bpf_dynptr_type dynptr_type;
978         int spi;
979
980         /* ARG_PTR_TO_DYNPTR takes any type of dynptr */
981         if (arg_type == ARG_PTR_TO_DYNPTR)
982                 return true;
983
984         dynptr_type = arg_to_dynptr_type(arg_type);
985         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR) {
986                 return reg->dynptr.type == dynptr_type;
987         } else {
988                 spi = dynptr_get_spi(env, reg);
989                 if (spi < 0)
990                         return false;
991                 return state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type == dynptr_type;
992         }
993 }
994
995 static void __mark_reg_known_zero(struct bpf_reg_state *reg);
996
997 static bool in_rcu_cs(struct bpf_verifier_env *env);
998
999 static bool is_kfunc_rcu_protected(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta);
1000
1001 static int mark_stack_slots_iter(struct bpf_verifier_env *env,
1002                                  struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
1003                                  struct bpf_reg_state *reg, int insn_idx,
1004                                  struct btf *btf, u32 btf_id, int nr_slots)
1005 {
1006         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1007         int spi, i, j, id;
1008
1009         spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
1010         if (spi < 0)
1011                 return spi;
1012
1013         id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
1014         if (id < 0)
1015                 return id;
1016
1017         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
1018                 struct bpf_stack_state *slot = &state->stack[spi - i];
1019                 struct bpf_reg_state *st = &slot->spilled_ptr;
1020
1021                 __mark_reg_known_zero(st);
1022                 st->type = PTR_TO_STACK; /* we don't have dedicated reg type */
1023                 if (is_kfunc_rcu_protected(meta)) {
1024                         if (in_rcu_cs(env))
1025                                 st->type |= MEM_RCU;
1026                         else
1027                                 st->type |= PTR_UNTRUSTED;
1028                 }
1029                 st->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
1030                 st->ref_obj_id = i == 0 ? id : 0;
1031                 st->iter.btf = btf;
1032                 st->iter.btf_id = btf_id;
1033                 st->iter.state = BPF_ITER_STATE_ACTIVE;
1034                 st->iter.depth = 0;
1035
1036                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
1037                         slot->slot_type[j] = STACK_ITER;
1038
1039                 mark_stack_slot_scratched(env, spi - i);
1040         }
1041
1042         return 0;
1043 }
1044
1045 static int unmark_stack_slots_iter(struct bpf_verifier_env *env,
1046                                    struct bpf_reg_state *reg, int nr_slots)
1047 {
1048         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1049         int spi, i, j;
1050
1051         spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
1052         if (spi < 0)
1053                 return spi;
1054
1055         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
1056                 struct bpf_stack_state *slot = &state->stack[spi - i];
1057                 struct bpf_reg_state *st = &slot->spilled_ptr;
1058
1059                 if (i == 0)
1060                         WARN_ON_ONCE(release_reference(env, st->ref_obj_id));
1061
1062                 __mark_reg_not_init(env, st);
1063
1064                 /* see unmark_stack_slots_dynptr() for why we need to set REG_LIVE_WRITTEN */
1065                 st->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
1066
1067                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
1068                         slot->slot_type[j] = STACK_INVALID;
1069
1070                 mark_stack_slot_scratched(env, spi - i);
1071         }
1072
1073         return 0;
1074 }
1075
1076 static bool is_iter_reg_valid_uninit(struct bpf_verifier_env *env,
1077                                      struct bpf_reg_state *reg, int nr_slots)
1078 {
1079         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1080         int spi, i, j;
1081
1082         /* For -ERANGE (i.e. spi not falling into allocated stack slots), we
1083          * will do check_mem_access to check and update stack bounds later, so
1084          * return true for that case.
1085          */
1086         spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
1087         if (spi == -ERANGE)
1088                 return true;
1089         if (spi < 0)
1090                 return false;
1091
1092         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
1093                 struct bpf_stack_state *slot = &state->stack[spi - i];
1094
1095                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
1096                         if (slot->slot_type[j] == STACK_ITER)
1097                                 return false;
1098         }
1099
1100         return true;
1101 }
1102
1103 static int is_iter_reg_valid_init(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
1104                                    struct btf *btf, u32 btf_id, int nr_slots)
1105 {
1106         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1107         int spi, i, j;
1108
1109         spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
1110         if (spi < 0)
1111                 return -EINVAL;
1112
1113         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
1114                 struct bpf_stack_state *slot = &state->stack[spi - i];
1115                 struct bpf_reg_state *st = &slot->spilled_ptr;
1116
1117                 if (st->type & PTR_UNTRUSTED)
1118                         return -EPROTO;
1119                 /* only main (first) slot has ref_obj_id set */
1120                 if (i == 0 && !st->ref_obj_id)
1121                         return -EINVAL;
1122                 if (i != 0 && st->ref_obj_id)
1123                         return -EINVAL;
1124                 if (st->iter.btf != btf || st->iter.btf_id != btf_id)
1125                         return -EINVAL;
1126
1127                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
1128                         if (slot->slot_type[j] != STACK_ITER)
1129                                 return -EINVAL;
1130         }
1131
1132         return 0;
1133 }
1134
1135 /* Check if given stack slot is "special":
1136  *   - spilled register state (STACK_SPILL);
1137  *   - dynptr state (STACK_DYNPTR);
1138  *   - iter state (STACK_ITER).
1139  */
1140 static bool is_stack_slot_special(const struct bpf_stack_state *stack)
1141 {
1142         enum bpf_stack_slot_type type = stack->slot_type[BPF_REG_SIZE - 1];
1143
1144         switch (type) {
1145         case STACK_SPILL:
1146         case STACK_DYNPTR:
1147         case STACK_ITER:
1148                 return true;
1149         case STACK_INVALID:
1150         case STACK_MISC:
1151         case STACK_ZERO:
1152                 return false;
1153         default:
1154                 WARN_ONCE(1, "unknown stack slot type %d\n", type);
1155                 return true;
1156         }
1157 }
1158
1159 /* The reg state of a pointer or a bounded scalar was saved when
1160  * it was spilled to the stack.
1161  */
1162 static bool is_spilled_reg(const struct bpf_stack_state *stack)
1163 {
1164         return stack->slot_type[BPF_REG_SIZE - 1] == STACK_SPILL;
1165 }
1166
1167 static bool is_spilled_scalar_reg(const struct bpf_stack_state *stack)
1168 {
1169         return stack->slot_type[BPF_REG_SIZE - 1] == STACK_SPILL &&
1170                stack->spilled_ptr.type == SCALAR_VALUE;
1171 }
1172
1173 static bool is_spilled_scalar_reg64(const struct bpf_stack_state *stack)
1174 {
1175         return stack->slot_type[0] == STACK_SPILL &&
1176                stack->spilled_ptr.type == SCALAR_VALUE;
1177 }
1178
1179 /* Mark stack slot as STACK_MISC, unless it is already STACK_INVALID, in which
1180  * case they are equivalent, or it's STACK_ZERO, in which case we preserve
1181  * more precise STACK_ZERO.
1182  * Note, in uprivileged mode leaving STACK_INVALID is wrong, so we take
1183  * env->allow_ptr_leaks into account and force STACK_MISC, if necessary.
1184  */
1185 static void mark_stack_slot_misc(struct bpf_verifier_env *env, u8 *stype)
1186 {
1187         if (*stype == STACK_ZERO)
1188                 return;
1189         if (env->allow_ptr_leaks && *stype == STACK_INVALID)
1190                 return;
1191         *stype = STACK_MISC;
1192 }
1193
1194 static void scrub_spilled_slot(u8 *stype)
1195 {
1196         if (*stype != STACK_INVALID)
1197                 *stype = STACK_MISC;
1198 }
1199
1200 /* copy array src of length n * size bytes to dst. dst is reallocated if it's too
1201  * small to hold src. This is different from krealloc since we don't want to preserve
1202  * the contents of dst.
1203  *
1204  * Leaves dst untouched if src is NULL or length is zero. Returns NULL if memory could
1205  * not be allocated.
1206  */
1207 static void *copy_array(void *dst, const void *src, size_t n, size_t size, gfp_t flags)
1208 {
1209         size_t alloc_bytes;
1210         void *orig = dst;
1211         size_t bytes;
1212
1213         if (ZERO_OR_NULL_PTR(src))
1214                 goto out;
1215
1216         if (unlikely(check_mul_overflow(n, size, &bytes)))
1217                 return NULL;
1218
1219         alloc_bytes = max(ksize(orig), kmalloc_size_roundup(bytes));
1220         dst = krealloc(orig, alloc_bytes, flags);
1221         if (!dst) {
1222                 kfree(orig);
1223                 return NULL;
1224         }
1225
1226         memcpy(dst, src, bytes);
1227 out:
1228         return dst ? dst : ZERO_SIZE_PTR;
1229 }
1230
1231 /* resize an array from old_n items to new_n items. the array is reallocated if it's too
1232  * small to hold new_n items. new items are zeroed out if the array grows.
1233  *
1234  * Contrary to krealloc_array, does not free arr if new_n is zero.
1235  */
1236 static void *realloc_array(void *arr, size_t old_n, size_t new_n, size_t size)
1237 {
1238         size_t alloc_size;
1239         void *new_arr;
1240
1241         if (!new_n || old_n == new_n)
1242                 goto out;
1243
1244         alloc_size = kmalloc_size_roundup(size_mul(new_n, size));
1245         new_arr = krealloc(arr, alloc_size, GFP_KERNEL);
1246         if (!new_arr) {
1247                 kfree(arr);
1248                 return NULL;
1249         }
1250         arr = new_arr;
1251
1252         if (new_n > old_n)
1253                 memset(arr + old_n * size, 0, (new_n - old_n) * size);
1254
1255 out:
1256         return arr ? arr : ZERO_SIZE_PTR;
1257 }
1258
1259 static int copy_reference_state(struct bpf_func_state *dst, const struct bpf_func_state *src)
1260 {
1261         dst->refs = copy_array(dst->refs, src->refs, src->acquired_refs,
1262                                sizeof(struct bpf_reference_state), GFP_KERNEL);
1263         if (!dst->refs)
1264                 return -ENOMEM;
1265
1266         dst->acquired_refs = src->acquired_refs;
1267         return 0;
1268 }
1269
1270 static int copy_stack_state(struct bpf_func_state *dst, const struct bpf_func_state *src)
1271 {
1272         size_t n = src->allocated_stack / BPF_REG_SIZE;
1273
1274         dst->stack = copy_array(dst->stack, src->stack, n, sizeof(struct bpf_stack_state),
1275                                 GFP_KERNEL);
1276         if (!dst->stack)
1277                 return -ENOMEM;
1278
1279         dst->allocated_stack = src->allocated_stack;
1280         return 0;
1281 }
1282
1283 static int resize_reference_state(struct bpf_func_state *state, size_t n)
1284 {
1285         state->refs = realloc_array(state->refs, state->acquired_refs, n,
1286                                     sizeof(struct bpf_reference_state));
1287         if (!state->refs)
1288                 return -ENOMEM;
1289
1290         state->acquired_refs = n;
1291         return 0;
1292 }
1293
1294 /* Possibly update state->allocated_stack to be at least size bytes. Also
1295  * possibly update the function's high-water mark in its bpf_subprog_info.
1296  */
1297 static int grow_stack_state(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_func_state *state, int size)
1298 {
1299         size_t old_n = state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE, n;
1300
1301         /* The stack size is always a multiple of BPF_REG_SIZE. */
1302         size = round_up(size, BPF_REG_SIZE);
1303         n = size / BPF_REG_SIZE;
1304
1305         if (old_n >= n)
1306                 return 0;
1307
1308         state->stack = realloc_array(state->stack, old_n, n, sizeof(struct bpf_stack_state));
1309         if (!state->stack)
1310                 return -ENOMEM;
1311
1312         state->allocated_stack = size;
1313
1314         /* update known max for given subprogram */
1315         if (env->subprog_info[state->subprogno].stack_depth < size)
1316                 env->subprog_info[state->subprogno].stack_depth = size;
1317
1318         return 0;
1319 }
1320
1321 /* Acquire a pointer id from the env and update the state->refs to include
1322  * this new pointer reference.
1323  * On success, returns a valid pointer id to associate with the register
1324  * On failure, returns a negative errno.
1325  */
1326 static int acquire_reference_state(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
1327 {
1328         struct bpf_func_state *state = cur_func(env);
1329         int new_ofs = state->acquired_refs;
1330         int id, err;
1331
1332         err = resize_reference_state(state, state->acquired_refs + 1);
1333         if (err)
1334                 return err;
1335         id = ++env->id_gen;
1336         state->refs[new_ofs].id = id;
1337         state->refs[new_ofs].insn_idx = insn_idx;
1338         state->refs[new_ofs].callback_ref = state->in_callback_fn ? state->frameno : 0;
1339
1340         return id;
1341 }
1342
1343 /* release function corresponding to acquire_reference_state(). Idempotent. */
1344 static int release_reference_state(struct bpf_func_state *state, int ptr_id)
1345 {
1346         int i, last_idx;
1347
1348         last_idx = state->acquired_refs - 1;
1349         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
1350                 if (state->refs[i].id == ptr_id) {
1351                         /* Cannot release caller references in callbacks */
1352                         if (state->in_callback_fn && state->refs[i].callback_ref != state->frameno)
1353                                 return -EINVAL;
1354                         if (last_idx && i != last_idx)
1355                                 memcpy(&state->refs[i], &state->refs[last_idx],
1356                                        sizeof(*state->refs));
1357                         memset(&state->refs[last_idx], 0, sizeof(*state->refs));
1358                         state->acquired_refs--;
1359                         return 0;
1360                 }
1361         }
1362         return -EINVAL;
1363 }
1364
1365 static void free_func_state(struct bpf_func_state *state)
1366 {
1367         if (!state)
1368                 return;
1369         kfree(state->refs);
1370         kfree(state->stack);
1371         kfree(state);
1372 }
1373
1374 static void clear_jmp_history(struct bpf_verifier_state *state)
1375 {
1376         kfree(state->jmp_history);
1377         state->jmp_history = NULL;
1378         state->jmp_history_cnt = 0;
1379 }
1380
1381 static void free_verifier_state(struct bpf_verifier_state *state,
1382                                 bool free_self)
1383 {
1384         int i;
1385
1386         for (i = 0; i <= state->curframe; i++) {
1387                 free_func_state(state->frame[i]);
1388                 state->frame[i] = NULL;
1389         }
1390         clear_jmp_history(state);
1391         if (free_self)
1392                 kfree(state);
1393 }
1394
1395 /* copy verifier state from src to dst growing dst stack space
1396  * when necessary to accommodate larger src stack
1397  */
1398 static int copy_func_state(struct bpf_func_state *dst,
1399                            const struct bpf_func_state *src)
1400 {
1401         int err;
1402
1403         memcpy(dst, src, offsetof(struct bpf_func_state, acquired_refs));
1404         err = copy_reference_state(dst, src);
1405         if (err)
1406                 return err;
1407         return copy_stack_state(dst, src);
1408 }
1409
1410 static int copy_verifier_state(struct bpf_verifier_state *dst_state,
1411                                const struct bpf_verifier_state *src)
1412 {
1413         struct bpf_func_state *dst;
1414         int i, err;
1415
1416         dst_state->jmp_history = copy_array(dst_state->jmp_history, src->jmp_history,
1417                                           src->jmp_history_cnt, sizeof(*dst_state->jmp_history),
1418                                           GFP_USER);
1419         if (!dst_state->jmp_history)
1420                 return -ENOMEM;
1421         dst_state->jmp_history_cnt = src->jmp_history_cnt;
1422
1423         /* if dst has more stack frames then src frame, free them, this is also
1424          * necessary in case of exceptional exits using bpf_throw.
1425          */
1426         for (i = src->curframe + 1; i <= dst_state->curframe; i++) {
1427                 free_func_state(dst_state->frame[i]);
1428                 dst_state->frame[i] = NULL;
1429         }
1430         dst_state->speculative = src->speculative;
1431         dst_state->active_rcu_lock = src->active_rcu_lock;
1432         dst_state->curframe = src->curframe;
1433         dst_state->active_lock.ptr = src->active_lock.ptr;
1434         dst_state->active_lock.id = src->active_lock.id;
1435         dst_state->branches = src->branches;
1436         dst_state->parent = src->parent;
1437         dst_state->first_insn_idx = src->first_insn_idx;
1438         dst_state->last_insn_idx = src->last_insn_idx;
1439         dst_state->dfs_depth = src->dfs_depth;
1440         dst_state->callback_unroll_depth = src->callback_unroll_depth;
1441         dst_state->used_as_loop_entry = src->used_as_loop_entry;
1442         dst_state->may_goto_depth = src->may_goto_depth;
1443         for (i = 0; i <= src->curframe; i++) {
1444                 dst = dst_state->frame[i];
1445                 if (!dst) {
1446                         dst = kzalloc(sizeof(*dst), GFP_KERNEL);
1447                         if (!dst)
1448                                 return -ENOMEM;
1449                         dst_state->frame[i] = dst;
1450                 }
1451                 err = copy_func_state(dst, src->frame[i]);
1452                 if (err)
1453                         return err;
1454         }
1455         return 0;
1456 }
1457
1458 static u32 state_htab_size(struct bpf_verifier_env *env)
1459 {
1460         return env->prog->len;
1461 }
1462
1463 static struct bpf_verifier_state_list **explored_state(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
1464 {
1465         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
1466         struct bpf_func_state *state = cur->frame[cur->curframe];
1467
1468         return &env->explored_states[(idx ^ state->callsite) % state_htab_size(env)];
1469 }
1470
1471 static bool same_callsites(struct bpf_verifier_state *a, struct bpf_verifier_state *b)
1472 {
1473         int fr;
1474
1475         if (a->curframe != b->curframe)
1476                 return false;
1477
1478         for (fr = a->curframe; fr >= 0; fr--)
1479                 if (a->frame[fr]->callsite != b->frame[fr]->callsite)
1480                         return false;
1481
1482         return true;
1483 }
1484
1485 /* Open coded iterators allow back-edges in the state graph in order to
1486  * check unbounded loops that iterators.
1487  *
1488  * In is_state_visited() it is necessary to know if explored states are
1489  * part of some loops in order to decide whether non-exact states
1490  * comparison could be used:
1491  * - non-exact states comparison establishes sub-state relation and uses
1492  *   read and precision marks to do so, these marks are propagated from
1493  *   children states and thus are not guaranteed to be final in a loop;
1494  * - exact states comparison just checks if current and explored states
1495  *   are identical (and thus form a back-edge).
1496  *
1497  * Paper "A New Algorithm for Identifying Loops in Decompilation"
1498  * by Tao Wei, Jian Mao, Wei Zou and Yu Chen [1] presents a convenient
1499  * algorithm for loop structure detection and gives an overview of
1500  * relevant terminology. It also has helpful illustrations.
1501  *
1502  * [1] https://api.semanticscholar.org/CorpusID:15784067
1503  *
1504  * We use a similar algorithm but because loop nested structure is
1505  * irrelevant for verifier ours is significantly simpler and resembles
1506  * strongly connected components algorithm from Sedgewick's textbook.
1507  *
1508  * Define topmost loop entry as a first node of the loop traversed in a
1509  * depth first search starting from initial state. The goal of the loop
1510  * tracking algorithm is to associate topmost loop entries with states
1511  * derived from these entries.
1512  *
1513  * For each step in the DFS states traversal algorithm needs to identify
1514  * the following situations:
1515  *
1516  *          initial                     initial                   initial
1517  *            |                           |                         |
1518  *            V                           V                         V
1519  *           ...                         ...           .---------> hdr
1520  *            |                           |            |            |
1521  *            V                           V            |            V
1522  *           cur                     .-> succ          |    .------...
1523  *            |                      |    |            |    |       |
1524  *            V                      |    V            |    V       V
1525  *           succ                    '-- cur           |   ...     ...
1526  *                                                     |    |       |
1527  *                                                     |    V       V
1528  *                                                     |   succ <- cur
1529  *                                                     |    |
1530  *                                                     |    V
1531  *                                                     |   ...
1532  *                                                     |    |
1533  *                                                     '----'
1534  *
1535  *  (A) successor state of cur   (B) successor state of cur or it's entry
1536  *      not yet traversed            are in current DFS path, thus cur and succ
1537  *                                   are members of the same outermost loop
1538  *
1539  *                      initial                  initial
1540  *                        |                        |
1541  *                        V                        V
1542  *                       ...                      ...
1543  *                        |                        |
1544  *                        V                        V
1545  *                .------...               .------...
1546  *                |       |                |       |
1547  *                V       V                V       V
1548  *           .-> hdr     ...              ...     ...
1549  *           |    |       |                |       |
1550  *           |    V       V                V       V
1551  *           |   succ <- cur              succ <- cur
1552  *           |    |                        |
1553  *           |    V                        V
1554  *           |   ...                      ...
1555  *           |    |                        |
1556  *           '----'                       exit
1557  *
1558  * (C) successor state of cur is a part of some loop but this loop
1559  *     does not include cur or successor state is not in a loop at all.
1560  *
1561  * Algorithm could be described as the following python code:
1562  *
1563  *     traversed = set()   # Set of traversed nodes
1564  *     entries = {}        # Mapping from node to loop entry
1565  *     depths = {}         # Depth level assigned to graph node
1566  *     path = set()        # Current DFS path
1567  *
1568  *     # Find outermost loop entry known for n
1569  *     def get_loop_entry(n):
1570  *         h = entries.get(n, None)
1571  *         while h in entries and entries[h] != h:
1572  *             h = entries[h]
1573  *         return h
1574  *
1575  *     # Update n's loop entry if h's outermost entry comes
1576  *     # before n's outermost entry in current DFS path.
1577  *     def update_loop_entry(n, h):
1578  *         n1 = get_loop_entry(n) or n
1579  *         h1 = get_loop_entry(h) or h
1580  *         if h1 in path and depths[h1] <= depths[n1]:
1581  *             entries[n] = h1
1582  *
1583  *     def dfs(n, depth):
1584  *         traversed.add(n)
1585  *         path.add(n)
1586  *         depths[n] = depth
1587  *         for succ in G.successors(n):
1588  *             if succ not in traversed:
1589  *                 # Case A: explore succ and update cur's loop entry
1590  *                 #         only if succ's entry is in current DFS path.
1591  *                 dfs(succ, depth + 1)
1592  *                 h = get_loop_entry(succ)
1593  *                 update_loop_entry(n, h)
1594  *             else:
1595  *                 # Case B or C depending on `h1 in path` check in update_loop_entry().
1596  *                 update_loop_entry(n, succ)
1597  *         path.remove(n)
1598  *
1599  * To adapt this algorithm for use with verifier:
1600  * - use st->branch == 0 as a signal that DFS of succ had been finished
1601  *   and cur's loop entry has to be updated (case A), handle this in
1602  *   update_branch_counts();
1603  * - use st->branch > 0 as a signal that st is in the current DFS path;
1604  * - handle cases B and C in is_state_visited();
1605  * - update topmost loop entry for intermediate states in get_loop_entry().
1606  */
1607 static struct bpf_verifier_state *get_loop_entry(struct bpf_verifier_state *st)
1608 {
1609         struct bpf_verifier_state *topmost = st->loop_entry, *old;
1610
1611         while (topmost && topmost->loop_entry && topmost != topmost->loop_entry)
1612                 topmost = topmost->loop_entry;
1613         /* Update loop entries for intermediate states to avoid this
1614          * traversal in future get_loop_entry() calls.
1615          */
1616         while (st && st->loop_entry != topmost) {
1617                 old = st->loop_entry;
1618                 st->loop_entry = topmost;
1619                 st = old;
1620         }
1621         return topmost;
1622 }
1623
1624 static void update_loop_entry(struct bpf_verifier_state *cur, struct bpf_verifier_state *hdr)
1625 {
1626         struct bpf_verifier_state *cur1, *hdr1;
1627
1628         cur1 = get_loop_entry(cur) ?: cur;
1629         hdr1 = get_loop_entry(hdr) ?: hdr;
1630         /* The head1->branches check decides between cases B and C in
1631          * comment for get_loop_entry(). If hdr1->branches == 0 then
1632          * head's topmost loop entry is not in current DFS path,
1633          * hence 'cur' and 'hdr' are not in the same loop and there is
1634          * no need to update cur->loop_entry.
1635          */
1636         if (hdr1->branches && hdr1->dfs_depth <= cur1->dfs_depth) {
1637                 cur->loop_entry = hdr;
1638                 hdr->used_as_loop_entry = true;
1639         }
1640 }
1641
1642 static void update_branch_counts(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_verifier_state *st)
1643 {
1644         while (st) {
1645                 u32 br = --st->branches;
1646
1647                 /* br == 0 signals that DFS exploration for 'st' is finished,
1648                  * thus it is necessary to update parent's loop entry if it
1649                  * turned out that st is a part of some loop.
1650                  * This is a part of 'case A' in get_loop_entry() comment.
1651                  */
1652                 if (br == 0 && st->parent && st->loop_entry)
1653                         update_loop_entry(st->parent, st->loop_entry);
1654
1655                 /* WARN_ON(br > 1) technically makes sense here,
1656                  * but see comment in push_stack(), hence:
1657                  */
1658                 WARN_ONCE((int)br < 0,
1659                           "BUG update_branch_counts:branches_to_explore=%d\n",
1660                           br);
1661                 if (br)
1662                         break;
1663                 st = st->parent;
1664         }
1665 }
1666
1667 static int pop_stack(struct bpf_verifier_env *env, int *prev_insn_idx,
1668                      int *insn_idx, bool pop_log)
1669 {
1670         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
1671         struct bpf_verifier_stack_elem *elem, *head = env->head;
1672         int err;
1673
1674         if (env->head == NULL)
1675                 return -ENOENT;
1676
1677         if (cur) {
1678                 err = copy_verifier_state(cur, &head->st);
1679                 if (err)
1680                         return err;
1681         }
1682         if (pop_log)
1683                 bpf_vlog_reset(&env->log, head->log_pos);
1684         if (insn_idx)
1685                 *insn_idx = head->insn_idx;
1686         if (prev_insn_idx)
1687                 *prev_insn_idx = head->prev_insn_idx;
1688         elem = head->next;
1689         free_verifier_state(&head->st, false);
1690         kfree(head);
1691         env->head = elem;
1692         env->stack_size--;
1693         return 0;
1694 }
1695
1696 static struct bpf_verifier_state *push_stack(struct bpf_verifier_env *env,
1697                                              int insn_idx, int prev_insn_idx,
1698                                              bool speculative)
1699 {
1700         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
1701         struct bpf_verifier_stack_elem *elem;
1702         int err;
1703
1704         elem = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_stack_elem), GFP_KERNEL);
1705         if (!elem)
1706                 goto err;
1707
1708         elem->insn_idx = insn_idx;
1709         elem->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
1710         elem->next = env->head;
1711         elem->log_pos = env->log.end_pos;
1712         env->head = elem;
1713         env->stack_size++;
1714         err = copy_verifier_state(&elem->st, cur);
1715         if (err)
1716                 goto err;
1717         elem->st.speculative |= speculative;
1718         if (env->stack_size > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ) {
1719                 verbose(env, "The sequence of %d jumps is too complex.\n",
1720                         env->stack_size);
1721                 goto err;
1722         }
1723         if (elem->st.parent) {
1724                 ++elem->st.parent->branches;
1725                 /* WARN_ON(branches > 2) technically makes sense here,
1726                  * but
1727                  * 1. speculative states will bump 'branches' for non-branch
1728                  * instructions
1729                  * 2. is_state_visited() heuristics may decide not to create
1730                  * a new state for a sequence of branches and all such current
1731                  * and cloned states will be pointing to a single parent state
1732                  * which might have large 'branches' count.
1733                  */
1734         }
1735         return &elem->st;
1736 err:
1737         free_verifier_state(env->cur_state, true);
1738         env->cur_state = NULL;
1739         /* pop all elements and return */
1740         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
1741         return NULL;
1742 }
1743
1744 #define CALLER_SAVED_REGS 6
1745 static const int caller_saved[CALLER_SAVED_REGS] = {
1746         BPF_REG_0, BPF_REG_1, BPF_REG_2, BPF_REG_3, BPF_REG_4, BPF_REG_5
1747 };
1748
1749 /* This helper doesn't clear reg->id */
1750 static void ___mark_reg_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1751 {
1752         reg->var_off = tnum_const(imm);
1753         reg->smin_value = (s64)imm;
1754         reg->smax_value = (s64)imm;
1755         reg->umin_value = imm;
1756         reg->umax_value = imm;
1757
1758         reg->s32_min_value = (s32)imm;
1759         reg->s32_max_value = (s32)imm;
1760         reg->u32_min_value = (u32)imm;
1761         reg->u32_max_value = (u32)imm;
1762 }
1763
1764 /* Mark the unknown part of a register (variable offset or scalar value) as
1765  * known to have the value @imm.
1766  */
1767 static void __mark_reg_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1768 {
1769         /* Clear off and union(map_ptr, range) */
1770         memset(((u8 *)reg) + sizeof(reg->type), 0,
1771                offsetof(struct bpf_reg_state, var_off) - sizeof(reg->type));
1772         reg->id = 0;
1773         reg->ref_obj_id = 0;
1774         ___mark_reg_known(reg, imm);
1775 }
1776
1777 static void __mark_reg32_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1778 {
1779         reg->var_off = tnum_const_subreg(reg->var_off, imm);
1780         reg->s32_min_value = (s32)imm;
1781         reg->s32_max_value = (s32)imm;
1782         reg->u32_min_value = (u32)imm;
1783         reg->u32_max_value = (u32)imm;
1784 }
1785
1786 /* Mark the 'variable offset' part of a register as zero.  This should be
1787  * used only on registers holding a pointer type.
1788  */
1789 static void __mark_reg_known_zero(struct bpf_reg_state *reg)
1790 {
1791         __mark_reg_known(reg, 0);
1792 }
1793
1794 static void __mark_reg_const_zero(const struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
1795 {
1796         __mark_reg_known(reg, 0);
1797         reg->type = SCALAR_VALUE;
1798         /* all scalars are assumed imprecise initially (unless unprivileged,
1799          * in which case everything is forced to be precise)
1800          */
1801         reg->precise = !env->bpf_capable;
1802 }
1803
1804 static void mark_reg_known_zero(struct bpf_verifier_env *env,
1805                                 struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
1806 {
1807         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
1808                 verbose(env, "mark_reg_known_zero(regs, %u)\n", regno);
1809                 /* Something bad happened, let's kill all regs */
1810                 for (regno = 0; regno < MAX_BPF_REG; regno++)
1811                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1812                 return;
1813         }
1814         __mark_reg_known_zero(regs + regno);
1815 }
1816
1817 static void __mark_dynptr_reg(struct bpf_reg_state *reg, enum bpf_dynptr_type type,
1818                               bool first_slot, int dynptr_id)
1819 {
1820         /* reg->type has no meaning for STACK_DYNPTR, but when we set reg for
1821          * callback arguments, it does need to be CONST_PTR_TO_DYNPTR, so simply
1822          * set it unconditionally as it is ignored for STACK_DYNPTR anyway.
1823          */
1824         __mark_reg_known_zero(reg);
1825         reg->type = CONST_PTR_TO_DYNPTR;
1826         /* Give each dynptr a unique id to uniquely associate slices to it. */
1827         reg->id = dynptr_id;
1828         reg->dynptr.type = type;
1829         reg->dynptr.first_slot = first_slot;
1830 }
1831
1832 static void mark_ptr_not_null_reg(struct bpf_reg_state *reg)
1833 {
1834         if (base_type(reg->type) == PTR_TO_MAP_VALUE) {
1835                 const struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
1836
1837                 if (map->inner_map_meta) {
1838                         reg->type = CONST_PTR_TO_MAP;
1839                         reg->map_ptr = map->inner_map_meta;
1840                         /* transfer reg's id which is unique for every map_lookup_elem
1841                          * as UID of the inner map.
1842                          */
1843                         if (btf_record_has_field(map->inner_map_meta->record, BPF_TIMER))
1844                                 reg->map_uid = reg->id;
1845                 } else if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_XSKMAP) {
1846                         reg->type = PTR_TO_XDP_SOCK;
1847                 } else if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP ||
1848                            map->map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH) {
1849                         reg->type = PTR_TO_SOCKET;
1850                 } else {
1851                         reg->type = PTR_TO_MAP_VALUE;
1852                 }
1853                 return;
1854         }
1855
1856         reg->type &= ~PTR_MAYBE_NULL;
1857 }
1858
1859 static void mark_reg_graph_node(struct bpf_reg_state *regs, u32 regno,
1860                                 struct btf_field_graph_root *ds_head)
1861 {
1862         __mark_reg_known_zero(&regs[regno]);
1863         regs[regno].type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC;
1864         regs[regno].btf = ds_head->btf;
1865         regs[regno].btf_id = ds_head->value_btf_id;
1866         regs[regno].off = ds_head->node_offset;
1867 }
1868
1869 static bool reg_is_pkt_pointer(const struct bpf_reg_state *reg)
1870 {
1871         return type_is_pkt_pointer(reg->type);
1872 }
1873
1874 static bool reg_is_pkt_pointer_any(const struct bpf_reg_state *reg)
1875 {
1876         return reg_is_pkt_pointer(reg) ||
1877                reg->type == PTR_TO_PACKET_END;
1878 }
1879
1880 static bool reg_is_dynptr_slice_pkt(const struct bpf_reg_state *reg)
1881 {
1882         return base_type(reg->type) == PTR_TO_MEM &&
1883                 (reg->type & DYNPTR_TYPE_SKB || reg->type & DYNPTR_TYPE_XDP);
1884 }
1885
1886 /* Unmodified PTR_TO_PACKET[_META,_END] register from ctx access. */
1887 static bool reg_is_init_pkt_pointer(const struct bpf_reg_state *reg,
1888                                     enum bpf_reg_type which)
1889 {
1890         /* The register can already have a range from prior markings.
1891          * This is fine as long as it hasn't been advanced from its
1892          * origin.
1893          */
1894         return reg->type == which &&
1895                reg->id == 0 &&
1896                reg->off == 0 &&
1897                tnum_equals_const(reg->var_off, 0);
1898 }
1899
1900 /* Reset the min/max bounds of a register */
1901 static void __mark_reg_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
1902 {
1903         reg->smin_value = S64_MIN;
1904         reg->smax_value = S64_MAX;
1905         reg->umin_value = 0;
1906         reg->umax_value = U64_MAX;
1907
1908         reg->s32_min_value = S32_MIN;
1909         reg->s32_max_value = S32_MAX;
1910         reg->u32_min_value = 0;
1911         reg->u32_max_value = U32_MAX;
1912 }
1913
1914 static void __mark_reg64_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
1915 {
1916         reg->smin_value = S64_MIN;
1917         reg->smax_value = S64_MAX;
1918         reg->umin_value = 0;
1919         reg->umax_value = U64_MAX;
1920 }
1921
1922 static void __mark_reg32_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
1923 {
1924         reg->s32_min_value = S32_MIN;
1925         reg->s32_max_value = S32_MAX;
1926         reg->u32_min_value = 0;
1927         reg->u32_max_value = U32_MAX;
1928 }
1929
1930 static void __update_reg32_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1931 {
1932         struct tnum var32_off = tnum_subreg(reg->var_off);
1933
1934         /* min signed is max(sign bit) | min(other bits) */
1935         reg->s32_min_value = max_t(s32, reg->s32_min_value,
1936                         var32_off.value | (var32_off.mask & S32_MIN));
1937         /* max signed is min(sign bit) | max(other bits) */
1938         reg->s32_max_value = min_t(s32, reg->s32_max_value,
1939                         var32_off.value | (var32_off.mask & S32_MAX));
1940         reg->u32_min_value = max_t(u32, reg->u32_min_value, (u32)var32_off.value);
1941         reg->u32_max_value = min(reg->u32_max_value,
1942                                  (u32)(var32_off.value | var32_off.mask));
1943 }
1944
1945 static void __update_reg64_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1946 {
1947         /* min signed is max(sign bit) | min(other bits) */
1948         reg->smin_value = max_t(s64, reg->smin_value,
1949                                 reg->var_off.value | (reg->var_off.mask & S64_MIN));
1950         /* max signed is min(sign bit) | max(other bits) */
1951         reg->smax_value = min_t(s64, reg->smax_value,
1952                                 reg->var_off.value | (reg->var_off.mask & S64_MAX));
1953         reg->umin_value = max(reg->umin_value, reg->var_off.value);
1954         reg->umax_value = min(reg->umax_value,
1955                               reg->var_off.value | reg->var_off.mask);
1956 }
1957
1958 static void __update_reg_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1959 {
1960         __update_reg32_bounds(reg);
1961         __update_reg64_bounds(reg);
1962 }
1963
1964 /* Uses signed min/max values to inform unsigned, and vice-versa */
1965 static void __reg32_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1966 {
1967         /* If upper 32 bits of u64/s64 range don't change, we can use lower 32
1968          * bits to improve our u32/s32 boundaries.
1969          *
1970          * E.g., the case where we have upper 32 bits as zero ([10, 20] in
1971          * u64) is pretty trivial, it's obvious that in u32 we'll also have
1972          * [10, 20] range. But this property holds for any 64-bit range as
1973          * long as upper 32 bits in that entire range of values stay the same.
1974          *
1975          * E.g., u64 range [0x10000000A, 0x10000000F] ([4294967306, 4294967311]
1976          * in decimal) has the same upper 32 bits throughout all the values in
1977          * that range. As such, lower 32 bits form a valid [0xA, 0xF] ([10, 15])
1978          * range.
1979          *
1980          * Note also, that [0xA, 0xF] is a valid range both in u32 and in s32,
1981          * following the rules outlined below about u64/s64 correspondence
1982          * (which equally applies to u32 vs s32 correspondence). In general it
1983          * depends on actual hexadecimal values of 32-bit range. They can form
1984          * only valid u32, or only valid s32 ranges in some cases.
1985          *
1986          * So we use all these insights to derive bounds for subregisters here.
1987          */
1988         if ((reg->umin_value >> 32) == (reg->umax_value >> 32)) {
1989                 /* u64 to u32 casting preserves validity of low 32 bits as
1990                  * a range, if upper 32 bits are the same
1991                  */
1992                 reg->u32_min_value = max_t(u32, reg->u32_min_value, (u32)reg->umin_value);
1993                 reg->u32_max_value = min_t(u32, reg->u32_max_value, (u32)reg->umax_value);
1994
1995                 if ((s32)reg->umin_value <= (s32)reg->umax_value) {
1996                         reg->s32_min_value = max_t(s32, reg->s32_min_value, (s32)reg->umin_value);
1997                         reg->s32_max_value = min_t(s32, reg->s32_max_value, (s32)reg->umax_value);
1998                 }
1999         }
2000         if ((reg->smin_value >> 32) == (reg->smax_value >> 32)) {
2001                 /* low 32 bits should form a proper u32 range */
2002                 if ((u32)reg->smin_value <= (u32)reg->smax_value) {
2003                         reg->u32_min_value = max_t(u32, reg->u32_min_value, (u32)reg->smin_value);
2004                         reg->u32_max_value = min_t(u32, reg->u32_max_value, (u32)reg->smax_value);
2005                 }
2006                 /* low 32 bits should form a proper s32 range */
2007                 if ((s32)reg->smin_value <= (s32)reg->smax_value) {
2008                         reg->s32_min_value = max_t(s32, reg->s32_min_value, (s32)reg->smin_value);
2009                         reg->s32_max_value = min_t(s32, reg->s32_max_value, (s32)reg->smax_value);
2010                 }
2011         }
2012         /* Special case where upper bits form a small sequence of two
2013          * sequential numbers (in 32-bit unsigned space, so 0xffffffff to
2014          * 0x00000000 is also valid), while lower bits form a proper s32 range
2015          * going from negative numbers to positive numbers. E.g., let's say we
2016          * have s64 range [-1, 1] ([0xffffffffffffffff, 0x0000000000000001]).
2017          * Possible s64 values are {-1, 0, 1} ({0xffffffffffffffff,
2018          * 0x0000000000000000, 0x00000000000001}). Ignoring upper 32 bits,
2019          * we still get a valid s32 range [-1, 1] ([0xffffffff, 0x00000001]).
2020          * Note that it doesn't have to be 0xffffffff going to 0x00000000 in
2021          * upper 32 bits. As a random example, s64 range
2022          * [0xfffffff0fffffff0; 0xfffffff100000010], forms a valid s32 range
2023          * [-16, 16] ([0xfffffff0; 0x00000010]) in its 32 bit subregister.
2024          */
2025         if ((u32)(reg->umin_value >> 32) + 1 == (u32)(reg->umax_value >> 32) &&
2026             (s32)reg->umin_value < 0 && (s32)reg->umax_value >= 0) {
2027                 reg->s32_min_value = max_t(s32, reg->s32_min_value, (s32)reg->umin_value);
2028                 reg->s32_max_value = min_t(s32, reg->s32_max_value, (s32)reg->umax_value);
2029         }
2030         if ((u32)(reg->smin_value >> 32) + 1 == (u32)(reg->smax_value >> 32) &&
2031             (s32)reg->smin_value < 0 && (s32)reg->smax_value >= 0) {
2032                 reg->s32_min_value = max_t(s32, reg->s32_min_value, (s32)reg->smin_value);
2033                 reg->s32_max_value = min_t(s32, reg->s32_max_value, (s32)reg->smax_value);
2034         }
2035         /* if u32 range forms a valid s32 range (due to matching sign bit),
2036          * try to learn from that
2037          */
2038         if ((s32)reg->u32_min_value <= (s32)reg->u32_max_value) {
2039                 reg->s32_min_value = max_t(s32, reg->s32_min_value, reg->u32_min_value);
2040                 reg->s32_max_value = min_t(s32, reg->s32_max_value, reg->u32_max_value);
2041         }
2042         /* If we cannot cross the sign boundary, then signed and unsigned bounds
2043          * are the same, so combine.  This works even in the negative case, e.g.
2044          * -3 s<= x s<= -1 implies 0xf...fd u<= x u<= 0xf...ff.
2045          */
2046         if ((u32)reg->s32_min_value <= (u32)reg->s32_max_value) {
2047                 reg->u32_min_value = max_t(u32, reg->s32_min_value, reg->u32_min_value);
2048                 reg->u32_max_value = min_t(u32, reg->s32_max_value, reg->u32_max_value);
2049         }
2050 }
2051
2052 static void __reg64_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2053 {
2054         /* If u64 range forms a valid s64 range (due to matching sign bit),
2055          * try to learn from that. Let's do a bit of ASCII art to see when
2056          * this is happening. Let's take u64 range first:
2057          *
2058          * 0             0x7fffffffffffffff 0x8000000000000000        U64_MAX
2059          * |-------------------------------|--------------------------------|
2060          *
2061          * Valid u64 range is formed when umin and umax are anywhere in the
2062          * range [0, U64_MAX], and umin <= umax. u64 case is simple and
2063          * straightforward. Let's see how s64 range maps onto the same range
2064          * of values, annotated below the line for comparison:
2065          *
2066          * 0             0x7fffffffffffffff 0x8000000000000000        U64_MAX
2067          * |-------------------------------|--------------------------------|
2068          * 0                        S64_MAX S64_MIN                        -1
2069          *
2070          * So s64 values basically start in the middle and they are logically
2071          * contiguous to the right of it, wrapping around from -1 to 0, and
2072          * then finishing as S64_MAX (0x7fffffffffffffff) right before
2073          * S64_MIN. We can try drawing the continuity of u64 vs s64 values
2074          * more visually as mapped to sign-agnostic range of hex values.
2075          *
2076          *  u64 start                                               u64 end
2077          *  _______________________________________________________________
2078          * /                                                               \
2079          * 0             0x7fffffffffffffff 0x8000000000000000        U64_MAX
2080          * |-------------------------------|--------------------------------|
2081          * 0                        S64_MAX S64_MIN                        -1
2082          *                                / \
2083          * >------------------------------   ------------------------------->
2084          * s64 continues...        s64 end   s64 start          s64 "midpoint"
2085          *
2086          * What this means is that, in general, we can't always derive
2087          * something new about u64 from any random s64 range, and vice versa.
2088          *
2089          * But we can do that in two particular cases. One is when entire
2090          * u64/s64 range is *entirely* contained within left half of the above
2091          * diagram or when it is *entirely* contained in the right half. I.e.:
2092          *
2093          * |-------------------------------|--------------------------------|
2094          *     ^                   ^            ^                 ^
2095          *     A                   B            C                 D
2096          *
2097          * [A, B] and [C, D] are contained entirely in their respective halves
2098          * and form valid contiguous ranges as both u64 and s64 values. [A, B]
2099          * will be non-negative both as u64 and s64 (and in fact it will be
2100          * identical ranges no matter the signedness). [C, D] treated as s64
2101          * will be a range of negative values, while in u64 it will be
2102          * non-negative range of values larger than 0x8000000000000000.
2103          *
2104          * Now, any other range here can't be represented in both u64 and s64
2105          * simultaneously. E.g., [A, C], [A, D], [B, C], [B, D] are valid
2106          * contiguous u64 ranges, but they are discontinuous in s64. [B, C]
2107          * in s64 would be properly presented as [S64_MIN, C] and [B, S64_MAX],
2108          * for example. Similarly, valid s64 range [D, A] (going from negative
2109          * to positive values), would be two separate [D, U64_MAX] and [0, A]
2110          * ranges as u64. Currently reg_state can't represent two segments per
2111          * numeric domain, so in such situations we can only derive maximal
2112          * possible range ([0, U64_MAX] for u64, and [S64_MIN, S64_MAX] for s64).
2113          *
2114          * So we use these facts to derive umin/umax from smin/smax and vice
2115          * versa only if they stay within the same "half". This is equivalent
2116          * to checking sign bit: lower half will have sign bit as zero, upper
2117          * half have sign bit 1. Below in code we simplify this by just
2118          * casting umin/umax as smin/smax and checking if they form valid
2119          * range, and vice versa. Those are equivalent checks.
2120          */
2121         if ((s64)reg->umin_value <= (s64)reg->umax_value) {
2122                 reg->smin_value = max_t(s64, reg->smin_value, reg->umin_value);
2123                 reg->smax_value = min_t(s64, reg->smax_value, reg->umax_value);
2124         }
2125         /* If we cannot cross the sign boundary, then signed and unsigned bounds
2126          * are the same, so combine.  This works even in the negative case, e.g.
2127          * -3 s<= x s<= -1 implies 0xf...fd u<= x u<= 0xf...ff.
2128          */
2129         if ((u64)reg->smin_value <= (u64)reg->smax_value) {
2130                 reg->umin_value = max_t(u64, reg->smin_value, reg->umin_value);
2131                 reg->umax_value = min_t(u64, reg->smax_value, reg->umax_value);
2132         }
2133 }
2134
2135 static void __reg_deduce_mixed_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2136 {
2137         /* Try to tighten 64-bit bounds from 32-bit knowledge, using 32-bit
2138          * values on both sides of 64-bit range in hope to have tigher range.
2139          * E.g., if r1 is [0x1'00000000, 0x3'80000000], and we learn from
2140          * 32-bit signed > 0 operation that s32 bounds are now [1; 0x7fffffff].
2141          * With this, we can substitute 1 as low 32-bits of _low_ 64-bit bound
2142          * (0x100000000 -> 0x100000001) and 0x7fffffff as low 32-bits of
2143          * _high_ 64-bit bound (0x380000000 -> 0x37fffffff) and arrive at a
2144          * better overall bounds for r1 as [0x1'000000001; 0x3'7fffffff].
2145          * We just need to make sure that derived bounds we are intersecting
2146          * with are well-formed ranges in respecitve s64 or u64 domain, just
2147          * like we do with similar kinds of 32-to-64 or 64-to-32 adjustments.
2148          */
2149         __u64 new_umin, new_umax;
2150         __s64 new_smin, new_smax;
2151
2152         /* u32 -> u64 tightening, it's always well-formed */
2153         new_umin = (reg->umin_value & ~0xffffffffULL) | reg->u32_min_value;
2154         new_umax = (reg->umax_value & ~0xffffffffULL) | reg->u32_max_value;
2155         reg->umin_value = max_t(u64, reg->umin_value, new_umin);
2156         reg->umax_value = min_t(u64, reg->umax_value, new_umax);
2157         /* u32 -> s64 tightening, u32 range embedded into s64 preserves range validity */
2158         new_smin = (reg->smin_value & ~0xffffffffULL) | reg->u32_min_value;
2159         new_smax = (reg->smax_value & ~0xffffffffULL) | reg->u32_max_value;
2160         reg->smin_value = max_t(s64, reg->smin_value, new_smin);
2161         reg->smax_value = min_t(s64, reg->smax_value, new_smax);
2162
2163         /* if s32 can be treated as valid u32 range, we can use it as well */
2164         if ((u32)reg->s32_min_value <= (u32)reg->s32_max_value) {
2165                 /* s32 -> u64 tightening */
2166                 new_umin = (reg->umin_value & ~0xffffffffULL) | (u32)reg->s32_min_value;
2167                 new_umax = (reg->umax_value & ~0xffffffffULL) | (u32)reg->s32_max_value;
2168                 reg->umin_value = max_t(u64, reg->umin_value, new_umin);
2169                 reg->umax_value = min_t(u64, reg->umax_value, new_umax);
2170                 /* s32 -> s64 tightening */
2171                 new_smin = (reg->smin_value & ~0xffffffffULL) | (u32)reg->s32_min_value;
2172                 new_smax = (reg->smax_value & ~0xffffffffULL) | (u32)reg->s32_max_value;
2173                 reg->smin_value = max_t(s64, reg->smin_value, new_smin);
2174                 reg->smax_value = min_t(s64, reg->smax_value, new_smax);
2175         }
2176 }
2177
2178 static void __reg_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2179 {
2180         __reg32_deduce_bounds(reg);
2181         __reg64_deduce_bounds(reg);
2182         __reg_deduce_mixed_bounds(reg);
2183 }
2184
2185 /* Attempts to improve var_off based on unsigned min/max information */
2186 static void __reg_bound_offset(struct bpf_reg_state *reg)
2187 {
2188         struct tnum var64_off = tnum_intersect(reg->var_off,
2189                                                tnum_range(reg->umin_value,
2190                                                           reg->umax_value));
2191         struct tnum var32_off = tnum_intersect(tnum_subreg(var64_off),
2192                                                tnum_range(reg->u32_min_value,
2193                                                           reg->u32_max_value));
2194
2195         reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(var64_off), var32_off);
2196 }
2197
2198 static void reg_bounds_sync(struct bpf_reg_state *reg)
2199 {
2200         /* We might have learned new bounds from the var_off. */
2201         __update_reg_bounds(reg);
2202         /* We might have learned something about the sign bit. */
2203         __reg_deduce_bounds(reg);
2204         __reg_deduce_bounds(reg);
2205         /* We might have learned some bits from the bounds. */
2206         __reg_bound_offset(reg);
2207         /* Intersecting with the old var_off might have improved our bounds
2208          * slightly, e.g. if umax was 0x7f...f and var_off was (0; 0xf...fc),
2209          * then new var_off is (0; 0x7f...fc) which improves our umax.
2210          */
2211         __update_reg_bounds(reg);
2212 }
2213
2214 static int reg_bounds_sanity_check(struct bpf_verifier_env *env,
2215                                    struct bpf_reg_state *reg, const char *ctx)
2216 {
2217         const char *msg;
2218
2219         if (reg->umin_value > reg->umax_value ||
2220             reg->smin_value > reg->smax_value ||
2221             reg->u32_min_value > reg->u32_max_value ||
2222             reg->s32_min_value > reg->s32_max_value) {
2223                     msg = "range bounds violation";
2224                     goto out;
2225         }
2226
2227         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
2228                 u64 uval = reg->var_off.value;
2229                 s64 sval = (s64)uval;
2230
2231                 if (reg->umin_value != uval || reg->umax_value != uval ||
2232                     reg->smin_value != sval || reg->smax_value != sval) {
2233                         msg = "const tnum out of sync with range bounds";
2234                         goto out;
2235                 }
2236         }
2237
2238         if (tnum_subreg_is_const(reg->var_off)) {
2239                 u32 uval32 = tnum_subreg(reg->var_off).value;
2240                 s32 sval32 = (s32)uval32;
2241
2242                 if (reg->u32_min_value != uval32 || reg->u32_max_value != uval32 ||
2243                     reg->s32_min_value != sval32 || reg->s32_max_value != sval32) {
2244                         msg = "const subreg tnum out of sync with range bounds";
2245                         goto out;
2246                 }
2247         }
2248
2249         return 0;
2250 out:
2251         verbose(env, "REG INVARIANTS VIOLATION (%s): %s u64=[%#llx, %#llx] "
2252                 "s64=[%#llx, %#llx] u32=[%#x, %#x] s32=[%#x, %#x] var_off=(%#llx, %#llx)\n",
2253                 ctx, msg, reg->umin_value, reg->umax_value,
2254                 reg->smin_value, reg->smax_value,
2255                 reg->u32_min_value, reg->u32_max_value,
2256                 reg->s32_min_value, reg->s32_max_value,
2257                 reg->var_off.value, reg->var_off.mask);
2258         if (env->test_reg_invariants)
2259                 return -EFAULT;
2260         __mark_reg_unbounded(reg);
2261         return 0;
2262 }
2263
2264 static bool __reg32_bound_s64(s32 a)
2265 {
2266         return a >= 0 && a <= S32_MAX;
2267 }
2268
2269 static void __reg_assign_32_into_64(struct bpf_reg_state *reg)
2270 {
2271         reg->umin_value = reg->u32_min_value;
2272         reg->umax_value = reg->u32_max_value;
2273
2274         /* Attempt to pull 32-bit signed bounds into 64-bit bounds but must
2275          * be positive otherwise set to worse case bounds and refine later
2276          * from tnum.
2277          */
2278         if (__reg32_bound_s64(reg->s32_min_value) &&
2279             __reg32_bound_s64(reg->s32_max_value)) {
2280                 reg->smin_value = reg->s32_min_value;
2281                 reg->smax_value = reg->s32_max_value;
2282         } else {
2283                 reg->smin_value = 0;
2284                 reg->smax_value = U32_MAX;
2285         }
2286 }
2287
2288 /* Mark a register as having a completely unknown (scalar) value. */
2289 static void __mark_reg_unknown_imprecise(struct bpf_reg_state *reg)
2290 {
2291         /*
2292          * Clear type, off, and union(map_ptr, range) and
2293          * padding between 'type' and union
2294          */
2295         memset(reg, 0, offsetof(struct bpf_reg_state, var_off));
2296         reg->type = SCALAR_VALUE;
2297         reg->id = 0;
2298         reg->ref_obj_id = 0;
2299         reg->var_off = tnum_unknown;
2300         reg->frameno = 0;
2301         reg->precise = false;
2302         __mark_reg_unbounded(reg);
2303 }
2304
2305 /* Mark a register as having a completely unknown (scalar) value,
2306  * initialize .precise as true when not bpf capable.
2307  */
2308 static void __mark_reg_unknown(const struct bpf_verifier_env *env,
2309                                struct bpf_reg_state *reg)
2310 {
2311         __mark_reg_unknown_imprecise(reg);
2312         reg->precise = !env->bpf_capable;
2313 }
2314
2315 static void mark_reg_unknown(struct bpf_verifier_env *env,
2316                              struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
2317 {
2318         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
2319                 verbose(env, "mark_reg_unknown(regs, %u)\n", regno);
2320                 /* Something bad happened, let's kill all regs except FP */
2321                 for (regno = 0; regno < BPF_REG_FP; regno++)
2322                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
2323                 return;
2324         }
2325         __mark_reg_unknown(env, regs + regno);
2326 }
2327
2328 static void __mark_reg_not_init(const struct bpf_verifier_env *env,
2329                                 struct bpf_reg_state *reg)
2330 {
2331         __mark_reg_unknown(env, reg);
2332         reg->type = NOT_INIT;
2333 }
2334
2335 static void mark_reg_not_init(struct bpf_verifier_env *env,
2336                               struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
2337 {
2338         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
2339                 verbose(env, "mark_reg_not_init(regs, %u)\n", regno);
2340                 /* Something bad happened, let's kill all regs except FP */
2341                 for (regno = 0; regno < BPF_REG_FP; regno++)
2342                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
2343                 return;
2344         }
2345         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
2346 }
2347
2348 static void mark_btf_ld_reg(struct bpf_verifier_env *env,
2349                             struct bpf_reg_state *regs, u32 regno,
2350                             enum bpf_reg_type reg_type,
2351                             struct btf *btf, u32 btf_id,
2352                             enum bpf_type_flag flag)
2353 {
2354         if (reg_type == SCALAR_VALUE) {
2355                 mark_reg_unknown(env, regs, regno);
2356                 return;
2357         }
2358         mark_reg_known_zero(env, regs, regno);
2359         regs[regno].type = PTR_TO_BTF_ID | flag;
2360         regs[regno].btf = btf;
2361         regs[regno].btf_id = btf_id;
2362 }
2363
2364 #define DEF_NOT_SUBREG  (0)
2365 static void init_reg_state(struct bpf_verifier_env *env,
2366                            struct bpf_func_state *state)
2367 {
2368         struct bpf_reg_state *regs = state->regs;
2369         int i;
2370
2371         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
2372                 mark_reg_not_init(env, regs, i);
2373                 regs[i].live = REG_LIVE_NONE;
2374                 regs[i].parent = NULL;
2375                 regs[i].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
2376         }
2377
2378         /* frame pointer */
2379         regs[BPF_REG_FP].type = PTR_TO_STACK;
2380         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_FP);
2381         regs[BPF_REG_FP].frameno = state->frameno;
2382 }
2383
2384 static struct bpf_retval_range retval_range(s32 minval, s32 maxval)
2385 {
2386         return (struct bpf_retval_range){ minval, maxval };
2387 }
2388
2389 #define BPF_MAIN_FUNC (-1)
2390 static void init_func_state(struct bpf_verifier_env *env,
2391                             struct bpf_func_state *state,
2392                             int callsite, int frameno, int subprogno)
2393 {
2394         state->callsite = callsite;
2395         state->frameno = frameno;
2396         state->subprogno = subprogno;
2397         state->callback_ret_range = retval_range(0, 0);
2398         init_reg_state(env, state);
2399         mark_verifier_state_scratched(env);
2400 }
2401
2402 /* Similar to push_stack(), but for async callbacks */
2403 static struct bpf_verifier_state *push_async_cb(struct bpf_verifier_env *env,
2404                                                 int insn_idx, int prev_insn_idx,
2405                                                 int subprog)
2406 {
2407         struct bpf_verifier_stack_elem *elem;
2408         struct bpf_func_state *frame;
2409
2410         elem = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_stack_elem), GFP_KERNEL);
2411         if (!elem)
2412                 goto err;
2413
2414         elem->insn_idx = insn_idx;
2415         elem->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
2416         elem->next = env->head;
2417         elem->log_pos = env->log.end_pos;
2418         env->head = elem;
2419         env->stack_size++;
2420         if (env->stack_size > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ) {
2421                 verbose(env,
2422                         "The sequence of %d jumps is too complex for async cb.\n",
2423                         env->stack_size);
2424                 goto err;
2425         }
2426         /* Unlike push_stack() do not copy_verifier_state().
2427          * The caller state doesn't matter.
2428          * This is async callback. It starts in a fresh stack.
2429          * Initialize it similar to do_check_common().
2430          */
2431         elem->st.branches = 1;
2432         frame = kzalloc(sizeof(*frame), GFP_KERNEL);
2433         if (!frame)
2434                 goto err;
2435         init_func_state(env, frame,
2436                         BPF_MAIN_FUNC /* callsite */,
2437                         0 /* frameno within this callchain */,
2438                         subprog /* subprog number within this prog */);
2439         elem->st.frame[0] = frame;
2440         return &elem->st;
2441 err:
2442         free_verifier_state(env->cur_state, true);
2443         env->cur_state = NULL;
2444         /* pop all elements and return */
2445         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
2446         return NULL;
2447 }
2448
2449
2450 enum reg_arg_type {
2451         SRC_OP,         /* register is used as source operand */
2452         DST_OP,         /* register is used as destination operand */
2453         DST_OP_NO_MARK  /* same as above, check only, don't mark */
2454 };
2455
2456 static int cmp_subprogs(const void *a, const void *b)
2457 {
2458         return ((struct bpf_subprog_info *)a)->start -
2459                ((struct bpf_subprog_info *)b)->start;
2460 }
2461
2462 static int find_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int off)
2463 {
2464         struct bpf_subprog_info *p;
2465
2466         p = bsearch(&off, env->subprog_info, env->subprog_cnt,
2467                     sizeof(env->subprog_info[0]), cmp_subprogs);
2468         if (!p)
2469                 return -ENOENT;
2470         return p - env->subprog_info;
2471
2472 }
2473
2474 static int add_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int off)
2475 {
2476         int insn_cnt = env->prog->len;
2477         int ret;
2478
2479         if (off >= insn_cnt || off < 0) {
2480                 verbose(env, "call to invalid destination\n");
2481                 return -EINVAL;
2482         }
2483         ret = find_subprog(env, off);
2484         if (ret >= 0)
2485                 return ret;
2486         if (env->subprog_cnt >= BPF_MAX_SUBPROGS) {
2487                 verbose(env, "too many subprograms\n");
2488                 return -E2BIG;
2489         }
2490         /* determine subprog starts. The end is one before the next starts */
2491         env->subprog_info[env->subprog_cnt++].start = off;
2492         sort(env->subprog_info, env->subprog_cnt,
2493              sizeof(env->subprog_info[0]), cmp_subprogs, NULL);
2494         return env->subprog_cnt - 1;
2495 }
2496
2497 static int bpf_find_exception_callback_insn_off(struct bpf_verifier_env *env)
2498 {
2499         struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
2500         struct btf *btf = aux->btf;
2501         const struct btf_type *t;
2502         u32 main_btf_id, id;
2503         const char *name;
2504         int ret, i;
2505
2506         /* Non-zero func_info_cnt implies valid btf */
2507         if (!aux->func_info_cnt)
2508                 return 0;
2509         main_btf_id = aux->func_info[0].type_id;
2510
2511         t = btf_type_by_id(btf, main_btf_id);
2512         if (!t) {
2513                 verbose(env, "invalid btf id for main subprog in func_info\n");
2514                 return -EINVAL;
2515         }
2516
2517         name = btf_find_decl_tag_value(btf, t, -1, "exception_callback:");
2518         if (IS_ERR(name)) {
2519                 ret = PTR_ERR(name);
2520                 /* If there is no tag present, there is no exception callback */
2521                 if (ret == -ENOENT)
2522                         ret = 0;
2523                 else if (ret == -EEXIST)
2524                         verbose(env, "multiple exception callback tags for main subprog\n");
2525                 return ret;
2526         }
2527
2528         ret = btf_find_by_name_kind(btf, name, BTF_KIND_FUNC);
2529         if (ret < 0) {
2530                 verbose(env, "exception callback '%s' could not be found in BTF\n", name);
2531                 return ret;
2532         }
2533         id = ret;
2534         t = btf_type_by_id(btf, id);
2535         if (btf_func_linkage(t) != BTF_FUNC_GLOBAL) {
2536                 verbose(env, "exception callback '%s' must have global linkage\n", name);
2537                 return -EINVAL;
2538         }
2539         ret = 0;
2540         for (i = 0; i < aux->func_info_cnt; i++) {
2541                 if (aux->func_info[i].type_id != id)
2542                         continue;
2543                 ret = aux->func_info[i].insn_off;
2544                 /* Further func_info and subprog checks will also happen
2545                  * later, so assume this is the right insn_off for now.
2546                  */
2547                 if (!ret) {
2548                         verbose(env, "invalid exception callback insn_off in func_info: 0\n");
2549                         ret = -EINVAL;
2550                 }
2551         }
2552         if (!ret) {
2553                 verbose(env, "exception callback type id not found in func_info\n");
2554                 ret = -EINVAL;
2555         }
2556         return ret;
2557 }
2558
2559 #define MAX_KFUNC_DESCS 256
2560 #define MAX_KFUNC_BTFS  256
2561
2562 struct bpf_kfunc_desc {
2563         struct btf_func_model func_model;
2564         u32 func_id;
2565         s32 imm;
2566         u16 offset;
2567         unsigned long addr;
2568 };
2569
2570 struct bpf_kfunc_btf {
2571         struct btf *btf;
2572         struct module *module;
2573         u16 offset;
2574 };
2575
2576 struct bpf_kfunc_desc_tab {
2577         /* Sorted by func_id (BTF ID) and offset (fd_array offset) during
2578          * verification. JITs do lookups by bpf_insn, where func_id may not be
2579          * available, therefore at the end of verification do_misc_fixups()
2580          * sorts this by imm and offset.
2581          */
2582         struct bpf_kfunc_desc descs[MAX_KFUNC_DESCS];
2583         u32 nr_descs;
2584 };
2585
2586 struct bpf_kfunc_btf_tab {
2587         struct bpf_kfunc_btf descs[MAX_KFUNC_BTFS];
2588         u32 nr_descs;
2589 };
2590
2591 static int kfunc_desc_cmp_by_id_off(const void *a, const void *b)
2592 {
2593         const struct bpf_kfunc_desc *d0 = a;
2594         const struct bpf_kfunc_desc *d1 = b;
2595
2596         /* func_id is not greater than BTF_MAX_TYPE */
2597         return d0->func_id - d1->func_id ?: d0->offset - d1->offset;
2598 }
2599
2600 static int kfunc_btf_cmp_by_off(const void *a, const void *b)
2601 {
2602         const struct bpf_kfunc_btf *d0 = a;
2603         const struct bpf_kfunc_btf *d1 = b;
2604
2605         return d0->offset - d1->offset;
2606 }
2607
2608 static const struct bpf_kfunc_desc *
2609 find_kfunc_desc(const struct bpf_prog *prog, u32 func_id, u16 offset)
2610 {
2611         struct bpf_kfunc_desc desc = {
2612                 .func_id = func_id,
2613                 .offset = offset,
2614         };
2615         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2616
2617         tab = prog->aux->kfunc_tab;
2618         return bsearch(&desc, tab->descs, tab->nr_descs,
2619                        sizeof(tab->descs[0]), kfunc_desc_cmp_by_id_off);
2620 }
2621
2622 int bpf_get_kfunc_addr(const struct bpf_prog *prog, u32 func_id,
2623                        u16 btf_fd_idx, u8 **func_addr)
2624 {
2625         const struct bpf_kfunc_desc *desc;
2626
2627         desc = find_kfunc_desc(prog, func_id, btf_fd_idx);
2628         if (!desc)
2629                 return -EFAULT;
2630
2631         *func_addr = (u8 *)desc->addr;
2632         return 0;
2633 }
2634
2635 static struct btf *__find_kfunc_desc_btf(struct bpf_verifier_env *env,
2636                                          s16 offset)
2637 {
2638         struct bpf_kfunc_btf kf_btf = { .offset = offset };
2639         struct bpf_kfunc_btf_tab *tab;
2640         struct bpf_kfunc_btf *b;
2641         struct module *mod;
2642         struct btf *btf;
2643         int btf_fd;
2644
2645         tab = env->prog->aux->kfunc_btf_tab;
2646         b = bsearch(&kf_btf, tab->descs, tab->nr_descs,
2647                     sizeof(tab->descs[0]), kfunc_btf_cmp_by_off);
2648         if (!b) {
2649                 if (tab->nr_descs == MAX_KFUNC_BTFS) {
2650                         verbose(env, "too many different module BTFs\n");
2651                         return ERR_PTR(-E2BIG);
2652                 }
2653
2654                 if (bpfptr_is_null(env->fd_array)) {
2655                         verbose(env, "kfunc offset > 0 without fd_array is invalid\n");
2656                         return ERR_PTR(-EPROTO);
2657                 }
2658
2659                 if (copy_from_bpfptr_offset(&btf_fd, env->fd_array,
2660                                             offset * sizeof(btf_fd),
2661                                             sizeof(btf_fd)))
2662                         return ERR_PTR(-EFAULT);
2663
2664                 btf = btf_get_by_fd(btf_fd);
2665                 if (IS_ERR(btf)) {
2666                         verbose(env, "invalid module BTF fd specified\n");
2667                         return btf;
2668                 }
2669
2670                 if (!btf_is_module(btf)) {
2671                         verbose(env, "BTF fd for kfunc is not a module BTF\n");
2672                         btf_put(btf);
2673                         return ERR_PTR(-EINVAL);
2674                 }
2675
2676                 mod = btf_try_get_module(btf);
2677                 if (!mod) {
2678                         btf_put(btf);
2679                         return ERR_PTR(-ENXIO);
2680                 }
2681
2682                 b = &tab->descs[tab->nr_descs++];
2683                 b->btf = btf;
2684                 b->module = mod;
2685                 b->offset = offset;
2686
2687                 sort(tab->descs, tab->nr_descs, sizeof(tab->descs[0]),
2688                      kfunc_btf_cmp_by_off, NULL);
2689         }
2690         return b->btf;
2691 }
2692
2693 void bpf_free_kfunc_btf_tab(struct bpf_kfunc_btf_tab *tab)
2694 {
2695         if (!tab)
2696                 return;
2697
2698         while (tab->nr_descs--) {
2699                 module_put(tab->descs[tab->nr_descs].module);
2700                 btf_put(tab->descs[tab->nr_descs].btf);
2701         }
2702         kfree(tab);
2703 }
2704
2705 static struct btf *find_kfunc_desc_btf(struct bpf_verifier_env *env, s16 offset)
2706 {
2707         if (offset) {
2708                 if (offset < 0) {
2709                         /* In the future, this can be allowed to increase limit
2710                          * of fd index into fd_array, interpreted as u16.
2711                          */
2712                         verbose(env, "negative offset disallowed for kernel module function call\n");
2713                         return ERR_PTR(-EINVAL);
2714                 }
2715
2716                 return __find_kfunc_desc_btf(env, offset);
2717         }
2718         return btf_vmlinux ?: ERR_PTR(-ENOENT);
2719 }
2720
2721 static int add_kfunc_call(struct bpf_verifier_env *env, u32 func_id, s16 offset)
2722 {
2723         const struct btf_type *func, *func_proto;
2724         struct bpf_kfunc_btf_tab *btf_tab;
2725         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2726         struct bpf_prog_aux *prog_aux;
2727         struct bpf_kfunc_desc *desc;
2728         const char *func_name;
2729         struct btf *desc_btf;
2730         unsigned long call_imm;
2731         unsigned long addr;
2732         int err;
2733
2734         prog_aux = env->prog->aux;
2735         tab = prog_aux->kfunc_tab;
2736         btf_tab = prog_aux->kfunc_btf_tab;
2737         if (!tab) {
2738                 if (!btf_vmlinux) {
2739                         verbose(env, "calling kernel function is not supported without CONFIG_DEBUG_INFO_BTF\n");
2740                         return -ENOTSUPP;
2741                 }
2742
2743                 if (!env->prog->jit_requested) {
2744                         verbose(env, "JIT is required for calling kernel function\n");
2745                         return -ENOTSUPP;
2746                 }
2747
2748                 if (!bpf_jit_supports_kfunc_call()) {
2749                         verbose(env, "JIT does not support calling kernel function\n");
2750                         return -ENOTSUPP;
2751                 }
2752
2753                 if (!env->prog->gpl_compatible) {
2754                         verbose(env, "cannot call kernel function from non-GPL compatible program\n");
2755                         return -EINVAL;
2756                 }
2757
2758                 tab = kzalloc(sizeof(*tab), GFP_KERNEL);
2759                 if (!tab)
2760                         return -ENOMEM;
2761                 prog_aux->kfunc_tab = tab;
2762         }
2763
2764         /* func_id == 0 is always invalid, but instead of returning an error, be
2765          * conservative and wait until the code elimination pass before returning
2766          * error, so that invalid calls that get pruned out can be in BPF programs
2767          * loaded from userspace.  It is also required that offset be untouched
2768          * for such calls.
2769          */
2770         if (!func_id && !offset)
2771                 return 0;
2772
2773         if (!btf_tab && offset) {
2774                 btf_tab = kzalloc(sizeof(*btf_tab), GFP_KERNEL);
2775                 if (!btf_tab)
2776                         return -ENOMEM;
2777                 prog_aux->kfunc_btf_tab = btf_tab;
2778         }
2779
2780         desc_btf = find_kfunc_desc_btf(env, offset);
2781         if (IS_ERR(desc_btf)) {
2782                 verbose(env, "failed to find BTF for kernel function\n");
2783                 return PTR_ERR(desc_btf);
2784         }
2785
2786         if (find_kfunc_desc(env->prog, func_id, offset))
2787                 return 0;
2788
2789         if (tab->nr_descs == MAX_KFUNC_DESCS) {
2790                 verbose(env, "too many different kernel function calls\n");
2791                 return -E2BIG;
2792         }
2793
2794         func = btf_type_by_id(desc_btf, func_id);
2795         if (!func || !btf_type_is_func(func)) {
2796                 verbose(env, "kernel btf_id %u is not a function\n",
2797                         func_id);
2798                 return -EINVAL;
2799         }
2800         func_proto = btf_type_by_id(desc_btf, func->type);
2801         if (!func_proto || !btf_type_is_func_proto(func_proto)) {
2802                 verbose(env, "kernel function btf_id %u does not have a valid func_proto\n",
2803                         func_id);
2804                 return -EINVAL;
2805         }
2806
2807         func_name = btf_name_by_offset(desc_btf, func->name_off);
2808         addr = kallsyms_lookup_name(func_name);
2809         if (!addr) {
2810                 verbose(env, "cannot find address for kernel function %s\n",
2811                         func_name);
2812                 return -EINVAL;
2813         }
2814         specialize_kfunc(env, func_id, offset, &addr);
2815
2816         if (bpf_jit_supports_far_kfunc_call()) {
2817                 call_imm = func_id;
2818         } else {
2819                 call_imm = BPF_CALL_IMM(addr);
2820                 /* Check whether the relative offset overflows desc->imm */
2821                 if ((unsigned long)(s32)call_imm != call_imm) {
2822                         verbose(env, "address of kernel function %s is out of range\n",
2823                                 func_name);
2824                         return -EINVAL;
2825                 }
2826         }
2827
2828         if (bpf_dev_bound_kfunc_id(func_id)) {
2829                 err = bpf_dev_bound_kfunc_check(&env->log, prog_aux);
2830                 if (err)
2831                         return err;
2832         }
2833
2834         desc = &tab->descs[tab->nr_descs++];
2835         desc->func_id = func_id;
2836         desc->imm = call_imm;
2837         desc->offset = offset;
2838         desc->addr = addr;
2839         err = btf_distill_func_proto(&env->log, desc_btf,
2840                                      func_proto, func_name,
2841                                      &desc->func_model);
2842         if (!err)
2843                 sort(tab->descs, tab->nr_descs, sizeof(tab->descs[0]),
2844                      kfunc_desc_cmp_by_id_off, NULL);
2845         return err;
2846 }
2847
2848 static int kfunc_desc_cmp_by_imm_off(const void *a, const void *b)
2849 {
2850         const struct bpf_kfunc_desc *d0 = a;
2851         const struct bpf_kfunc_desc *d1 = b;
2852
2853         if (d0->imm != d1->imm)
2854                 return d0->imm < d1->imm ? -1 : 1;
2855         if (d0->offset != d1->offset)
2856                 return d0->offset < d1->offset ? -1 : 1;
2857         return 0;
2858 }
2859
2860 static void sort_kfunc_descs_by_imm_off(struct bpf_prog *prog)
2861 {
2862         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2863
2864         tab = prog->aux->kfunc_tab;
2865         if (!tab)
2866                 return;
2867
2868         sort(tab->descs, tab->nr_descs, sizeof(tab->descs[0]),
2869              kfunc_desc_cmp_by_imm_off, NULL);
2870 }
2871
2872 bool bpf_prog_has_kfunc_call(const struct bpf_prog *prog)
2873 {
2874         return !!prog->aux->kfunc_tab;
2875 }
2876
2877 const struct btf_func_model *
2878 bpf_jit_find_kfunc_model(const struct bpf_prog *prog,
2879                          const struct bpf_insn *insn)
2880 {
2881         const struct bpf_kfunc_desc desc = {
2882                 .imm = insn->imm,
2883                 .offset = insn->off,
2884         };
2885         const struct bpf_kfunc_desc *res;
2886         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2887
2888         tab = prog->aux->kfunc_tab;
2889         res = bsearch(&desc, tab->descs, tab->nr_descs,
2890                       sizeof(tab->descs[0]), kfunc_desc_cmp_by_imm_off);
2891
2892         return res ? &res->func_model : NULL;
2893 }
2894
2895 static int add_subprog_and_kfunc(struct bpf_verifier_env *env)
2896 {
2897         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
2898         int i, ret, insn_cnt = env->prog->len, ex_cb_insn;
2899         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
2900
2901         /* Add entry function. */
2902         ret = add_subprog(env, 0);
2903         if (ret)
2904                 return ret;
2905
2906         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
2907                 if (!bpf_pseudo_func(insn) && !bpf_pseudo_call(insn) &&
2908                     !bpf_pseudo_kfunc_call(insn))
2909                         continue;
2910
2911                 if (!env->bpf_capable) {
2912                         verbose(env, "loading/calling other bpf or kernel functions are allowed for CAP_BPF and CAP_SYS_ADMIN\n");
2913                         return -EPERM;
2914                 }
2915
2916                 if (bpf_pseudo_func(insn) || bpf_pseudo_call(insn))
2917                         ret = add_subprog(env, i + insn->imm + 1);
2918                 else
2919                         ret = add_kfunc_call(env, insn->imm, insn->off);
2920
2921                 if (ret < 0)
2922                         return ret;
2923         }
2924
2925         ret = bpf_find_exception_callback_insn_off(env);
2926         if (ret < 0)
2927                 return ret;
2928         ex_cb_insn = ret;
2929
2930         /* If ex_cb_insn > 0, this means that the main program has a subprog
2931          * marked using BTF decl tag to serve as the exception callback.
2932          */
2933         if (ex_cb_insn) {
2934                 ret = add_subprog(env, ex_cb_insn);
2935                 if (ret < 0)
2936                         return ret;
2937                 for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
2938                         if (env->subprog_info[i].start != ex_cb_insn)
2939                                 continue;
2940                         env->exception_callback_subprog = i;
2941                         mark_subprog_exc_cb(env, i);
2942                         break;
2943                 }
2944         }
2945
2946         /* Add a fake 'exit' subprog which could simplify subprog iteration
2947          * logic. 'subprog_cnt' should not be increased.
2948          */
2949         subprog[env->subprog_cnt].start = insn_cnt;
2950
2951         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
2952                 for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
2953                         verbose(env, "func#%d @%d\n", i, subprog[i].start);
2954
2955         return 0;
2956 }
2957
2958 static int check_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
2959 {
2960         int i, subprog_start, subprog_end, off, cur_subprog = 0;
2961         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
2962         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
2963         int insn_cnt = env->prog->len;
2964
2965         /* now check that all jumps are within the same subprog */
2966         subprog_start = subprog[cur_subprog].start;
2967         subprog_end = subprog[cur_subprog + 1].start;
2968         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
2969                 u8 code = insn[i].code;
2970
2971                 if (code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
2972                     insn[i].src_reg == 0 &&
2973                     insn[i].imm == BPF_FUNC_tail_call)
2974                         subprog[cur_subprog].has_tail_call = true;
2975                 if (BPF_CLASS(code) == BPF_LD &&
2976                     (BPF_MODE(code) == BPF_ABS || BPF_MODE(code) == BPF_IND))
2977                         subprog[cur_subprog].has_ld_abs = true;
2978                 if (BPF_CLASS(code) != BPF_JMP && BPF_CLASS(code) != BPF_JMP32)
2979                         goto next;
2980                 if (BPF_OP(code) == BPF_EXIT || BPF_OP(code) == BPF_CALL)
2981                         goto next;
2982                 if (code == (BPF_JMP32 | BPF_JA))
2983                         off = i + insn[i].imm + 1;
2984                 else
2985                         off = i + insn[i].off + 1;
2986                 if (off < subprog_start || off >= subprog_end) {
2987                         verbose(env, "jump out of range from insn %d to %d\n", i, off);
2988                         return -EINVAL;
2989                 }
2990 next:
2991                 if (i == subprog_end - 1) {
2992                         /* to avoid fall-through from one subprog into another
2993                          * the last insn of the subprog should be either exit
2994                          * or unconditional jump back or bpf_throw call
2995                          */
2996                         if (code != (BPF_JMP | BPF_EXIT) &&
2997                             code != (BPF_JMP32 | BPF_JA) &&
2998                             code != (BPF_JMP | BPF_JA)) {
2999                                 verbose(env, "last insn is not an exit or jmp\n");
3000                                 return -EINVAL;
3001                         }
3002                         subprog_start = subprog_end;
3003                         cur_subprog++;
3004                         if (cur_subprog < env->subprog_cnt)
3005                                 subprog_end = subprog[cur_subprog + 1].start;
3006                 }
3007         }
3008         return 0;
3009 }
3010
3011 /* Parentage chain of this register (or stack slot) should take care of all
3012  * issues like callee-saved registers, stack slot allocation time, etc.
3013  */
3014 static int mark_reg_read(struct bpf_verifier_env *env,
3015                          const struct bpf_reg_state *state,
3016                          struct bpf_reg_state *parent, u8 flag)
3017 {
3018         bool writes = parent == state->parent; /* Observe write marks */
3019         int cnt = 0;
3020
3021         while (parent) {
3022                 /* if read wasn't screened by an earlier write ... */
3023                 if (writes && state->live & REG_LIVE_WRITTEN)
3024                         break;
3025                 if (parent->live & REG_LIVE_DONE) {
3026                         verbose(env, "verifier BUG type %s var_off %lld off %d\n",
3027                                 reg_type_str(env, parent->type),
3028                                 parent->var_off.value, parent->off);
3029                         return -EFAULT;
3030                 }
3031                 /* The first condition is more likely to be true than the
3032                  * second, checked it first.
3033                  */
3034                 if ((parent->live & REG_LIVE_READ) == flag ||
3035                     parent->live & REG_LIVE_READ64)
3036                         /* The parentage chain never changes and
3037                          * this parent was already marked as LIVE_READ.
3038                          * There is no need to keep walking the chain again and
3039                          * keep re-marking all parents as LIVE_READ.
3040                          * This case happens when the same register is read
3041                          * multiple times without writes into it in-between.
3042                          * Also, if parent has the stronger REG_LIVE_READ64 set,
3043                          * then no need to set the weak REG_LIVE_READ32.
3044                          */
3045                         break;
3046                 /* ... then we depend on parent's value */
3047                 parent->live |= flag;
3048                 /* REG_LIVE_READ64 overrides REG_LIVE_READ32. */
3049                 if (flag == REG_LIVE_READ64)
3050                         parent->live &= ~REG_LIVE_READ32;
3051                 state = parent;
3052                 parent = state->parent;
3053                 writes = true;
3054                 cnt++;
3055         }
3056
3057         if (env->longest_mark_read_walk < cnt)
3058                 env->longest_mark_read_walk = cnt;
3059         return 0;
3060 }
3061
3062 static int mark_dynptr_read(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
3063 {
3064         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
3065         int spi, ret;
3066
3067         /* For CONST_PTR_TO_DYNPTR, it must have already been done by
3068          * check_reg_arg in check_helper_call and mark_btf_func_reg_size in
3069          * check_kfunc_call.
3070          */
3071         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
3072                 return 0;
3073         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
3074         if (spi < 0)
3075                 return spi;
3076         /* Caller ensures dynptr is valid and initialized, which means spi is in
3077          * bounds and spi is the first dynptr slot. Simply mark stack slot as
3078          * read.
3079          */
3080         ret = mark_reg_read(env, &state->stack[spi].spilled_ptr,
3081                             state->stack[spi].spilled_ptr.parent, REG_LIVE_READ64);
3082         if (ret)
3083                 return ret;
3084         return mark_reg_read(env, &state->stack[spi - 1].spilled_ptr,
3085                              state->stack[spi - 1].spilled_ptr.parent, REG_LIVE_READ64);
3086 }
3087
3088 static int mark_iter_read(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
3089                           int spi, int nr_slots)
3090 {
3091         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
3092         int err, i;
3093
3094         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
3095                 struct bpf_reg_state *st = &state->stack[spi - i].spilled_ptr;
3096
3097                 err = mark_reg_read(env, st, st->parent, REG_LIVE_READ64);
3098                 if (err)
3099                         return err;
3100
3101                 mark_stack_slot_scratched(env, spi - i);
3102         }
3103
3104         return 0;
3105 }
3106
3107 /* This function is supposed to be used by the following 32-bit optimization
3108  * code only. It returns TRUE if the source or destination register operates
3109  * on 64-bit, otherwise return FALSE.
3110  */
3111 static bool is_reg64(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
3112                      u32 regno, struct bpf_reg_state *reg, enum reg_arg_type t)
3113 {
3114         u8 code, class, op;
3115
3116         code = insn->code;
3117         class = BPF_CLASS(code);
3118         op = BPF_OP(code);
3119         if (class == BPF_JMP) {
3120                 /* BPF_EXIT for "main" will reach here. Return TRUE
3121                  * conservatively.
3122                  */
3123                 if (op == BPF_EXIT)
3124                         return true;
3125                 if (op == BPF_CALL) {
3126                         /* BPF to BPF call will reach here because of marking
3127                          * caller saved clobber with DST_OP_NO_MARK for which we
3128                          * don't care the register def because they are anyway
3129                          * marked as NOT_INIT already.
3130                          */
3131                         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
3132                                 return false;
3133                         /* Helper call will reach here because of arg type
3134                          * check, conservatively return TRUE.
3135                          */
3136                         if (t == SRC_OP)
3137                                 return true;
3138
3139                         return false;
3140                 }
3141         }
3142
3143         if (class == BPF_ALU64 && op == BPF_END && (insn->imm == 16 || insn->imm == 32))
3144                 return false;
3145
3146         if (class == BPF_ALU64 || class == BPF_JMP ||
3147             (class == BPF_ALU && op == BPF_END && insn->imm == 64))
3148                 return true;
3149
3150         if (class == BPF_ALU || class == BPF_JMP32)
3151                 return false;
3152
3153         if (class == BPF_LDX) {
3154                 if (t != SRC_OP)
3155                         return BPF_SIZE(code) == BPF_DW || BPF_MODE(code) == BPF_MEMSX;
3156                 /* LDX source must be ptr. */
3157                 return true;
3158         }
3159
3160         if (class == BPF_STX) {
3161                 /* BPF_STX (including atomic variants) has multiple source
3162                  * operands, one of which is a ptr. Check whether the caller is
3163                  * asking about it.
3164                  */
3165                 if (t == SRC_OP && reg->type != SCALAR_VALUE)
3166                         return true;
3167                 return BPF_SIZE(code) == BPF_DW;
3168         }
3169
3170         if (class == BPF_LD) {
3171                 u8 mode = BPF_MODE(code);
3172
3173                 /* LD_IMM64 */
3174                 if (mode == BPF_IMM)
3175                         return true;
3176
3177                 /* Both LD_IND and LD_ABS return 32-bit data. */
3178                 if (t != SRC_OP)
3179                         return  false;
3180
3181                 /* Implicit ctx ptr. */
3182                 if (regno == BPF_REG_6)
3183                         return true;
3184
3185                 /* Explicit source could be any width. */
3186                 return true;
3187         }
3188
3189         if (class == BPF_ST)
3190                 /* The only source register for BPF_ST is a ptr. */
3191                 return true;
3192
3193         /* Conservatively return true at default. */
3194         return true;
3195 }
3196
3197 /* Return the regno defined by the insn, or -1. */
3198 static int insn_def_regno(const struct bpf_insn *insn)
3199 {
3200         switch (BPF_CLASS(insn->code)) {
3201         case BPF_JMP:
3202         case BPF_JMP32:
3203         case BPF_ST:
3204                 return -1;
3205         case BPF_STX:
3206                 if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ATOMIC &&
3207                     (insn->imm & BPF_FETCH)) {
3208                         if (insn->imm == BPF_CMPXCHG)
3209                                 return BPF_REG_0;
3210                         else
3211                                 return insn->src_reg;
3212                 } else {
3213                         return -1;
3214                 }
3215         default:
3216                 return insn->dst_reg;
3217         }
3218 }
3219
3220 /* Return TRUE if INSN has defined any 32-bit value explicitly. */
3221 static bool insn_has_def32(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
3222 {
3223         int dst_reg = insn_def_regno(insn);
3224
3225         if (dst_reg == -1)
3226                 return false;
3227
3228         return !is_reg64(env, insn, dst_reg, NULL, DST_OP);
3229 }
3230
3231 static void mark_insn_zext(struct bpf_verifier_env *env,
3232                            struct bpf_reg_state *reg)
3233 {
3234         s32 def_idx = reg->subreg_def;
3235
3236         if (def_idx == DEF_NOT_SUBREG)
3237                 return;
3238
3239         env->insn_aux_data[def_idx - 1].zext_dst = true;
3240         /* The dst will be zero extended, so won't be sub-register anymore. */
3241         reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
3242 }
3243
3244 static int __check_reg_arg(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *regs, u32 regno,
3245                            enum reg_arg_type t)
3246 {
3247         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi + env->insn_idx;
3248         struct bpf_reg_state *reg;
3249         bool rw64;
3250
3251         if (regno >= MAX_BPF_REG) {
3252                 verbose(env, "R%d is invalid\n", regno);
3253                 return -EINVAL;
3254         }
3255
3256         mark_reg_scratched(env, regno);
3257
3258         reg = &regs[regno];
3259         rw64 = is_reg64(env, insn, regno, reg, t);
3260         if (t == SRC_OP) {
3261                 /* check whether register used as source operand can be read */
3262                 if (reg->type == NOT_INIT) {
3263                         verbose(env, "R%d !read_ok\n", regno);
3264                         return -EACCES;
3265                 }
3266                 /* We don't need to worry about FP liveness because it's read-only */
3267                 if (regno == BPF_REG_FP)
3268                         return 0;
3269
3270                 if (rw64)
3271                         mark_insn_zext(env, reg);
3272
3273                 return mark_reg_read(env, reg, reg->parent,
3274                                      rw64 ? REG_LIVE_READ64 : REG_LIVE_READ32);
3275         } else {
3276                 /* check whether register used as dest operand can be written to */
3277                 if (regno == BPF_REG_FP) {
3278                         verbose(env, "frame pointer is read only\n");
3279                         return -EACCES;
3280                 }
3281                 reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
3282                 reg->subreg_def = rw64 ? DEF_NOT_SUBREG : env->insn_idx + 1;
3283                 if (t == DST_OP)
3284                         mark_reg_unknown(env, regs, regno);
3285         }
3286         return 0;
3287 }
3288
3289 static int check_reg_arg(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
3290                          enum reg_arg_type t)
3291 {
3292         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
3293         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
3294
3295         return __check_reg_arg(env, state->regs, regno, t);
3296 }
3297
3298 static int insn_stack_access_flags(int frameno, int spi)
3299 {
3300         return INSN_F_STACK_ACCESS | (spi << INSN_F_SPI_SHIFT) | frameno;
3301 }
3302
3303 static int insn_stack_access_spi(int insn_flags)
3304 {
3305         return (insn_flags >> INSN_F_SPI_SHIFT) & INSN_F_SPI_MASK;
3306 }
3307
3308 static int insn_stack_access_frameno(int insn_flags)
3309 {
3310         return insn_flags & INSN_F_FRAMENO_MASK;
3311 }
3312
3313 static void mark_jmp_point(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
3314 {
3315         env->insn_aux_data[idx].jmp_point = true;
3316 }
3317
3318 static bool is_jmp_point(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
3319 {
3320         return env->insn_aux_data[insn_idx].jmp_point;
3321 }
3322
3323 /* for any branch, call, exit record the history of jmps in the given state */
3324 static int push_jmp_history(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_verifier_state *cur,
3325                             int insn_flags)
3326 {
3327         u32 cnt = cur->jmp_history_cnt;
3328         struct bpf_jmp_history_entry *p;
3329         size_t alloc_size;
3330
3331         /* combine instruction flags if we already recorded this instruction */
3332         if (env->cur_hist_ent) {
3333                 /* atomic instructions push insn_flags twice, for READ and
3334                  * WRITE sides, but they should agree on stack slot
3335                  */
3336                 WARN_ONCE((env->cur_hist_ent->flags & insn_flags) &&
3337                           (env->cur_hist_ent->flags & insn_flags) != insn_flags,
3338                           "verifier insn history bug: insn_idx %d cur flags %x new flags %x\n",
3339                           env->insn_idx, env->cur_hist_ent->flags, insn_flags);
3340                 env->cur_hist_ent->flags |= insn_flags;
3341                 return 0;
3342         }
3343
3344         cnt++;
3345         alloc_size = kmalloc_size_roundup(size_mul(cnt, sizeof(*p)));
3346         p = krealloc(cur->jmp_history, alloc_size, GFP_USER);
3347         if (!p)
3348                 return -ENOMEM;
3349         cur->jmp_history = p;
3350
3351         p = &cur->jmp_history[cnt - 1];
3352         p->idx = env->insn_idx;
3353         p->prev_idx = env->prev_insn_idx;
3354         p->flags = insn_flags;
3355         cur->jmp_history_cnt = cnt;
3356         env->cur_hist_ent = p;
3357
3358         return 0;
3359 }
3360
3361 static struct bpf_jmp_history_entry *get_jmp_hist_entry(struct bpf_verifier_state *st,
3362                                                         u32 hist_end, int insn_idx)
3363 {
3364         if (hist_end > 0 && st->jmp_history[hist_end - 1].idx == insn_idx)
3365                 return &st->jmp_history[hist_end - 1];
3366         return NULL;
3367 }
3368
3369 /* Backtrack one insn at a time. If idx is not at the top of recorded
3370  * history then previous instruction came from straight line execution.
3371  * Return -ENOENT if we exhausted all instructions within given state.
3372  *
3373  * It's legal to have a bit of a looping with the same starting and ending
3374  * insn index within the same state, e.g.: 3->4->5->3, so just because current
3375  * instruction index is the same as state's first_idx doesn't mean we are
3376  * done. If there is still some jump history left, we should keep going. We
3377  * need to take into account that we might have a jump history between given
3378  * state's parent and itself, due to checkpointing. In this case, we'll have
3379  * history entry recording a jump from last instruction of parent state and
3380  * first instruction of given state.
3381  */
3382 static int get_prev_insn_idx(struct bpf_verifier_state *st, int i,
3383                              u32 *history)
3384 {
3385         u32 cnt = *history;
3386
3387         if (i == st->first_insn_idx) {
3388                 if (cnt == 0)
3389                         return -ENOENT;
3390                 if (cnt == 1 && st->jmp_history[0].idx == i)
3391                         return -ENOENT;
3392         }
3393
3394         if (cnt && st->jmp_history[cnt - 1].idx == i) {
3395                 i = st->jmp_history[cnt - 1].prev_idx;
3396                 (*history)--;
3397         } else {
3398                 i--;
3399         }
3400         return i;
3401 }
3402
3403 static const char *disasm_kfunc_name(void *data, const struct bpf_insn *insn)
3404 {
3405         const struct btf_type *func;
3406         struct btf *desc_btf;
3407
3408         if (insn->src_reg != BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL)
3409                 return NULL;
3410
3411         desc_btf = find_kfunc_desc_btf(data, insn->off);
3412         if (IS_ERR(desc_btf))
3413                 return "<error>";
3414
3415         func = btf_type_by_id(desc_btf, insn->imm);
3416         return btf_name_by_offset(desc_btf, func->name_off);
3417 }
3418
3419 static inline void bt_init(struct backtrack_state *bt, u32 frame)
3420 {
3421         bt->frame = frame;
3422 }
3423
3424 static inline void bt_reset(struct backtrack_state *bt)
3425 {
3426         struct bpf_verifier_env *env = bt->env;
3427
3428         memset(bt, 0, sizeof(*bt));
3429         bt->env = env;
3430 }
3431
3432 static inline u32 bt_empty(struct backtrack_state *bt)
3433 {
3434         u64 mask = 0;
3435         int i;
3436
3437         for (i = 0; i <= bt->frame; i++)
3438                 mask |= bt->reg_masks[i] | bt->stack_masks[i];
3439
3440         return mask == 0;
3441 }
3442
3443 static inline int bt_subprog_enter(struct backtrack_state *bt)
3444 {
3445         if (bt->frame == MAX_CALL_FRAMES - 1) {
3446                 verbose(bt->env, "BUG subprog enter from frame %d\n", bt->frame);
3447                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3448                 return -EFAULT;
3449         }
3450         bt->frame++;
3451         return 0;
3452 }
3453
3454 static inline int bt_subprog_exit(struct backtrack_state *bt)
3455 {
3456         if (bt->frame == 0) {
3457                 verbose(bt->env, "BUG subprog exit from frame 0\n");
3458                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3459                 return -EFAULT;
3460         }
3461         bt->frame--;
3462         return 0;
3463 }
3464
3465 static inline void bt_set_frame_reg(struct backtrack_state *bt, u32 frame, u32 reg)
3466 {
3467         bt->reg_masks[frame] |= 1 << reg;
3468 }
3469
3470 static inline void bt_clear_frame_reg(struct backtrack_state *bt, u32 frame, u32 reg)
3471 {
3472         bt->reg_masks[frame] &= ~(1 << reg);
3473 }
3474
3475 static inline void bt_set_reg(struct backtrack_state *bt, u32 reg)
3476 {
3477         bt_set_frame_reg(bt, bt->frame, reg);
3478 }
3479
3480 static inline void bt_clear_reg(struct backtrack_state *bt, u32 reg)
3481 {
3482         bt_clear_frame_reg(bt, bt->frame, reg);
3483 }
3484
3485 static inline void bt_set_frame_slot(struct backtrack_state *bt, u32 frame, u32 slot)
3486 {
3487         bt->stack_masks[frame] |= 1ull << slot;
3488 }
3489
3490 static inline void bt_clear_frame_slot(struct backtrack_state *bt, u32 frame, u32 slot)
3491 {
3492         bt->stack_masks[frame] &= ~(1ull << slot);
3493 }
3494
3495 static inline u32 bt_frame_reg_mask(struct backtrack_state *bt, u32 frame)
3496 {
3497         return bt->reg_masks[frame];
3498 }
3499
3500 static inline u32 bt_reg_mask(struct backtrack_state *bt)
3501 {
3502         return bt->reg_masks[bt->frame];
3503 }
3504
3505 static inline u64 bt_frame_stack_mask(struct backtrack_state *bt, u32 frame)
3506 {
3507         return bt->stack_masks[frame];
3508 }
3509
3510 static inline u64 bt_stack_mask(struct backtrack_state *bt)
3511 {
3512         return bt->stack_masks[bt->frame];
3513 }
3514
3515 static inline bool bt_is_reg_set(struct backtrack_state *bt, u32 reg)
3516 {
3517         return bt->reg_masks[bt->frame] & (1 << reg);
3518 }
3519
3520 static inline bool bt_is_frame_slot_set(struct backtrack_state *bt, u32 frame, u32 slot)
3521 {
3522         return bt->stack_masks[frame] & (1ull << slot);
3523 }
3524
3525 /* format registers bitmask, e.g., "r0,r2,r4" for 0x15 mask */
3526 static void fmt_reg_mask(char *buf, ssize_t buf_sz, u32 reg_mask)
3527 {
3528         DECLARE_BITMAP(mask, 64);
3529         bool first = true;
3530         int i, n;
3531
3532         buf[0] = '\0';
3533
3534         bitmap_from_u64(mask, reg_mask);
3535         for_each_set_bit(i, mask, 32) {
3536                 n = snprintf(buf, buf_sz, "%sr%d", first ? "" : ",", i);
3537                 first = false;
3538                 buf += n;
3539                 buf_sz -= n;
3540                 if (buf_sz < 0)
3541                         break;
3542         }
3543 }
3544 /* format stack slots bitmask, e.g., "-8,-24,-40" for 0x15 mask */
3545 static void fmt_stack_mask(char *buf, ssize_t buf_sz, u64 stack_mask)
3546 {
3547         DECLARE_BITMAP(mask, 64);
3548         bool first = true;
3549         int i, n;
3550
3551         buf[0] = '\0';
3552
3553         bitmap_from_u64(mask, stack_mask);
3554         for_each_set_bit(i, mask, 64) {
3555                 n = snprintf(buf, buf_sz, "%s%d", first ? "" : ",", -(i + 1) * 8);
3556                 first = false;
3557                 buf += n;
3558                 buf_sz -= n;
3559                 if (buf_sz < 0)
3560                         break;
3561         }
3562 }
3563
3564 static bool calls_callback(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx);
3565
3566 /* For given verifier state backtrack_insn() is called from the last insn to
3567  * the first insn. Its purpose is to compute a bitmask of registers and
3568  * stack slots that needs precision in the parent verifier state.
3569  *
3570  * @idx is an index of the instruction we are currently processing;
3571  * @subseq_idx is an index of the subsequent instruction that:
3572  *   - *would be* executed next, if jump history is viewed in forward order;
3573  *   - *was* processed previously during backtracking.
3574  */
3575 static int backtrack_insn(struct bpf_verifier_env *env, int idx, int subseq_idx,
3576                           struct bpf_jmp_history_entry *hist, struct backtrack_state *bt)
3577 {
3578         const struct bpf_insn_cbs cbs = {
3579                 .cb_call        = disasm_kfunc_name,
3580                 .cb_print       = verbose,
3581                 .private_data   = env,
3582         };
3583         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi + idx;
3584         u8 class = BPF_CLASS(insn->code);
3585         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
3586         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
3587         u32 dreg = insn->dst_reg;
3588         u32 sreg = insn->src_reg;
3589         u32 spi, i, fr;
3590
3591         if (insn->code == 0)
3592                 return 0;
3593         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
3594                 fmt_reg_mask(env->tmp_str_buf, TMP_STR_BUF_LEN, bt_reg_mask(bt));
3595                 verbose(env, "mark_precise: frame%d: regs=%s ",
3596                         bt->frame, env->tmp_str_buf);
3597                 fmt_stack_mask(env->tmp_str_buf, TMP_STR_BUF_LEN, bt_stack_mask(bt));
3598                 verbose(env, "stack=%s before ", env->tmp_str_buf);
3599                 verbose(env, "%d: ", idx);
3600                 print_bpf_insn(&cbs, insn, env->allow_ptr_leaks);
3601         }
3602
3603         if (class == BPF_ALU || class == BPF_ALU64) {
3604                 if (!bt_is_reg_set(bt, dreg))
3605                         return 0;
3606                 if (opcode == BPF_END || opcode == BPF_NEG) {
3607                         /* sreg is reserved and unused
3608                          * dreg still need precision before this insn
3609                          */
3610                         return 0;
3611                 } else if (opcode == BPF_MOV) {
3612                         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
3613                                 /* dreg = sreg or dreg = (s8, s16, s32)sreg
3614                                  * dreg needs precision after this insn
3615                                  * sreg needs precision before this insn
3616                                  */
3617                                 bt_clear_reg(bt, dreg);
3618                                 bt_set_reg(bt, sreg);
3619                         } else {
3620                                 /* dreg = K
3621                                  * dreg needs precision after this insn.
3622                                  * Corresponding register is already marked
3623                                  * as precise=true in this verifier state.
3624                                  * No further markings in parent are necessary
3625                                  */
3626                                 bt_clear_reg(bt, dreg);
3627                         }
3628                 } else {
3629                         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
3630                                 /* dreg += sreg
3631                                  * both dreg and sreg need precision
3632                                  * before this insn
3633                                  */
3634                                 bt_set_reg(bt, sreg);
3635                         } /* else dreg += K
3636                            * dreg still needs precision before this insn
3637                            */
3638                 }
3639         } else if (class == BPF_LDX) {
3640                 if (!bt_is_reg_set(bt, dreg))
3641                         return 0;
3642                 bt_clear_reg(bt, dreg);
3643
3644                 /* scalars can only be spilled into stack w/o losing precision.
3645                  * Load from any other memory can be zero extended.
3646                  * The desire to keep that precision is already indicated
3647                  * by 'precise' mark in corresponding register of this state.
3648                  * No further tracking necessary.
3649                  */
3650                 if (!hist || !(hist->flags & INSN_F_STACK_ACCESS))
3651                         return 0;
3652                 /* dreg = *(u64 *)[fp - off] was a fill from the stack.
3653                  * that [fp - off] slot contains scalar that needs to be
3654                  * tracked with precision
3655                  */
3656                 spi = insn_stack_access_spi(hist->flags);
3657                 fr = insn_stack_access_frameno(hist->flags);
3658                 bt_set_frame_slot(bt, fr, spi);
3659         } else if (class == BPF_STX || class == BPF_ST) {
3660                 if (bt_is_reg_set(bt, dreg))
3661                         /* stx & st shouldn't be using _scalar_ dst_reg
3662                          * to access memory. It means backtracking
3663                          * encountered a case of pointer subtraction.
3664                          */
3665                         return -ENOTSUPP;
3666                 /* scalars can only be spilled into stack */
3667                 if (!hist || !(hist->flags & INSN_F_STACK_ACCESS))
3668                         return 0;
3669                 spi = insn_stack_access_spi(hist->flags);
3670                 fr = insn_stack_access_frameno(hist->flags);
3671                 if (!bt_is_frame_slot_set(bt, fr, spi))
3672                         return 0;
3673                 bt_clear_frame_slot(bt, fr, spi);
3674                 if (class == BPF_STX)
3675                         bt_set_reg(bt, sreg);
3676         } else if (class == BPF_JMP || class == BPF_JMP32) {
3677                 if (bpf_pseudo_call(insn)) {
3678                         int subprog_insn_idx, subprog;
3679
3680                         subprog_insn_idx = idx + insn->imm + 1;
3681                         subprog = find_subprog(env, subprog_insn_idx);
3682                         if (subprog < 0)
3683                                 return -EFAULT;
3684
3685                         if (subprog_is_global(env, subprog)) {
3686                                 /* check that jump history doesn't have any
3687                                  * extra instructions from subprog; the next
3688                                  * instruction after call to global subprog
3689                                  * should be literally next instruction in
3690                                  * caller program
3691                                  */
3692                                 WARN_ONCE(idx + 1 != subseq_idx, "verifier backtracking bug");
3693                                 /* r1-r5 are invalidated after subprog call,
3694                                  * so for global func call it shouldn't be set
3695                                  * anymore
3696                                  */
3697                                 if (bt_reg_mask(bt) & BPF_REGMASK_ARGS) {
3698                                         verbose(env, "BUG regs %x\n", bt_reg_mask(bt));
3699                                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3700                                         return -EFAULT;
3701                                 }
3702                                 /* global subprog always sets R0 */
3703                                 bt_clear_reg(bt, BPF_REG_0);
3704                                 return 0;
3705                         } else {
3706                                 /* static subprog call instruction, which
3707                                  * means that we are exiting current subprog,
3708                                  * so only r1-r5 could be still requested as
3709                                  * precise, r0 and r6-r10 or any stack slot in
3710                                  * the current frame should be zero by now
3711                                  */
3712                                 if (bt_reg_mask(bt) & ~BPF_REGMASK_ARGS) {
3713                                         verbose(env, "BUG regs %x\n", bt_reg_mask(bt));
3714                                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3715                                         return -EFAULT;
3716                                 }
3717                                 /* we are now tracking register spills correctly,
3718                                  * so any instance of leftover slots is a bug
3719                                  */
3720                                 if (bt_stack_mask(bt) != 0) {
3721                                         verbose(env, "BUG stack slots %llx\n", bt_stack_mask(bt));
3722                                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug (subprog leftover stack slots)");
3723                                         return -EFAULT;
3724                                 }
3725                                 /* propagate r1-r5 to the caller */
3726                                 for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++) {
3727                                         if (bt_is_reg_set(bt, i)) {
3728                                                 bt_clear_reg(bt, i);
3729                                                 bt_set_frame_reg(bt, bt->frame - 1, i);
3730                                         }
3731                                 }
3732                                 if (bt_subprog_exit(bt))
3733                                         return -EFAULT;
3734                                 return 0;
3735                         }
3736                 } else if (is_sync_callback_calling_insn(insn) && idx != subseq_idx - 1) {
3737                         /* exit from callback subprog to callback-calling helper or
3738                          * kfunc call. Use idx/subseq_idx check to discern it from
3739                          * straight line code backtracking.
3740                          * Unlike the subprog call handling above, we shouldn't
3741                          * propagate precision of r1-r5 (if any requested), as they are
3742                          * not actually arguments passed directly to callback subprogs
3743                          */
3744                         if (bt_reg_mask(bt) & ~BPF_REGMASK_ARGS) {
3745                                 verbose(env, "BUG regs %x\n", bt_reg_mask(bt));
3746                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3747                                 return -EFAULT;
3748                         }
3749                         if (bt_stack_mask(bt) != 0) {
3750                                 verbose(env, "BUG stack slots %llx\n", bt_stack_mask(bt));
3751                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug (callback leftover stack slots)");
3752                                 return -EFAULT;
3753                         }
3754                         /* clear r1-r5 in callback subprog's mask */
3755                         for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++)
3756                                 bt_clear_reg(bt, i);
3757                         if (bt_subprog_exit(bt))
3758                                 return -EFAULT;
3759                         return 0;
3760                 } else if (opcode == BPF_CALL) {
3761                         /* kfunc with imm==0 is invalid and fixup_kfunc_call will
3762                          * catch this error later. Make backtracking conservative
3763                          * with ENOTSUPP.
3764                          */
3765                         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL && insn->imm == 0)
3766                                 return -ENOTSUPP;
3767                         /* regular helper call sets R0 */
3768                         bt_clear_reg(bt, BPF_REG_0);
3769                         if (bt_reg_mask(bt) & BPF_REGMASK_ARGS) {
3770                                 /* if backtracing was looking for registers R1-R5
3771                                  * they should have been found already.
3772                                  */
3773                                 verbose(env, "BUG regs %x\n", bt_reg_mask(bt));
3774                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3775                                 return -EFAULT;
3776                         }
3777                 } else if (opcode == BPF_EXIT) {
3778                         bool r0_precise;
3779
3780                         /* Backtracking to a nested function call, 'idx' is a part of
3781                          * the inner frame 'subseq_idx' is a part of the outer frame.
3782                          * In case of a regular function call, instructions giving
3783                          * precision to registers R1-R5 should have been found already.
3784                          * In case of a callback, it is ok to have R1-R5 marked for
3785                          * backtracking, as these registers are set by the function
3786                          * invoking callback.
3787                          */
3788                         if (subseq_idx >= 0 && calls_callback(env, subseq_idx))
3789                                 for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++)
3790                                         bt_clear_reg(bt, i);
3791                         if (bt_reg_mask(bt) & BPF_REGMASK_ARGS) {
3792                                 verbose(env, "BUG regs %x\n", bt_reg_mask(bt));
3793                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3794                                 return -EFAULT;
3795                         }
3796
3797                         /* BPF_EXIT in subprog or callback always returns
3798                          * right after the call instruction, so by checking
3799                          * whether the instruction at subseq_idx-1 is subprog
3800                          * call or not we can distinguish actual exit from
3801                          * *subprog* from exit from *callback*. In the former
3802                          * case, we need to propagate r0 precision, if
3803                          * necessary. In the former we never do that.
3804                          */
3805                         r0_precise = subseq_idx - 1 >= 0 &&
3806                                      bpf_pseudo_call(&env->prog->insnsi[subseq_idx - 1]) &&
3807                                      bt_is_reg_set(bt, BPF_REG_0);
3808
3809                         bt_clear_reg(bt, BPF_REG_0);
3810                         if (bt_subprog_enter(bt))
3811                                 return -EFAULT;
3812
3813                         if (r0_precise)
3814                                 bt_set_reg(bt, BPF_REG_0);
3815                         /* r6-r9 and stack slots will stay set in caller frame
3816                          * bitmasks until we return back from callee(s)
3817                          */
3818                         return 0;
3819                 } else if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
3820                         if (!bt_is_reg_set(bt, dreg) && !bt_is_reg_set(bt, sreg))
3821                                 return 0;
3822                         /* dreg <cond> sreg
3823                          * Both dreg and sreg need precision before
3824                          * this insn. If only sreg was marked precise
3825                          * before it would be equally necessary to
3826                          * propagate it to dreg.
3827                          */
3828                         bt_set_reg(bt, dreg);
3829                         bt_set_reg(bt, sreg);
3830                          /* else dreg <cond> K
3831                           * Only dreg still needs precision before
3832                           * this insn, so for the K-based conditional
3833                           * there is nothing new to be marked.
3834                           */
3835                 }
3836         } else if (class == BPF_LD) {
3837                 if (!bt_is_reg_set(bt, dreg))
3838                         return 0;
3839                 bt_clear_reg(bt, dreg);
3840                 /* It's ld_imm64 or ld_abs or ld_ind.
3841                  * For ld_imm64 no further tracking of precision
3842                  * into parent is necessary
3843                  */
3844                 if (mode == BPF_IND || mode == BPF_ABS)
3845                         /* to be analyzed */
3846                         return -ENOTSUPP;
3847         }
3848         return 0;
3849 }
3850
3851 /* the scalar precision tracking algorithm:
3852  * . at the start all registers have precise=false.
3853  * . scalar ranges are tracked as normal through alu and jmp insns.
3854  * . once precise value of the scalar register is used in:
3855  *   .  ptr + scalar alu
3856  *   . if (scalar cond K|scalar)
3857  *   .  helper_call(.., scalar, ...) where ARG_CONST is expected
3858  *   backtrack through the verifier states and mark all registers and
3859  *   stack slots with spilled constants that these scalar regisers
3860  *   should be precise.
3861  * . during state pruning two registers (or spilled stack slots)
3862  *   are equivalent if both are not precise.
3863  *
3864  * Note the verifier cannot simply walk register parentage chain,
3865  * since many different registers and stack slots could have been
3866  * used to compute single precise scalar.
3867  *
3868  * The approach of starting with precise=true for all registers and then
3869  * backtrack to mark a register as not precise when the verifier detects
3870  * that program doesn't care about specific value (e.g., when helper
3871  * takes register as ARG_ANYTHING parameter) is not safe.
3872  *
3873  * It's ok to walk single parentage chain of the verifier states.
3874  * It's possible that this backtracking will go all the way till 1st insn.
3875  * All other branches will be explored for needing precision later.
3876  *
3877  * The backtracking needs to deal with cases like:
3878  *   R8=map_value(id=0,off=0,ks=4,vs=1952,imm=0) R9_w=map_value(id=0,off=40,ks=4,vs=1952,imm=0)
3879  * r9 -= r8
3880  * r5 = r9
3881  * if r5 > 0x79f goto pc+7
3882  *    R5_w=inv(id=0,umax_value=1951,var_off=(0x0; 0x7ff))
3883  * r5 += 1
3884  * ...
3885  * call bpf_perf_event_output#25
3886  *   where .arg5_type = ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO
3887  *
3888  * and this case:
3889  * r6 = 1
3890  * call foo // uses callee's r6 inside to compute r0
3891  * r0 += r6
3892  * if r0 == 0 goto
3893  *
3894  * to track above reg_mask/stack_mask needs to be independent for each frame.
3895  *
3896  * Also if parent's curframe > frame where backtracking started,
3897  * the verifier need to mark registers in both frames, otherwise callees
3898  * may incorrectly prune callers. This is similar to
3899  * commit 7640ead93924 ("bpf: verifier: make sure callees don't prune with caller differences")
3900  *
3901  * For now backtracking falls back into conservative marking.
3902  */
3903 static void mark_all_scalars_precise(struct bpf_verifier_env *env,
3904                                      struct bpf_verifier_state *st)
3905 {
3906         struct bpf_func_state *func;
3907         struct bpf_reg_state *reg;
3908         int i, j;
3909
3910         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
3911                 verbose(env, "mark_precise: frame%d: falling back to forcing all scalars precise\n",
3912                         st->curframe);
3913         }
3914
3915         /* big hammer: mark all scalars precise in this path.
3916          * pop_stack may still get !precise scalars.
3917          * We also skip current state and go straight to first parent state,
3918          * because precision markings in current non-checkpointed state are
3919          * not needed. See why in the comment in __mark_chain_precision below.
3920          */
3921         for (st = st->parent; st; st = st->parent) {
3922                 for (i = 0; i <= st->curframe; i++) {
3923                         func = st->frame[i];
3924                         for (j = 0; j < BPF_REG_FP; j++) {
3925                                 reg = &func->regs[j];
3926                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE || reg->precise)
3927                                         continue;
3928                                 reg->precise = true;
3929                                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
3930                                         verbose(env, "force_precise: frame%d: forcing r%d to be precise\n",
3931                                                 i, j);
3932                                 }
3933                         }
3934                         for (j = 0; j < func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; j++) {
3935                                 if (!is_spilled_reg(&func->stack[j]))
3936                                         continue;
3937                                 reg = &func->stack[j].spilled_ptr;
3938                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE || reg->precise)
3939                                         continue;
3940                                 reg->precise = true;
3941                                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
3942                                         verbose(env, "force_precise: frame%d: forcing fp%d to be precise\n",
3943                                                 i, -(j + 1) * 8);
3944                                 }
3945                         }
3946                 }
3947         }
3948 }
3949
3950 static void mark_all_scalars_imprecise(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_verifier_state *st)
3951 {
3952         struct bpf_func_state *func;
3953         struct bpf_reg_state *reg;
3954         int i, j;
3955
3956         for (i = 0; i <= st->curframe; i++) {
3957                 func = st->frame[i];
3958                 for (j = 0; j < BPF_REG_FP; j++) {
3959                         reg = &func->regs[j];
3960                         if (reg->type != SCALAR_VALUE)
3961                                 continue;
3962                         reg->precise = false;
3963                 }
3964                 for (j = 0; j < func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; j++) {
3965                         if (!is_spilled_reg(&func->stack[j]))
3966                                 continue;
3967                         reg = &func->stack[j].spilled_ptr;
3968                         if (reg->type != SCALAR_VALUE)
3969                                 continue;
3970                         reg->precise = false;
3971                 }
3972         }
3973 }
3974
3975 static bool idset_contains(struct bpf_idset *s, u32 id)
3976 {
3977         u32 i;
3978
3979         for (i = 0; i < s->count; ++i)
3980                 if (s->ids[i] == id)
3981                         return true;
3982
3983         return false;
3984 }
3985
3986 static int idset_push(struct bpf_idset *s, u32 id)
3987 {
3988         if (WARN_ON_ONCE(s->count >= ARRAY_SIZE(s->ids)))
3989                 return -EFAULT;
3990         s->ids[s->count++] = id;
3991         return 0;
3992 }
3993
3994 static void idset_reset(struct bpf_idset *s)
3995 {
3996         s->count = 0;
3997 }
3998
3999 /* Collect a set of IDs for all registers currently marked as precise in env->bt.
4000  * Mark all registers with these IDs as precise.
4001  */
4002 static int mark_precise_scalar_ids(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_verifier_state *st)
4003 {
4004         struct bpf_idset *precise_ids = &env->idset_scratch;
4005         struct backtrack_state *bt = &env->bt;
4006         struct bpf_func_state *func;
4007         struct bpf_reg_state *reg;
4008         DECLARE_BITMAP(mask, 64);
4009         int i, fr;
4010
4011         idset_reset(precise_ids);
4012
4013         for (fr = bt->frame; fr >= 0; fr--) {
4014                 func = st->frame[fr];
4015
4016                 bitmap_from_u64(mask, bt_frame_reg_mask(bt, fr));
4017                 for_each_set_bit(i, mask, 32) {
4018                         reg = &func->regs[i];
4019                         if (!reg->id || reg->type != SCALAR_VALUE)
4020                                 continue;
4021                         if (idset_push(precise_ids, reg->id))
4022                                 return -EFAULT;
4023                 }
4024
4025                 bitmap_from_u64(mask, bt_frame_stack_mask(bt, fr));
4026                 for_each_set_bit(i, mask, 64) {
4027                         if (i >= func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE)
4028                                 break;
4029                         if (!is_spilled_scalar_reg(&func->stack[i]))
4030                                 continue;
4031                         reg = &func->stack[i].spilled_ptr;
4032                         if (!reg->id)
4033                                 continue;
4034                         if (idset_push(precise_ids, reg->id))
4035                                 return -EFAULT;
4036                 }
4037         }
4038
4039         for (fr = 0; fr <= st->curframe; ++fr) {
4040                 func = st->frame[fr];
4041
4042                 for (i = BPF_REG_0; i < BPF_REG_10; ++i) {
4043                         reg = &func->regs[i];
4044                         if (!reg->id)
4045                                 continue;
4046                         if (!idset_contains(precise_ids, reg->id))
4047                                 continue;
4048                         bt_set_frame_reg(bt, fr, i);
4049                 }
4050                 for (i = 0; i < func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; ++i) {
4051                         if (!is_spilled_scalar_reg(&func->stack[i]))
4052                                 continue;
4053                         reg = &func->stack[i].spilled_ptr;
4054                         if (!reg->id)
4055                                 continue;
4056                         if (!idset_contains(precise_ids, reg->id))
4057                                 continue;
4058                         bt_set_frame_slot(bt, fr, i);
4059                 }
4060         }
4061
4062         return 0;
4063 }
4064
4065 /*
4066  * __mark_chain_precision() backtracks BPF program instruction sequence and
4067  * chain of verifier states making sure that register *regno* (if regno >= 0)
4068  * and/or stack slot *spi* (if spi >= 0) are marked as precisely tracked
4069  * SCALARS, as well as any other registers and slots that contribute to
4070  * a tracked state of given registers/stack slots, depending on specific BPF
4071  * assembly instructions (see backtrack_insns() for exact instruction handling
4072  * logic). This backtracking relies on recorded jmp_history and is able to
4073  * traverse entire chain of parent states. This process ends only when all the
4074  * necessary registers/slots and their transitive dependencies are marked as
4075  * precise.
4076  *
4077  * One important and subtle aspect is that precise marks *do not matter* in
4078  * the currently verified state (current state). It is important to understand
4079  * why this is the case.
4080  *
4081  * First, note that current state is the state that is not yet "checkpointed",
4082  * i.e., it is not yet put into env->explored_states, and it has no children
4083  * states as well. It's ephemeral, and can end up either a) being discarded if
4084  * compatible explored state is found at some point or BPF_EXIT instruction is
4085  * reached or b) checkpointed and put into env->explored_states, branching out
4086  * into one or more children states.
4087  *
4088  * In the former case, precise markings in current state are completely
4089  * ignored by state comparison code (see regsafe() for details). Only
4090  * checkpointed ("old") state precise markings are important, and if old
4091  * state's register/slot is precise, regsafe() assumes current state's
4092  * register/slot as precise and checks value ranges exactly and precisely. If
4093  * states turn out to be compatible, current state's necessary precise
4094  * markings and any required parent states' precise markings are enforced
4095  * after the fact with propagate_precision() logic, after the fact. But it's
4096  * important to realize that in this case, even after marking current state
4097  * registers/slots as precise, we immediately discard current state. So what
4098  * actually matters is any of the precise markings propagated into current
4099  * state's parent states, which are always checkpointed (due to b) case above).
4100  * As such, for scenario a) it doesn't matter if current state has precise
4101  * markings set or not.
4102  *
4103  * Now, for the scenario b), checkpointing and forking into child(ren)
4104  * state(s). Note that before current state gets to checkpointing step, any
4105  * processed instruction always assumes precise SCALAR register/slot
4106  * knowledge: if precise value or range is useful to prune jump branch, BPF
4107  * verifier takes this opportunity enthusiastically. Similarly, when
4108  * register's value is used to calculate offset or memory address, exact
4109  * knowledge of SCALAR range is assumed, checked, and enforced. So, similar to
4110  * what we mentioned above about state comparison ignoring precise markings
4111  * during state comparison, BPF verifier ignores and also assumes precise
4112  * markings *at will* during instruction verification process. But as verifier
4113  * assumes precision, it also propagates any precision dependencies across
4114  * parent states, which are not yet finalized, so can be further restricted
4115  * based on new knowledge gained from restrictions enforced by their children
4116  * states. This is so that once those parent states are finalized, i.e., when
4117  * they have no more active children state, state comparison logic in
4118  * is_state_visited() would enforce strict and precise SCALAR ranges, if
4119  * required for correctness.
4120  *
4121  * To build a bit more intuition, note also that once a state is checkpointed,
4122  * the path we took to get to that state is not important. This is crucial
4123  * property for state pruning. When state is checkpointed and finalized at
4124  * some instruction index, it can be correctly and safely used to "short
4125  * circuit" any *compatible* state that reaches exactly the same instruction
4126  * index. I.e., if we jumped to that instruction from a completely different
4127  * code path than original finalized state was derived from, it doesn't
4128  * matter, current state can be discarded because from that instruction
4129  * forward having a compatible state will ensure we will safely reach the
4130  * exit. States describe preconditions for further exploration, but completely
4131  * forget the history of how we got here.
4132  *
4133  * This also means that even if we needed precise SCALAR range to get to
4134  * finalized state, but from that point forward *that same* SCALAR register is
4135  * never used in a precise context (i.e., it's precise value is not needed for
4136  * correctness), it's correct and safe to mark such register as "imprecise"
4137  * (i.e., precise marking set to false). This is what we rely on when we do
4138  * not set precise marking in current state. If no child state requires
4139  * precision for any given SCALAR register, it's safe to dictate that it can
4140  * be imprecise. If any child state does require this register to be precise,
4141  * we'll mark it precise later retroactively during precise markings
4142  * propagation from child state to parent states.
4143  *
4144  * Skipping precise marking setting in current state is a mild version of
4145  * relying on the above observation. But we can utilize this property even
4146  * more aggressively by proactively forgetting any precise marking in the
4147  * current state (which we inherited from the parent state), right before we
4148  * checkpoint it and branch off into new child state. This is done by
4149  * mark_all_scalars_imprecise() to hopefully get more permissive and generic
4150  * finalized states which help in short circuiting more future states.
4151  */
4152 static int __mark_chain_precision(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
4153 {
4154         struct backtrack_state *bt = &env->bt;
4155         struct bpf_verifier_state *st = env->cur_state;
4156         int first_idx = st->first_insn_idx;
4157         int last_idx = env->insn_idx;
4158         int subseq_idx = -1;
4159         struct bpf_func_state *func;
4160         struct bpf_reg_state *reg;
4161         bool skip_first = true;
4162         int i, fr, err;
4163
4164         if (!env->bpf_capable)
4165                 return 0;
4166
4167         /* set frame number from which we are starting to backtrack */
4168         bt_init(bt, env->cur_state->curframe);
4169
4170         /* Do sanity checks against current state of register and/or stack
4171          * slot, but don't set precise flag in current state, as precision
4172          * tracking in the current state is unnecessary.
4173          */
4174         func = st->frame[bt->frame];
4175         if (regno >= 0) {
4176                 reg = &func->regs[regno];
4177                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
4178                         WARN_ONCE(1, "backtracing misuse");
4179                         return -EFAULT;
4180                 }
4181                 bt_set_reg(bt, regno);
4182         }
4183
4184         if (bt_empty(bt))
4185                 return 0;
4186
4187         for (;;) {
4188                 DECLARE_BITMAP(mask, 64);
4189                 u32 history = st->jmp_history_cnt;
4190                 struct bpf_jmp_history_entry *hist;
4191
4192                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
4193                         verbose(env, "mark_precise: frame%d: last_idx %d first_idx %d subseq_idx %d \n",
4194                                 bt->frame, last_idx, first_idx, subseq_idx);
4195                 }
4196
4197                 /* If some register with scalar ID is marked as precise,
4198                  * make sure that all registers sharing this ID are also precise.
4199                  * This is needed to estimate effect of find_equal_scalars().
4200                  * Do this at the last instruction of each state,
4201                  * bpf_reg_state::id fields are valid for these instructions.
4202                  *
4203                  * Allows to track precision in situation like below:
4204                  *
4205                  *     r2 = unknown value
4206                  *     ...
4207                  *   --- state #0 ---
4208                  *     ...
4209                  *     r1 = r2                 // r1 and r2 now share the same ID
4210                  *     ...
4211                  *   --- state #1 {r1.id = A, r2.id = A} ---
4212                  *     ...
4213                  *     if (r2 > 10) goto exit; // find_equal_scalars() assigns range to r1
4214                  *     ...
4215                  *   --- state #2 {r1.id = A, r2.id = A} ---
4216                  *     r3 = r10
4217                  *     r3 += r1                // need to mark both r1 and r2
4218                  */
4219                 if (mark_precise_scalar_ids(env, st))
4220                         return -EFAULT;
4221
4222                 if (last_idx < 0) {
4223                         /* we are at the entry into subprog, which
4224                          * is expected for global funcs, but only if
4225                          * requested precise registers are R1-R5
4226                          * (which are global func's input arguments)
4227                          */
4228                         if (st->curframe == 0 &&
4229                             st->frame[0]->subprogno > 0 &&
4230                             st->frame[0]->callsite == BPF_MAIN_FUNC &&
4231                             bt_stack_mask(bt) == 0 &&
4232                             (bt_reg_mask(bt) & ~BPF_REGMASK_ARGS) == 0) {
4233                                 bitmap_from_u64(mask, bt_reg_mask(bt));
4234                                 for_each_set_bit(i, mask, 32) {
4235                                         reg = &st->frame[0]->regs[i];
4236                                         bt_clear_reg(bt, i);
4237                                         if (reg->type == SCALAR_VALUE)
4238                                                 reg->precise = true;
4239                                 }
4240                                 return 0;
4241                         }
4242
4243                         verbose(env, "BUG backtracking func entry subprog %d reg_mask %x stack_mask %llx\n",
4244                                 st->frame[0]->subprogno, bt_reg_mask(bt), bt_stack_mask(bt));
4245                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
4246                         return -EFAULT;
4247                 }
4248
4249                 for (i = last_idx;;) {
4250                         if (skip_first) {
4251                                 err = 0;
4252                                 skip_first = false;
4253                         } else {
4254                                 hist = get_jmp_hist_entry(st, history, i);
4255                                 err = backtrack_insn(env, i, subseq_idx, hist, bt);
4256                         }
4257                         if (err == -ENOTSUPP) {
4258                                 mark_all_scalars_precise(env, env->cur_state);
4259                                 bt_reset(bt);
4260                                 return 0;
4261                         } else if (err) {
4262                                 return err;
4263                         }
4264                         if (bt_empty(bt))
4265                                 /* Found assignment(s) into tracked register in this state.
4266                                  * Since this state is already marked, just return.
4267                                  * Nothing to be tracked further in the parent state.
4268                                  */
4269                                 return 0;
4270                         subseq_idx = i;
4271                         i = get_prev_insn_idx(st, i, &history);
4272                         if (i == -ENOENT)
4273                                 break;
4274                         if (i >= env->prog->len) {
4275                                 /* This can happen if backtracking reached insn 0
4276                                  * and there are still reg_mask or stack_mask
4277                                  * to backtrack.
4278                                  * It means the backtracking missed the spot where
4279                                  * particular register was initialized with a constant.
4280                                  */
4281                                 verbose(env, "BUG backtracking idx %d\n", i);
4282                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
4283                                 return -EFAULT;
4284                         }
4285                 }
4286                 st = st->parent;
4287                 if (!st)
4288                         break;
4289
4290                 for (fr = bt->frame; fr >= 0; fr--) {
4291                         func = st->frame[fr];
4292                         bitmap_from_u64(mask, bt_frame_reg_mask(bt, fr));
4293                         for_each_set_bit(i, mask, 32) {
4294                                 reg = &func->regs[i];
4295                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
4296                                         bt_clear_frame_reg(bt, fr, i);
4297                                         continue;
4298                                 }
4299                                 if (reg->precise)
4300                                         bt_clear_frame_reg(bt, fr, i);
4301                                 else
4302                                         reg->precise = true;
4303                         }
4304
4305                         bitmap_from_u64(mask, bt_frame_stack_mask(bt, fr));
4306                         for_each_set_bit(i, mask, 64) {
4307                                 if (i >= func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE) {
4308                                         verbose(env, "BUG backtracking (stack slot %d, total slots %d)\n",
4309                                                 i, func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE);
4310                                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug (stack slot out of bounds)");
4311                                         return -EFAULT;
4312                                 }
4313
4314                                 if (!is_spilled_scalar_reg(&func->stack[i])) {
4315                                         bt_clear_frame_slot(bt, fr, i);
4316                                         continue;
4317                                 }
4318                                 reg = &func->stack[i].spilled_ptr;
4319                                 if (reg->precise)
4320                                         bt_clear_frame_slot(bt, fr, i);
4321                                 else
4322                                         reg->precise = true;
4323                         }
4324                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
4325                                 fmt_reg_mask(env->tmp_str_buf, TMP_STR_BUF_LEN,
4326                                              bt_frame_reg_mask(bt, fr));
4327                                 verbose(env, "mark_precise: frame%d: parent state regs=%s ",
4328                                         fr, env->tmp_str_buf);
4329                                 fmt_stack_mask(env->tmp_str_buf, TMP_STR_BUF_LEN,
4330                                                bt_frame_stack_mask(bt, fr));
4331                                 verbose(env, "stack=%s: ", env->tmp_str_buf);
4332                                 print_verifier_state(env, func, true);
4333                         }
4334                 }
4335
4336                 if (bt_empty(bt))
4337                         return 0;
4338
4339                 subseq_idx = first_idx;
4340                 last_idx = st->last_insn_idx;
4341                 first_idx = st->first_insn_idx;
4342         }
4343
4344         /* if we still have requested precise regs or slots, we missed
4345          * something (e.g., stack access through non-r10 register), so
4346          * fallback to marking all precise
4347          */
4348         if (!bt_empty(bt)) {
4349                 mark_all_scalars_precise(env, env->cur_state);
4350                 bt_reset(bt);
4351         }
4352
4353         return 0;
4354 }
4355
4356 int mark_chain_precision(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
4357 {
4358         return __mark_chain_precision(env, regno);
4359 }
4360
4361 /* mark_chain_precision_batch() assumes that env->bt is set in the caller to
4362  * desired reg and stack masks across all relevant frames
4363  */
4364 static int mark_chain_precision_batch(struct bpf_verifier_env *env)
4365 {
4366         return __mark_chain_precision(env, -1);
4367 }
4368
4369 static bool is_spillable_regtype(enum bpf_reg_type type)
4370 {
4371         switch (base_type(type)) {
4372         case PTR_TO_MAP_VALUE:
4373         case PTR_TO_STACK:
4374         case PTR_TO_CTX:
4375         case PTR_TO_PACKET:
4376         case PTR_TO_PACKET_META:
4377         case PTR_TO_PACKET_END:
4378         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
4379         case CONST_PTR_TO_MAP:
4380         case PTR_TO_SOCKET:
4381         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
4382         case PTR_TO_TCP_SOCK:
4383         case PTR_TO_XDP_SOCK:
4384         case PTR_TO_BTF_ID:
4385         case PTR_TO_BUF:
4386         case PTR_TO_MEM:
4387         case PTR_TO_FUNC:
4388         case PTR_TO_MAP_KEY:
4389         case PTR_TO_ARENA:
4390                 return true;
4391         default:
4392                 return false;
4393         }
4394 }
4395
4396 /* Does this register contain a constant zero? */
4397 static bool register_is_null(struct bpf_reg_state *reg)
4398 {
4399         return reg->type == SCALAR_VALUE && tnum_equals_const(reg->var_off, 0);
4400 }
4401
4402 /* check if register is a constant scalar value */
4403 static bool is_reg_const(struct bpf_reg_state *reg, bool subreg32)
4404 {
4405         return reg->type == SCALAR_VALUE &&
4406                tnum_is_const(subreg32 ? tnum_subreg(reg->var_off) : reg->var_off);
4407 }
4408
4409 /* assuming is_reg_const() is true, return constant value of a register */
4410 static u64 reg_const_value(struct bpf_reg_state *reg, bool subreg32)
4411 {
4412         return subreg32 ? tnum_subreg(reg->var_off).value : reg->var_off.value;
4413 }
4414
4415 static bool __is_pointer_value(bool allow_ptr_leaks,
4416                                const struct bpf_reg_state *reg)
4417 {
4418         if (allow_ptr_leaks)
4419                 return false;
4420
4421         return reg->type != SCALAR_VALUE;
4422 }
4423
4424 static void assign_scalar_id_before_mov(struct bpf_verifier_env *env,
4425                                         struct bpf_reg_state *src_reg)
4426 {
4427         if (src_reg->type == SCALAR_VALUE && !src_reg->id &&
4428             !tnum_is_const(src_reg->var_off))
4429                 /* Ensure that src_reg has a valid ID that will be copied to
4430                  * dst_reg and then will be used by find_equal_scalars() to
4431                  * propagate min/max range.
4432                  */
4433                 src_reg->id = ++env->id_gen;
4434 }
4435
4436 /* Copy src state preserving dst->parent and dst->live fields */
4437 static void copy_register_state(struct bpf_reg_state *dst, const struct bpf_reg_state *src)
4438 {
4439         struct bpf_reg_state *parent = dst->parent;
4440         enum bpf_reg_liveness live = dst->live;
4441
4442         *dst = *src;
4443         dst->parent = parent;
4444         dst->live = live;
4445 }
4446
4447 static void save_register_state(struct bpf_verifier_env *env,
4448                                 struct bpf_func_state *state,
4449                                 int spi, struct bpf_reg_state *reg,
4450                                 int size)
4451 {
4452         int i;
4453
4454         copy_register_state(&state->stack[spi].spilled_ptr, reg);
4455         if (size == BPF_REG_SIZE)
4456                 state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4457
4458         for (i = BPF_REG_SIZE; i > BPF_REG_SIZE - size; i--)
4459                 state->stack[spi].slot_type[i - 1] = STACK_SPILL;
4460
4461         /* size < 8 bytes spill */
4462         for (; i; i--)
4463                 mark_stack_slot_misc(env, &state->stack[spi].slot_type[i - 1]);
4464 }
4465
4466 static bool is_bpf_st_mem(struct bpf_insn *insn)
4467 {
4468         return BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ST && BPF_MODE(insn->code) == BPF_MEM;
4469 }
4470
4471 static int get_reg_width(struct bpf_reg_state *reg)
4472 {
4473         return fls64(reg->umax_value);
4474 }
4475
4476 /* check_stack_{read,write}_fixed_off functions track spill/fill of registers,
4477  * stack boundary and alignment are checked in check_mem_access()
4478  */
4479 static int check_stack_write_fixed_off(struct bpf_verifier_env *env,
4480                                        /* stack frame we're writing to */
4481                                        struct bpf_func_state *state,
4482                                        int off, int size, int value_regno,
4483                                        int insn_idx)
4484 {
4485         struct bpf_func_state *cur; /* state of the current function */
4486         int i, slot = -off - 1, spi = slot / BPF_REG_SIZE, err;
4487         struct bpf_insn *insn = &env->prog->insnsi[insn_idx];
4488         struct bpf_reg_state *reg = NULL;
4489         int insn_flags = insn_stack_access_flags(state->frameno, spi);
4490
4491         /* caller checked that off % size == 0 and -MAX_BPF_STACK <= off < 0,
4492          * so it's aligned access and [off, off + size) are within stack limits
4493          */
4494         if (!env->allow_ptr_leaks &&
4495             is_spilled_reg(&state->stack[spi]) &&
4496             size != BPF_REG_SIZE) {
4497                 verbose(env, "attempt to corrupt spilled pointer on stack\n");
4498                 return -EACCES;
4499         }
4500
4501         cur = env->cur_state->frame[env->cur_state->curframe];
4502         if (value_regno >= 0)
4503                 reg = &cur->regs[value_regno];
4504         if (!env->bypass_spec_v4) {
4505                 bool sanitize = reg && is_spillable_regtype(reg->type);
4506
4507                 for (i = 0; i < size; i++) {
4508                         u8 type = state->stack[spi].slot_type[i];
4509
4510                         if (type != STACK_MISC && type != STACK_ZERO) {
4511                                 sanitize = true;
4512                                 break;
4513                         }
4514                 }
4515
4516                 if (sanitize)
4517                         env->insn_aux_data[insn_idx].sanitize_stack_spill = true;
4518         }
4519
4520         err = destroy_if_dynptr_stack_slot(env, state, spi);
4521         if (err)
4522                 return err;
4523
4524         mark_stack_slot_scratched(env, spi);
4525         if (reg && !(off % BPF_REG_SIZE) && reg->type == SCALAR_VALUE && env->bpf_capable) {
4526                 bool reg_value_fits;
4527
4528                 reg_value_fits = get_reg_width(reg) <= BITS_PER_BYTE * size;
4529                 /* Make sure that reg had an ID to build a relation on spill. */
4530                 if (reg_value_fits)
4531                         assign_scalar_id_before_mov(env, reg);
4532                 save_register_state(env, state, spi, reg, size);
4533                 /* Break the relation on a narrowing spill. */
4534                 if (!reg_value_fits)
4535                         state->stack[spi].spilled_ptr.id = 0;
4536         } else if (!reg && !(off % BPF_REG_SIZE) && is_bpf_st_mem(insn) &&
4537                    env->bpf_capable) {
4538                 struct bpf_reg_state fake_reg = {};
4539
4540                 __mark_reg_known(&fake_reg, insn->imm);
4541                 fake_reg.type = SCALAR_VALUE;
4542                 save_register_state(env, state, spi, &fake_reg, size);
4543         } else if (reg && is_spillable_regtype(reg->type)) {
4544                 /* register containing pointer is being spilled into stack */
4545                 if (size != BPF_REG_SIZE) {
4546                         verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
4547                         verbose(env, "invalid size of register spill\n");
4548                         return -EACCES;
4549                 }
4550                 if (state != cur && reg->type == PTR_TO_STACK) {
4551                         verbose(env, "cannot spill pointers to stack into stack frame of the caller\n");
4552                         return -EINVAL;
4553                 }
4554                 save_register_state(env, state, spi, reg, size);
4555         } else {
4556                 u8 type = STACK_MISC;
4557
4558                 /* regular write of data into stack destroys any spilled ptr */
4559                 state->stack[spi].spilled_ptr.type = NOT_INIT;
4560                 /* Mark slots as STACK_MISC if they belonged to spilled ptr/dynptr/iter. */
4561                 if (is_stack_slot_special(&state->stack[spi]))
4562                         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++)
4563                                 scrub_spilled_slot(&state->stack[spi].slot_type[i]);
4564
4565                 /* only mark the slot as written if all 8 bytes were written
4566                  * otherwise read propagation may incorrectly stop too soon
4567                  * when stack slots are partially written.
4568                  * This heuristic means that read propagation will be
4569                  * conservative, since it will add reg_live_read marks
4570                  * to stack slots all the way to first state when programs
4571                  * writes+reads less than 8 bytes
4572                  */
4573                 if (size == BPF_REG_SIZE)
4574                         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4575
4576                 /* when we zero initialize stack slots mark them as such */
4577                 if ((reg && register_is_null(reg)) ||
4578                     (!reg && is_bpf_st_mem(insn) && insn->imm == 0)) {
4579                         /* STACK_ZERO case happened because register spill
4580                          * wasn't properly aligned at the stack slot boundary,
4581                          * so it's not a register spill anymore; force
4582                          * originating register to be precise to make
4583                          * STACK_ZERO correct for subsequent states
4584                          */
4585                         err = mark_chain_precision(env, value_regno);
4586                         if (err)
4587                                 return err;
4588                         type = STACK_ZERO;
4589                 }
4590
4591                 /* Mark slots affected by this stack write. */
4592                 for (i = 0; i < size; i++)
4593                         state->stack[spi].slot_type[(slot - i) % BPF_REG_SIZE] = type;
4594                 insn_flags = 0; /* not a register spill */
4595         }
4596
4597         if (insn_flags)
4598                 return push_jmp_history(env, env->cur_state, insn_flags);
4599         return 0;
4600 }
4601
4602 /* Write the stack: 'stack[ptr_regno + off] = value_regno'. 'ptr_regno' is
4603  * known to contain a variable offset.
4604  * This function checks whether the write is permitted and conservatively
4605  * tracks the effects of the write, considering that each stack slot in the
4606  * dynamic range is potentially written to.
4607  *
4608  * 'off' includes 'regno->off'.
4609  * 'value_regno' can be -1, meaning that an unknown value is being written to
4610  * the stack.
4611  *
4612  * Spilled pointers in range are not marked as written because we don't know
4613  * what's going to be actually written. This means that read propagation for
4614  * future reads cannot be terminated by this write.
4615  *
4616  * For privileged programs, uninitialized stack slots are considered
4617  * initialized by this write (even though we don't know exactly what offsets
4618  * are going to be written to). The idea is that we don't want the verifier to
4619  * reject future reads that access slots written to through variable offsets.
4620  */
4621 static int check_stack_write_var_off(struct bpf_verifier_env *env,
4622                                      /* func where register points to */
4623                                      struct bpf_func_state *state,
4624                                      int ptr_regno, int off, int size,
4625                                      int value_regno, int insn_idx)
4626 {
4627         struct bpf_func_state *cur; /* state of the current function */
4628         int min_off, max_off;
4629         int i, err;
4630         struct bpf_reg_state *ptr_reg = NULL, *value_reg = NULL;
4631         struct bpf_insn *insn = &env->prog->insnsi[insn_idx];
4632         bool writing_zero = false;
4633         /* set if the fact that we're writing a zero is used to let any
4634          * stack slots remain STACK_ZERO
4635          */
4636         bool zero_used = false;
4637
4638         cur = env->cur_state->frame[env->cur_state->curframe];
4639         ptr_reg = &cur->regs[ptr_regno];
4640         min_off = ptr_reg->smin_value + off;
4641         max_off = ptr_reg->smax_value + off + size;
4642         if (value_regno >= 0)
4643                 value_reg = &cur->regs[value_regno];
4644         if ((value_reg && register_is_null(value_reg)) ||
4645             (!value_reg && is_bpf_st_mem(insn) && insn->imm == 0))
4646                 writing_zero = true;
4647
4648         for (i = min_off; i < max_off; i++) {
4649                 int spi;
4650
4651                 spi = __get_spi(i);
4652                 err = destroy_if_dynptr_stack_slot(env, state, spi);
4653                 if (err)
4654                         return err;
4655         }
4656
4657         /* Variable offset writes destroy any spilled pointers in range. */
4658         for (i = min_off; i < max_off; i++) {
4659                 u8 new_type, *stype;
4660                 int slot, spi;
4661
4662                 slot = -i - 1;
4663                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
4664                 stype = &state->stack[spi].slot_type[slot % BPF_REG_SIZE];
4665                 mark_stack_slot_scratched(env, spi);
4666
4667                 if (!env->allow_ptr_leaks && *stype != STACK_MISC && *stype != STACK_ZERO) {
4668                         /* Reject the write if range we may write to has not
4669                          * been initialized beforehand. If we didn't reject
4670                          * here, the ptr status would be erased below (even
4671                          * though not all slots are actually overwritten),
4672                          * possibly opening the door to leaks.
4673                          *
4674                          * We do however catch STACK_INVALID case below, and
4675                          * only allow reading possibly uninitialized memory
4676                          * later for CAP_PERFMON, as the write may not happen to
4677                          * that slot.
4678                          */
4679                         verbose(env, "spilled ptr in range of var-offset stack write; insn %d, ptr off: %d",
4680                                 insn_idx, i);
4681                         return -EINVAL;
4682                 }
4683
4684                 /* If writing_zero and the spi slot contains a spill of value 0,
4685                  * maintain the spill type.
4686                  */
4687                 if (writing_zero && *stype == STACK_SPILL &&
4688                     is_spilled_scalar_reg(&state->stack[spi])) {
4689                         struct bpf_reg_state *spill_reg = &state->stack[spi].spilled_ptr;
4690
4691                         if (tnum_is_const(spill_reg->var_off) && spill_reg->var_off.value == 0) {
4692                                 zero_used = true;
4693                                 continue;
4694                         }
4695                 }
4696
4697                 /* Erase all other spilled pointers. */
4698                 state->stack[spi].spilled_ptr.type = NOT_INIT;
4699
4700                 /* Update the slot type. */
4701                 new_type = STACK_MISC;
4702                 if (writing_zero && *stype == STACK_ZERO) {
4703                         new_type = STACK_ZERO;
4704                         zero_used = true;
4705                 }
4706                 /* If the slot is STACK_INVALID, we check whether it's OK to
4707                  * pretend that it will be initialized by this write. The slot
4708                  * might not actually be written to, and so if we mark it as
4709                  * initialized future reads might leak uninitialized memory.
4710                  * For privileged programs, we will accept such reads to slots
4711                  * that may or may not be written because, if we're reject
4712                  * them, the error would be too confusing.
4713                  */
4714                 if (*stype == STACK_INVALID && !env->allow_uninit_stack) {
4715                         verbose(env, "uninit stack in range of var-offset write prohibited for !root; insn %d, off: %d",
4716                                         insn_idx, i);
4717                         return -EINVAL;
4718                 }
4719                 *stype = new_type;
4720         }
4721         if (zero_used) {
4722                 /* backtracking doesn't work for STACK_ZERO yet. */
4723                 err = mark_chain_precision(env, value_regno);
4724                 if (err)
4725                         return err;
4726         }
4727         return 0;
4728 }
4729
4730 /* When register 'dst_regno' is assigned some values from stack[min_off,
4731  * max_off), we set the register's type according to the types of the
4732  * respective stack slots. If all the stack values are known to be zeros, then
4733  * so is the destination reg. Otherwise, the register is considered to be
4734  * SCALAR. This function does not deal with register filling; the caller must
4735  * ensure that all spilled registers in the stack range have been marked as
4736  * read.
4737  */
4738 static void mark_reg_stack_read(struct bpf_verifier_env *env,
4739                                 /* func where src register points to */
4740                                 struct bpf_func_state *ptr_state,
4741                                 int min_off, int max_off, int dst_regno)
4742 {
4743         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
4744         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
4745         int i, slot, spi;
4746         u8 *stype;
4747         int zeros = 0;
4748
4749         for (i = min_off; i < max_off; i++) {
4750                 slot = -i - 1;
4751                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
4752                 mark_stack_slot_scratched(env, spi);
4753                 stype = ptr_state->stack[spi].slot_type;
4754                 if (stype[slot % BPF_REG_SIZE] != STACK_ZERO)
4755                         break;
4756                 zeros++;
4757         }
4758         if (zeros == max_off - min_off) {
4759                 /* Any access_size read into register is zero extended,
4760                  * so the whole register == const_zero.
4761                  */
4762                 __mark_reg_const_zero(env, &state->regs[dst_regno]);
4763         } else {
4764                 /* have read misc data from the stack */
4765                 mark_reg_unknown(env, state->regs, dst_regno);
4766         }
4767         state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4768 }
4769
4770 /* Read the stack at 'off' and put the results into the register indicated by
4771  * 'dst_regno'. It handles reg filling if the addressed stack slot is a
4772  * spilled reg.
4773  *
4774  * 'dst_regno' can be -1, meaning that the read value is not going to a
4775  * register.
4776  *
4777  * The access is assumed to be within the current stack bounds.
4778  */
4779 static int check_stack_read_fixed_off(struct bpf_verifier_env *env,
4780                                       /* func where src register points to */
4781                                       struct bpf_func_state *reg_state,
4782                                       int off, int size, int dst_regno)
4783 {
4784         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
4785         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
4786         int i, slot = -off - 1, spi = slot / BPF_REG_SIZE;
4787         struct bpf_reg_state *reg;
4788         u8 *stype, type;
4789         int insn_flags = insn_stack_access_flags(reg_state->frameno, spi);
4790
4791         stype = reg_state->stack[spi].slot_type;
4792         reg = &reg_state->stack[spi].spilled_ptr;
4793
4794         mark_stack_slot_scratched(env, spi);
4795
4796         if (is_spilled_reg(&reg_state->stack[spi])) {
4797                 u8 spill_size = 1;
4798
4799                 for (i = BPF_REG_SIZE - 1; i > 0 && stype[i - 1] == STACK_SPILL; i--)
4800                         spill_size++;
4801
4802                 if (size != BPF_REG_SIZE || spill_size != BPF_REG_SIZE) {
4803                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
4804                                 verbose_linfo(env, env->insn_idx, "; ");
4805                                 verbose(env, "invalid size of register fill\n");
4806                                 return -EACCES;
4807                         }
4808
4809                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
4810                         if (dst_regno < 0)
4811                                 return 0;
4812
4813                         if (size <= spill_size &&
4814                             bpf_stack_narrow_access_ok(off, size, spill_size)) {
4815                                 /* The earlier check_reg_arg() has decided the
4816                                  * subreg_def for this insn.  Save it first.
4817                                  */
4818                                 s32 subreg_def = state->regs[dst_regno].subreg_def;
4819
4820                                 copy_register_state(&state->regs[dst_regno], reg);
4821                                 state->regs[dst_regno].subreg_def = subreg_def;
4822
4823                                 /* Break the relation on a narrowing fill.
4824                                  * coerce_reg_to_size will adjust the boundaries.
4825                                  */
4826                                 if (get_reg_width(reg) > size * BITS_PER_BYTE)
4827                                         state->regs[dst_regno].id = 0;
4828                         } else {
4829                                 int spill_cnt = 0, zero_cnt = 0;
4830
4831                                 for (i = 0; i < size; i++) {
4832                                         type = stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE];
4833                                         if (type == STACK_SPILL) {
4834                                                 spill_cnt++;
4835                                                 continue;
4836                                         }
4837                                         if (type == STACK_MISC)
4838                                                 continue;
4839                                         if (type == STACK_ZERO) {
4840                                                 zero_cnt++;
4841                                                 continue;
4842                                         }
4843                                         if (type == STACK_INVALID && env->allow_uninit_stack)
4844                                                 continue;
4845                                         verbose(env, "invalid read from stack off %d+%d size %d\n",
4846                                                 off, i, size);
4847                                         return -EACCES;
4848                                 }
4849
4850                                 if (spill_cnt == size &&
4851                                     tnum_is_const(reg->var_off) && reg->var_off.value == 0) {
4852                                         __mark_reg_const_zero(env, &state->regs[dst_regno]);
4853                                         /* this IS register fill, so keep insn_flags */
4854                                 } else if (zero_cnt == size) {
4855                                         /* similarly to mark_reg_stack_read(), preserve zeroes */
4856                                         __mark_reg_const_zero(env, &state->regs[dst_regno]);
4857                                         insn_flags = 0; /* not restoring original register state */
4858                                 } else {
4859                                         mark_reg_unknown(env, state->regs, dst_regno);
4860                                         insn_flags = 0; /* not restoring original register state */
4861                                 }
4862                         }
4863                         state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4864                 } else if (dst_regno >= 0) {
4865                         /* restore register state from stack */
4866                         copy_register_state(&state->regs[dst_regno], reg);
4867                         /* mark reg as written since spilled pointer state likely
4868                          * has its liveness marks cleared by is_state_visited()
4869                          * which resets stack/reg liveness for state transitions
4870                          */
4871                         state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4872                 } else if (__is_pointer_value(env->allow_ptr_leaks, reg)) {
4873                         /* If dst_regno==-1, the caller is asking us whether
4874                          * it is acceptable to use this value as a SCALAR_VALUE
4875                          * (e.g. for XADD).
4876                          * We must not allow unprivileged callers to do that
4877                          * with spilled pointers.
4878                          */
4879                         verbose(env, "leaking pointer from stack off %d\n",
4880                                 off);
4881                         return -EACCES;
4882                 }
4883                 mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
4884         } else {
4885                 for (i = 0; i < size; i++) {
4886                         type = stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE];
4887                         if (type == STACK_MISC)
4888                                 continue;
4889                         if (type == STACK_ZERO)
4890                                 continue;
4891                         if (type == STACK_INVALID && env->allow_uninit_stack)
4892                                 continue;
4893                         verbose(env, "invalid read from stack off %d+%d size %d\n",
4894                                 off, i, size);
4895                         return -EACCES;
4896                 }
4897                 mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
4898                 if (dst_regno >= 0)
4899                         mark_reg_stack_read(env, reg_state, off, off + size, dst_regno);
4900                 insn_flags = 0; /* we are not restoring spilled register */
4901         }
4902         if (insn_flags)
4903                 return push_jmp_history(env, env->cur_state, insn_flags);
4904         return 0;
4905 }
4906
4907 enum bpf_access_src {
4908         ACCESS_DIRECT = 1,  /* the access is performed by an instruction */
4909         ACCESS_HELPER = 2,  /* the access is performed by a helper */
4910 };
4911
4912 static int check_stack_range_initialized(struct bpf_verifier_env *env,
4913                                          int regno, int off, int access_size,
4914                                          bool zero_size_allowed,
4915                                          enum bpf_access_src type,
4916                                          struct bpf_call_arg_meta *meta);
4917
4918 static struct bpf_reg_state *reg_state(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
4919 {
4920         return cur_regs(env) + regno;
4921 }
4922
4923 /* Read the stack at 'ptr_regno + off' and put the result into the register
4924  * 'dst_regno'.
4925  * 'off' includes the pointer register's fixed offset(i.e. 'ptr_regno.off'),
4926  * but not its variable offset.
4927  * 'size' is assumed to be <= reg size and the access is assumed to be aligned.
4928  *
4929  * As opposed to check_stack_read_fixed_off, this function doesn't deal with
4930  * filling registers (i.e. reads of spilled register cannot be detected when
4931  * the offset is not fixed). We conservatively mark 'dst_regno' as containing
4932  * SCALAR_VALUE. That's why we assert that the 'ptr_regno' has a variable
4933  * offset; for a fixed offset check_stack_read_fixed_off should be used
4934  * instead.
4935  */
4936 static int check_stack_read_var_off(struct bpf_verifier_env *env,
4937                                     int ptr_regno, int off, int size, int dst_regno)
4938 {
4939         /* The state of the source register. */
4940         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
4941         struct bpf_func_state *ptr_state = func(env, reg);
4942         int err;
4943         int min_off, max_off;
4944
4945         /* Note that we pass a NULL meta, so raw access will not be permitted.
4946          */
4947         err = check_stack_range_initialized(env, ptr_regno, off, size,
4948                                             false, ACCESS_DIRECT, NULL);
4949         if (err)
4950                 return err;
4951
4952         min_off = reg->smin_value + off;
4953         max_off = reg->smax_value + off;
4954         mark_reg_stack_read(env, ptr_state, min_off, max_off + size, dst_regno);
4955         return 0;
4956 }
4957
4958 /* check_stack_read dispatches to check_stack_read_fixed_off or
4959  * check_stack_read_var_off.
4960  *
4961  * The caller must ensure that the offset falls within the allocated stack
4962  * bounds.
4963  *
4964  * 'dst_regno' is a register which will receive the value from the stack. It
4965  * can be -1, meaning that the read value is not going to a register.
4966  */
4967 static int check_stack_read(struct bpf_verifier_env *env,
4968                             int ptr_regno, int off, int size,
4969                             int dst_regno)
4970 {
4971         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
4972         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
4973         int err;
4974         /* Some accesses are only permitted with a static offset. */
4975         bool var_off = !tnum_is_const(reg->var_off);
4976
4977         /* The offset is required to be static when reads don't go to a
4978          * register, in order to not leak pointers (see
4979          * check_stack_read_fixed_off).
4980          */
4981         if (dst_regno < 0 && var_off) {
4982                 char tn_buf[48];
4983
4984                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
4985                 verbose(env, "variable offset stack pointer cannot be passed into helper function; var_off=%s off=%d size=%d\n",
4986                         tn_buf, off, size);
4987                 return -EACCES;
4988         }
4989         /* Variable offset is prohibited for unprivileged mode for simplicity
4990          * since it requires corresponding support in Spectre masking for stack
4991          * ALU. See also retrieve_ptr_limit(). The check in
4992          * check_stack_access_for_ptr_arithmetic() called by
4993          * adjust_ptr_min_max_vals() prevents users from creating stack pointers
4994          * with variable offsets, therefore no check is required here. Further,
4995          * just checking it here would be insufficient as speculative stack
4996          * writes could still lead to unsafe speculative behaviour.
4997          */
4998         if (!var_off) {
4999                 off += reg->var_off.value;
5000                 err = check_stack_read_fixed_off(env, state, off, size,
5001                                                  dst_regno);
5002         } else {
5003                 /* Variable offset stack reads need more conservative handling
5004                  * than fixed offset ones. Note that dst_regno >= 0 on this
5005                  * branch.
5006                  */
5007                 err = check_stack_read_var_off(env, ptr_regno, off, size,
5008                                                dst_regno);
5009         }
5010         return err;
5011 }
5012
5013
5014 /* check_stack_write dispatches to check_stack_write_fixed_off or
5015  * check_stack_write_var_off.
5016  *
5017  * 'ptr_regno' is the register used as a pointer into the stack.
5018  * 'off' includes 'ptr_regno->off', but not its variable offset (if any).
5019  * 'value_regno' is the register whose value we're writing to the stack. It can
5020  * be -1, meaning that we're not writing from a register.
5021  *
5022  * The caller must ensure that the offset falls within the maximum stack size.
5023  */
5024 static int check_stack_write(struct bpf_verifier_env *env,
5025                              int ptr_regno, int off, int size,
5026                              int value_regno, int insn_idx)
5027 {
5028         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
5029         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
5030         int err;
5031
5032         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
5033                 off += reg->var_off.value;
5034                 err = check_stack_write_fixed_off(env, state, off, size,
5035                                                   value_regno, insn_idx);
5036         } else {
5037                 /* Variable offset stack reads need more conservative handling
5038                  * than fixed offset ones.
5039                  */
5040                 err = check_stack_write_var_off(env, state,
5041                                                 ptr_regno, off, size,
5042                                                 value_regno, insn_idx);
5043         }
5044         return err;
5045 }
5046
5047 static int check_map_access_type(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
5048                                  int off, int size, enum bpf_access_type type)
5049 {
5050         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
5051         struct bpf_map *map = regs[regno].map_ptr;
5052         u32 cap = bpf_map_flags_to_cap(map);
5053
5054         if (type == BPF_WRITE && !(cap & BPF_MAP_CAN_WRITE)) {
5055                 verbose(env, "write into map forbidden, value_size=%d off=%d size=%d\n",
5056                         map->value_size, off, size);
5057                 return -EACCES;
5058         }
5059
5060         if (type == BPF_READ && !(cap & BPF_MAP_CAN_READ)) {
5061                 verbose(env, "read from map forbidden, value_size=%d off=%d size=%d\n",
5062                         map->value_size, off, size);
5063                 return -EACCES;
5064         }
5065
5066         return 0;
5067 }
5068
5069 /* check read/write into memory region (e.g., map value, ringbuf sample, etc) */
5070 static int __check_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
5071                               int off, int size, u32 mem_size,
5072                               bool zero_size_allowed)
5073 {
5074         bool size_ok = size > 0 || (size == 0 && zero_size_allowed);
5075         struct bpf_reg_state *reg;
5076
5077         if (off >= 0 && size_ok && (u64)off + size <= mem_size)
5078                 return 0;
5079
5080         reg = &cur_regs(env)[regno];
5081         switch (reg->type) {
5082         case PTR_TO_MAP_KEY:
5083                 verbose(env, "invalid access to map key, key_size=%d off=%d size=%d\n",
5084                         mem_size, off, size);
5085                 break;
5086         case PTR_TO_MAP_VALUE:
5087                 verbose(env, "invalid access to map value, value_size=%d off=%d size=%d\n",
5088                         mem_size, off, size);
5089                 break;
5090         case PTR_TO_PACKET:
5091         case PTR_TO_PACKET_META:
5092         case PTR_TO_PACKET_END:
5093                 verbose(env, "invalid access to packet, off=%d size=%d, R%d(id=%d,off=%d,r=%d)\n",
5094                         off, size, regno, reg->id, off, mem_size);
5095                 break;
5096         case PTR_TO_MEM:
5097         default:
5098                 verbose(env, "invalid access to memory, mem_size=%u off=%d size=%d\n",
5099                         mem_size, off, size);
5100         }
5101
5102         return -EACCES;
5103 }
5104
5105 /* check read/write into a memory region with possible variable offset */
5106 static int check_mem_region_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
5107                                    int off, int size, u32 mem_size,
5108                                    bool zero_size_allowed)
5109 {
5110         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
5111         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
5112         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regno];
5113         int err;
5114
5115         /* We may have adjusted the register pointing to memory region, so we
5116          * need to try adding each of min_value and max_value to off
5117          * to make sure our theoretical access will be safe.
5118          *
5119          * The minimum value is only important with signed
5120          * comparisons where we can't assume the floor of a
5121          * value is 0.  If we are using signed variables for our
5122          * index'es we need to make sure that whatever we use
5123          * will have a set floor within our range.
5124          */
5125         if (reg->smin_value < 0 &&
5126             (reg->smin_value == S64_MIN ||
5127              (off + reg->smin_value != (s64)(s32)(off + reg->smin_value)) ||
5128               reg->smin_value + off < 0)) {
5129                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
5130                         regno);
5131                 return -EACCES;
5132         }
5133         err = __check_mem_access(env, regno, reg->smin_value + off, size,
5134                                  mem_size, zero_size_allowed);
5135         if (err) {
5136                 verbose(env, "R%d min value is outside of the allowed memory range\n",
5137                         regno);
5138                 return err;
5139         }
5140
5141         /* If we haven't set a max value then we need to bail since we can't be
5142          * sure we won't do bad things.
5143          * If reg->umax_value + off could overflow, treat that as unbounded too.
5144          */
5145         if (reg->umax_value >= BPF_MAX_VAR_OFF) {
5146                 verbose(env, "R%d unbounded memory access, make sure to bounds check any such access\n",
5147                         regno);
5148                 return -EACCES;
5149         }
5150         err = __check_mem_access(env, regno, reg->umax_value + off, size,
5151                                  mem_size, zero_size_allowed);
5152         if (err) {
5153                 verbose(env, "R%d max value is outside of the allowed memory range\n",
5154                         regno);
5155                 return err;
5156         }
5157
5158         return 0;
5159 }
5160
5161 static int __check_ptr_off_reg(struct bpf_verifier_env *env,
5162                                const struct bpf_reg_state *reg, int regno,
5163                                bool fixed_off_ok)
5164 {
5165         /* Access to this pointer-typed register or passing it to a helper
5166          * is only allowed in its original, unmodified form.
5167          */
5168
5169         if (reg->off < 0) {
5170                 verbose(env, "negative offset %s ptr R%d off=%d disallowed\n",
5171                         reg_type_str(env, reg->type), regno, reg->off);
5172                 return -EACCES;
5173         }
5174
5175         if (!fixed_off_ok && reg->off) {
5176                 verbose(env, "dereference of modified %s ptr R%d off=%d disallowed\n",
5177                         reg_type_str(env, reg->type), regno, reg->off);
5178                 return -EACCES;
5179         }
5180
5181         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
5182                 char tn_buf[48];
5183
5184                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
5185                 verbose(env, "variable %s access var_off=%s disallowed\n",
5186                         reg_type_str(env, reg->type), tn_buf);
5187                 return -EACCES;
5188         }
5189
5190         return 0;
5191 }
5192
5193 static int check_ptr_off_reg(struct bpf_verifier_env *env,
5194                              const struct bpf_reg_state *reg, int regno)
5195 {
5196         return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, false);
5197 }
5198
5199 static int map_kptr_match_type(struct bpf_verifier_env *env,
5200                                struct btf_field *kptr_field,
5201                                struct bpf_reg_state *reg, u32 regno)
5202 {
5203         const char *targ_name = btf_type_name(kptr_field->kptr.btf, kptr_field->kptr.btf_id);
5204         int perm_flags;
5205         const char *reg_name = "";
5206
5207         if (btf_is_kernel(reg->btf)) {
5208                 perm_flags = PTR_MAYBE_NULL | PTR_TRUSTED | MEM_RCU;
5209
5210                 /* Only unreferenced case accepts untrusted pointers */
5211                 if (kptr_field->type == BPF_KPTR_UNREF)
5212                         perm_flags |= PTR_UNTRUSTED;
5213         } else {
5214                 perm_flags = PTR_MAYBE_NULL | MEM_ALLOC;
5215                 if (kptr_field->type == BPF_KPTR_PERCPU)
5216                         perm_flags |= MEM_PERCPU;
5217         }
5218
5219         if (base_type(reg->type) != PTR_TO_BTF_ID || (type_flag(reg->type) & ~perm_flags))
5220                 goto bad_type;
5221
5222         /* We need to verify reg->type and reg->btf, before accessing reg->btf */
5223         reg_name = btf_type_name(reg->btf, reg->btf_id);
5224
5225         /* For ref_ptr case, release function check should ensure we get one
5226          * referenced PTR_TO_BTF_ID, and that its fixed offset is 0. For the
5227          * normal store of unreferenced kptr, we must ensure var_off is zero.
5228          * Since ref_ptr cannot be accessed directly by BPF insns, checks for
5229          * reg->off and reg->ref_obj_id are not needed here.
5230          */
5231         if (__check_ptr_off_reg(env, reg, regno, true))
5232                 return -EACCES;
5233
5234         /* A full type match is needed, as BTF can be vmlinux, module or prog BTF, and
5235          * we also need to take into account the reg->off.
5236          *
5237          * We want to support cases like:
5238          *
5239          * struct foo {
5240          *         struct bar br;
5241          *         struct baz bz;
5242          * };
5243          *
5244          * struct foo *v;
5245          * v = func();        // PTR_TO_BTF_ID
5246          * val->foo = v;      // reg->off is zero, btf and btf_id match type
5247          * val->bar = &v->br; // reg->off is still zero, but we need to retry with
5248          *                    // first member type of struct after comparison fails
5249          * val->baz = &v->bz; // reg->off is non-zero, so struct needs to be walked
5250          *                    // to match type
5251          *
5252          * In the kptr_ref case, check_func_arg_reg_off already ensures reg->off
5253          * is zero. We must also ensure that btf_struct_ids_match does not walk
5254          * the struct to match type against first member of struct, i.e. reject
5255          * second case from above. Hence, when type is BPF_KPTR_REF, we set
5256          * strict mode to true for type match.
5257          */
5258         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg->btf, reg->btf_id, reg->off,
5259                                   kptr_field->kptr.btf, kptr_field->kptr.btf_id,
5260                                   kptr_field->type != BPF_KPTR_UNREF))
5261                 goto bad_type;
5262         return 0;
5263 bad_type:
5264         verbose(env, "invalid kptr access, R%d type=%s%s ", regno,
5265                 reg_type_str(env, reg->type), reg_name);
5266         verbose(env, "expected=%s%s", reg_type_str(env, PTR_TO_BTF_ID), targ_name);
5267         if (kptr_field->type == BPF_KPTR_UNREF)
5268                 verbose(env, " or %s%s\n", reg_type_str(env, PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED),
5269                         targ_name);
5270         else
5271                 verbose(env, "\n");
5272         return -EINVAL;
5273 }
5274
5275 static bool in_sleepable(struct bpf_verifier_env *env)
5276 {
5277         return env->prog->sleepable;
5278 }
5279
5280 /* The non-sleepable programs and sleepable programs with explicit bpf_rcu_read_lock()
5281  * can dereference RCU protected pointers and result is PTR_TRUSTED.
5282  */
5283 static bool in_rcu_cs(struct bpf_verifier_env *env)
5284 {
5285         return env->cur_state->active_rcu_lock ||
5286                env->cur_state->active_lock.ptr ||
5287                !in_sleepable(env);
5288 }
5289
5290 /* Once GCC supports btf_type_tag the following mechanism will be replaced with tag check */
5291 BTF_SET_START(rcu_protected_types)
5292 BTF_ID(struct, prog_test_ref_kfunc)
5293 #ifdef CONFIG_CGROUPS
5294 BTF_ID(struct, cgroup)
5295 #endif
5296 #ifdef CONFIG_BPF_JIT
5297 BTF_ID(struct, bpf_cpumask)
5298 #endif
5299 BTF_ID(struct, task_struct)
5300 BTF_SET_END(rcu_protected_types)
5301
5302 static bool rcu_protected_object(const struct btf *btf, u32 btf_id)
5303 {
5304         if (!btf_is_kernel(btf))
5305                 return true;
5306         return btf_id_set_contains(&rcu_protected_types, btf_id);
5307 }
5308
5309 static struct btf_record *kptr_pointee_btf_record(struct btf_field *kptr_field)
5310 {
5311         struct btf_struct_meta *meta;
5312
5313         if (btf_is_kernel(kptr_field->kptr.btf))
5314                 return NULL;
5315
5316         meta = btf_find_struct_meta(kptr_field->kptr.btf,
5317                                     kptr_field->kptr.btf_id);
5318
5319         return meta ? meta->record : NULL;
5320 }
5321
5322 static bool rcu_safe_kptr(const struct btf_field *field)
5323 {
5324         const struct btf_field_kptr *kptr = &field->kptr;
5325
5326         return field->type == BPF_KPTR_PERCPU ||
5327                (field->type == BPF_KPTR_REF && rcu_protected_object(kptr->btf, kptr->btf_id));
5328 }
5329
5330 static u32 btf_ld_kptr_type(struct bpf_verifier_env *env, struct btf_field *kptr_field)
5331 {
5332         struct btf_record *rec;
5333         u32 ret;
5334
5335         ret = PTR_MAYBE_NULL;
5336         if (rcu_safe_kptr(kptr_field) && in_rcu_cs(env)) {
5337                 ret |= MEM_RCU;
5338                 if (kptr_field->type == BPF_KPTR_PERCPU)
5339                         ret |= MEM_PERCPU;
5340                 else if (!btf_is_kernel(kptr_field->kptr.btf))
5341                         ret |= MEM_ALLOC;
5342
5343                 rec = kptr_pointee_btf_record(kptr_field);
5344                 if (rec && btf_record_has_field(rec, BPF_GRAPH_NODE))
5345                         ret |= NON_OWN_REF;
5346         } else {
5347                 ret |= PTR_UNTRUSTED;
5348         }
5349
5350         return ret;
5351 }
5352
5353 static int check_map_kptr_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
5354                                  int value_regno, int insn_idx,
5355                                  struct btf_field *kptr_field)
5356 {
5357         struct bpf_insn *insn = &env->prog->insnsi[insn_idx];
5358         int class = BPF_CLASS(insn->code);
5359         struct bpf_reg_state *val_reg;
5360
5361         /* Things we already checked for in check_map_access and caller:
5362          *  - Reject cases where variable offset may touch kptr
5363          *  - size of access (must be BPF_DW)
5364          *  - tnum_is_const(reg->var_off)
5365          *  - kptr_field->offset == off + reg->var_off.value
5366          */
5367         /* Only BPF_[LDX,STX,ST] | BPF_MEM | BPF_DW is supported */
5368         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM) {
5369                 verbose(env, "kptr in map can only be accessed using BPF_MEM instruction mode\n");
5370                 return -EACCES;
5371         }
5372
5373         /* We only allow loading referenced kptr, since it will be marked as
5374          * untrusted, similar to unreferenced kptr.
5375          */
5376         if (class != BPF_LDX &&
5377             (kptr_field->type == BPF_KPTR_REF || kptr_field->type == BPF_KPTR_PERCPU)) {
5378                 verbose(env, "store to referenced kptr disallowed\n");
5379                 return -EACCES;
5380         }
5381
5382         if (class == BPF_LDX) {
5383                 val_reg = reg_state(env, value_regno);
5384                 /* We can simply mark the value_regno receiving the pointer
5385                  * value from map as PTR_TO_BTF_ID, with the correct type.
5386                  */
5387                 mark_btf_ld_reg(env, cur_regs(env), value_regno, PTR_TO_BTF_ID, kptr_field->kptr.btf,
5388                                 kptr_field->kptr.btf_id, btf_ld_kptr_type(env, kptr_field));
5389                 /* For mark_ptr_or_null_reg */
5390                 val_reg->id = ++env->id_gen;
5391         } else if (class == BPF_STX) {
5392                 val_reg = reg_state(env, value_regno);
5393                 if (!register_is_null(val_reg) &&
5394                     map_kptr_match_type(env, kptr_field, val_reg, value_regno))
5395                         return -EACCES;
5396         } else if (class == BPF_ST) {
5397                 if (insn->imm) {
5398                         verbose(env, "BPF_ST imm must be 0 when storing to kptr at off=%u\n",
5399                                 kptr_field->offset);
5400                         return -EACCES;
5401                 }
5402         } else {
5403                 verbose(env, "kptr in map can only be accessed using BPF_LDX/BPF_STX/BPF_ST\n");
5404                 return -EACCES;
5405         }
5406         return 0;
5407 }
5408
5409 /* check read/write into a map element with possible variable offset */
5410 static int check_map_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
5411                             int off, int size, bool zero_size_allowed,
5412                             enum bpf_access_src src)
5413 {
5414         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
5415         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
5416         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regno];
5417         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
5418         struct btf_record *rec;
5419         int err, i;
5420
5421         err = check_mem_region_access(env, regno, off, size, map->value_size,
5422                                       zero_size_allowed);
5423         if (err)
5424                 return err;
5425
5426         if (IS_ERR_OR_NULL(map->record))
5427                 return 0;
5428         rec = map->record;
5429         for (i = 0; i < rec->cnt; i++) {
5430                 struct btf_field *field = &rec->fields[i];
5431                 u32 p = field->offset;
5432
5433                 /* If any part of a field  can be touched by load/store, reject
5434                  * this program. To check that [x1, x2) overlaps with [y1, y2),
5435                  * it is sufficient to check x1 < y2 && y1 < x2.
5436                  */
5437                 if (reg->smin_value + off < p + btf_field_type_size(field->type) &&
5438                     p < reg->umax_value + off + size) {
5439                         switch (field->type) {
5440                         case BPF_KPTR_UNREF:
5441                         case BPF_KPTR_REF:
5442                         case BPF_KPTR_PERCPU:
5443                                 if (src != ACCESS_DIRECT) {
5444                                         verbose(env, "kptr cannot be accessed indirectly by helper\n");
5445                                         return -EACCES;
5446                                 }
5447                                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
5448                                         verbose(env, "kptr access cannot have variable offset\n");
5449                                         return -EACCES;
5450                                 }
5451                                 if (p != off + reg->var_off.value) {
5452                                         verbose(env, "kptr access misaligned expected=%u off=%llu\n",
5453                                                 p, off + reg->var_off.value);
5454                                         return -EACCES;
5455                                 }
5456                                 if (size != bpf_size_to_bytes(BPF_DW)) {
5457                                         verbose(env, "kptr access size must be BPF_DW\n");
5458                                         return -EACCES;
5459                                 }
5460                                 break;
5461                         default:
5462                                 verbose(env, "%s cannot be accessed directly by load/store\n",
5463                                         btf_field_type_name(field->type));
5464                                 return -EACCES;
5465                         }
5466                 }
5467         }
5468         return 0;
5469 }
5470
5471 #define MAX_PACKET_OFF 0xffff
5472
5473 static bool may_access_direct_pkt_data(struct bpf_verifier_env *env,
5474                                        const struct bpf_call_arg_meta *meta,
5475                                        enum bpf_access_type t)
5476 {
5477         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
5478
5479         switch (prog_type) {
5480         /* Program types only with direct read access go here! */
5481         case BPF_PROG_TYPE_LWT_IN:
5482         case BPF_PROG_TYPE_LWT_OUT:
5483         case BPF_PROG_TYPE_LWT_SEG6LOCAL:
5484         case BPF_PROG_TYPE_SK_REUSEPORT:
5485         case BPF_PROG_TYPE_FLOW_DISSECTOR:
5486         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SKB:
5487                 if (t == BPF_WRITE)
5488                         return false;
5489                 fallthrough;
5490
5491         /* Program types with direct read + write access go here! */
5492         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
5493         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
5494         case BPF_PROG_TYPE_XDP:
5495         case BPF_PROG_TYPE_LWT_XMIT:
5496         case BPF_PROG_TYPE_SK_SKB:
5497         case BPF_PROG_TYPE_SK_MSG:
5498                 if (meta)
5499                         return meta->pkt_access;
5500
5501                 env->seen_direct_write = true;
5502                 return true;
5503
5504         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCKOPT:
5505                 if (t == BPF_WRITE)
5506                         env->seen_direct_write = true;
5507
5508                 return true;
5509
5510         default:
5511                 return false;
5512         }
5513 }
5514
5515 static int check_packet_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno, int off,
5516                                int size, bool zero_size_allowed)
5517 {
5518         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
5519         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
5520         int err;
5521
5522         /* We may have added a variable offset to the packet pointer; but any
5523          * reg->range we have comes after that.  We are only checking the fixed
5524          * offset.
5525          */
5526
5527         /* We don't allow negative numbers, because we aren't tracking enough
5528          * detail to prove they're safe.
5529          */
5530         if (reg->smin_value < 0) {
5531                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
5532                         regno);
5533                 return -EACCES;
5534         }
5535
5536         err = reg->range < 0 ? -EINVAL :
5537               __check_mem_access(env, regno, off, size, reg->range,
5538                                  zero_size_allowed);
5539         if (err) {
5540                 verbose(env, "R%d offset is outside of the packet\n", regno);
5541                 return err;
5542         }
5543
5544         /* __check_mem_access has made sure "off + size - 1" is within u16.
5545          * reg->umax_value can't be bigger than MAX_PACKET_OFF which is 0xffff,
5546          * otherwise find_good_pkt_pointers would have refused to set range info
5547          * that __check_mem_access would have rejected this pkt access.
5548          * Therefore, "off + reg->umax_value + size - 1" won't overflow u32.
5549          */
5550         env->prog->aux->max_pkt_offset =
5551                 max_t(u32, env->prog->aux->max_pkt_offset,
5552                       off + reg->umax_value + size - 1);
5553
5554         return err;
5555 }
5556
5557 /* check access to 'struct bpf_context' fields.  Supports fixed offsets only */
5558 static int check_ctx_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, int off, int size,
5559                             enum bpf_access_type t, enum bpf_reg_type *reg_type,
5560                             struct btf **btf, u32 *btf_id)
5561 {
5562         struct bpf_insn_access_aux info = {
5563                 .reg_type = *reg_type,
5564                 .log = &env->log,
5565         };
5566
5567         if (env->ops->is_valid_access &&
5568             env->ops->is_valid_access(off, size, t, env->prog, &info)) {
5569                 /* A non zero info.ctx_field_size indicates that this field is a
5570                  * candidate for later verifier transformation to load the whole
5571                  * field and then apply a mask when accessed with a narrower
5572                  * access than actual ctx access size. A zero info.ctx_field_size
5573                  * will only allow for whole field access and rejects any other
5574                  * type of narrower access.
5575                  */
5576                 *reg_type = info.reg_type;
5577
5578                 if (base_type(*reg_type) == PTR_TO_BTF_ID) {
5579                         *btf = info.btf;
5580                         *btf_id = info.btf_id;
5581                 } else {
5582                         env->insn_aux_data[insn_idx].ctx_field_size = info.ctx_field_size;
5583                 }
5584                 /* remember the offset of last byte accessed in ctx */
5585                 if (env->prog->aux->max_ctx_offset < off + size)
5586                         env->prog->aux->max_ctx_offset = off + size;
5587                 return 0;
5588         }
5589
5590         verbose(env, "invalid bpf_context access off=%d size=%d\n", off, size);
5591         return -EACCES;
5592 }
5593
5594 static int check_flow_keys_access(struct bpf_verifier_env *env, int off,
5595                                   int size)
5596 {
5597         if (size < 0 || off < 0 ||
5598             (u64)off + size > sizeof(struct bpf_flow_keys)) {
5599                 verbose(env, "invalid access to flow keys off=%d size=%d\n",
5600                         off, size);
5601                 return -EACCES;
5602         }
5603         return 0;
5604 }
5605
5606 static int check_sock_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx,
5607                              u32 regno, int off, int size,
5608                              enum bpf_access_type t)
5609 {
5610         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
5611         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
5612         struct bpf_insn_access_aux info = {};
5613         bool valid;
5614
5615         if (reg->smin_value < 0) {
5616                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
5617                         regno);
5618                 return -EACCES;
5619         }
5620
5621         switch (reg->type) {
5622         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
5623                 valid = bpf_sock_common_is_valid_access(off, size, t, &info);
5624                 break;
5625         case PTR_TO_SOCKET:
5626                 valid = bpf_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
5627                 break;
5628         case PTR_TO_TCP_SOCK:
5629                 valid = bpf_tcp_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
5630                 break;
5631         case PTR_TO_XDP_SOCK:
5632                 valid = bpf_xdp_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
5633                 break;
5634         default:
5635                 valid = false;
5636         }
5637
5638
5639         if (valid) {
5640                 env->insn_aux_data[insn_idx].ctx_field_size =
5641                         info.ctx_field_size;
5642                 return 0;
5643         }
5644
5645         verbose(env, "R%d invalid %s access off=%d size=%d\n",
5646                 regno, reg_type_str(env, reg->type), off, size);
5647
5648         return -EACCES;
5649 }
5650
5651 static bool is_pointer_value(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5652 {
5653         return __is_pointer_value(env->allow_ptr_leaks, reg_state(env, regno));
5654 }
5655
5656 static bool is_ctx_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5657 {
5658         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
5659
5660         return reg->type == PTR_TO_CTX;
5661 }
5662
5663 static bool is_sk_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5664 {
5665         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
5666
5667         return type_is_sk_pointer(reg->type);
5668 }
5669
5670 static bool is_pkt_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5671 {
5672         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
5673
5674         return type_is_pkt_pointer(reg->type);
5675 }
5676
5677 static bool is_flow_key_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5678 {
5679         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
5680
5681         /* Separate to is_ctx_reg() since we still want to allow BPF_ST here. */
5682         return reg->type == PTR_TO_FLOW_KEYS;
5683 }
5684
5685 static bool is_arena_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5686 {
5687         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
5688
5689         return reg->type == PTR_TO_ARENA;
5690 }
5691
5692 static u32 *reg2btf_ids[__BPF_REG_TYPE_MAX] = {
5693 #ifdef CONFIG_NET
5694         [PTR_TO_SOCKET] = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_SOCK],
5695         [PTR_TO_SOCK_COMMON] = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_SOCK_COMMON],
5696         [PTR_TO_TCP_SOCK] = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_TCP],
5697 #endif
5698         [CONST_PTR_TO_MAP] = btf_bpf_map_id,
5699 };
5700
5701 static bool is_trusted_reg(const struct bpf_reg_state *reg)
5702 {
5703         /* A referenced register is always trusted. */
5704         if (reg->ref_obj_id)
5705                 return true;
5706
5707         /* Types listed in the reg2btf_ids are always trusted */
5708         if (reg2btf_ids[base_type(reg->type)])
5709                 return true;
5710
5711         /* If a register is not referenced, it is trusted if it has the
5712          * MEM_ALLOC or PTR_TRUSTED type modifiers, and no others. Some of the
5713          * other type modifiers may be safe, but we elect to take an opt-in
5714          * approach here as some (e.g. PTR_UNTRUSTED and PTR_MAYBE_NULL) are
5715          * not.
5716          *
5717          * Eventually, we should make PTR_TRUSTED the single source of truth
5718          * for whether a register is trusted.
5719          */
5720         return type_flag(reg->type) & BPF_REG_TRUSTED_MODIFIERS &&
5721                !bpf_type_has_unsafe_modifiers(reg->type);
5722 }
5723
5724 static bool is_rcu_reg(const struct bpf_reg_state *reg)
5725 {
5726         return reg->type & MEM_RCU;
5727 }
5728
5729 static void clear_trusted_flags(enum bpf_type_flag *flag)
5730 {
5731         *flag &= ~(BPF_REG_TRUSTED_MODIFIERS | MEM_RCU);
5732 }
5733
5734 static int check_pkt_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
5735                                    const struct bpf_reg_state *reg,
5736                                    int off, int size, bool strict)
5737 {
5738         struct tnum reg_off;
5739         int ip_align;
5740
5741         /* Byte size accesses are always allowed. */
5742         if (!strict || size == 1)
5743                 return 0;
5744
5745         /* For platforms that do not have a Kconfig enabling
5746          * CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS the value of
5747          * NET_IP_ALIGN is universally set to '2'.  And on platforms
5748          * that do set CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS, we get
5749          * to this code only in strict mode where we want to emulate
5750          * the NET_IP_ALIGN==2 checking.  Therefore use an
5751          * unconditional IP align value of '2'.
5752          */
5753         ip_align = 2;
5754
5755         reg_off = tnum_add(reg->var_off, tnum_const(ip_align + reg->off + off));
5756         if (!tnum_is_aligned(reg_off, size)) {
5757                 char tn_buf[48];
5758
5759                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
5760                 verbose(env,
5761                         "misaligned packet access off %d+%s+%d+%d size %d\n",
5762                         ip_align, tn_buf, reg->off, off, size);
5763                 return -EACCES;
5764         }
5765
5766         return 0;
5767 }
5768
5769 static int check_generic_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
5770                                        const struct bpf_reg_state *reg,
5771                                        const char *pointer_desc,
5772                                        int off, int size, bool strict)
5773 {
5774         struct tnum reg_off;
5775
5776         /* Byte size accesses are always allowed. */
5777         if (!strict || size == 1)
5778                 return 0;
5779
5780         reg_off = tnum_add(reg->var_off, tnum_const(reg->off + off));
5781         if (!tnum_is_aligned(reg_off, size)) {
5782                 char tn_buf[48];
5783
5784                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
5785                 verbose(env, "misaligned %saccess off %s+%d+%d size %d\n",
5786                         pointer_desc, tn_buf, reg->off, off, size);
5787                 return -EACCES;
5788         }
5789
5790         return 0;
5791 }
5792
5793 static int check_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
5794                                const struct bpf_reg_state *reg, int off,
5795                                int size, bool strict_alignment_once)
5796 {
5797         bool strict = env->strict_alignment || strict_alignment_once;
5798         const char *pointer_desc = "";
5799
5800         switch (reg->type) {
5801         case PTR_TO_PACKET:
5802         case PTR_TO_PACKET_META:
5803                 /* Special case, because of NET_IP_ALIGN. Given metadata sits
5804                  * right in front, treat it the very same way.
5805                  */
5806                 return check_pkt_ptr_alignment(env, reg, off, size, strict);
5807         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
5808                 pointer_desc = "flow keys ";
5809                 break;
5810         case PTR_TO_MAP_KEY:
5811                 pointer_desc = "key ";
5812                 break;
5813         case PTR_TO_MAP_VALUE:
5814                 pointer_desc = "value ";
5815                 break;
5816         case PTR_TO_CTX:
5817                 pointer_desc = "context ";
5818                 break;
5819         case PTR_TO_STACK:
5820                 pointer_desc = "stack ";
5821                 /* The stack spill tracking logic in check_stack_write_fixed_off()
5822                  * and check_stack_read_fixed_off() relies on stack accesses being
5823                  * aligned.
5824                  */
5825                 strict = true;
5826                 break;
5827         case PTR_TO_SOCKET:
5828                 pointer_desc = "sock ";
5829                 break;
5830         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
5831                 pointer_desc = "sock_common ";
5832                 break;
5833         case PTR_TO_TCP_SOCK:
5834                 pointer_desc = "tcp_sock ";
5835                 break;
5836         case PTR_TO_XDP_SOCK:
5837                 pointer_desc = "xdp_sock ";
5838                 break;
5839         case PTR_TO_ARENA:
5840                 return 0;
5841         default:
5842                 break;
5843         }
5844         return check_generic_ptr_alignment(env, reg, pointer_desc, off, size,
5845                                            strict);
5846 }
5847
5848 static int round_up_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env, int stack_depth)
5849 {
5850         if (env->prog->jit_requested)
5851                 return round_up(stack_depth, 16);
5852
5853         /* round up to 32-bytes, since this is granularity
5854          * of interpreter stack size
5855          */
5856         return round_up(max_t(u32, stack_depth, 1), 32);
5857 }
5858
5859 /* starting from main bpf function walk all instructions of the function
5860  * and recursively walk all callees that given function can call.
5861  * Ignore jump and exit insns.
5862  * Since recursion is prevented by check_cfg() this algorithm
5863  * only needs a local stack of MAX_CALL_FRAMES to remember callsites
5864  */
5865 static int check_max_stack_depth_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
5866 {
5867         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
5868         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
5869         int depth = 0, frame = 0, i, subprog_end;
5870         bool tail_call_reachable = false;
5871         int ret_insn[MAX_CALL_FRAMES];
5872         int ret_prog[MAX_CALL_FRAMES];
5873         int j;
5874
5875         i = subprog[idx].start;
5876 process_func:
5877         /* protect against potential stack overflow that might happen when
5878          * bpf2bpf calls get combined with tailcalls. Limit the caller's stack
5879          * depth for such case down to 256 so that the worst case scenario
5880          * would result in 8k stack size (32 which is tailcall limit * 256 =
5881          * 8k).
5882          *
5883          * To get the idea what might happen, see an example:
5884          * func1 -> sub rsp, 128
5885          *  subfunc1 -> sub rsp, 256
5886          *  tailcall1 -> add rsp, 256
5887          *   func2 -> sub rsp, 192 (total stack size = 128 + 192 = 320)
5888          *   subfunc2 -> sub rsp, 64
5889          *   subfunc22 -> sub rsp, 128
5890          *   tailcall2 -> add rsp, 128
5891          *    func3 -> sub rsp, 32 (total stack size 128 + 192 + 64 + 32 = 416)
5892          *
5893          * tailcall will unwind the current stack frame but it will not get rid
5894          * of caller's stack as shown on the example above.
5895          */
5896         if (idx && subprog[idx].has_tail_call && depth >= 256) {
5897                 verbose(env,
5898                         "tail_calls are not allowed when call stack of previous frames is %d bytes. Too large\n",
5899                         depth);
5900                 return -EACCES;
5901         }
5902         depth += round_up_stack_depth(env, subprog[idx].stack_depth);
5903         if (depth > MAX_BPF_STACK) {
5904                 verbose(env, "combined stack size of %d calls is %d. Too large\n",
5905                         frame + 1, depth);
5906                 return -EACCES;
5907         }
5908 continue_func:
5909         subprog_end = subprog[idx + 1].start;
5910         for (; i < subprog_end; i++) {
5911                 int next_insn, sidx;
5912
5913                 if (bpf_pseudo_kfunc_call(insn + i) && !insn[i].off) {
5914                         bool err = false;
5915
5916                         if (!is_bpf_throw_kfunc(insn + i))
5917                                 continue;
5918                         if (subprog[idx].is_cb)
5919                                 err = true;
5920                         for (int c = 0; c < frame && !err; c++) {
5921                                 if (subprog[ret_prog[c]].is_cb) {
5922                                         err = true;
5923                                         break;
5924                                 }
5925                         }
5926                         if (!err)
5927                                 continue;
5928                         verbose(env,
5929                                 "bpf_throw kfunc (insn %d) cannot be called from callback subprog %d\n",
5930                                 i, idx);
5931                         return -EINVAL;
5932                 }
5933
5934                 if (!bpf_pseudo_call(insn + i) && !bpf_pseudo_func(insn + i))
5935                         continue;
5936                 /* remember insn and function to return to */
5937                 ret_insn[frame] = i + 1;
5938                 ret_prog[frame] = idx;
5939
5940                 /* find the callee */
5941                 next_insn = i + insn[i].imm + 1;
5942                 sidx = find_subprog(env, next_insn);
5943                 if (sidx < 0) {
5944                         WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
5945                                   next_insn);
5946                         return -EFAULT;
5947                 }
5948                 if (subprog[sidx].is_async_cb) {
5949                         if (subprog[sidx].has_tail_call) {
5950                                 verbose(env, "verifier bug. subprog has tail_call and async cb\n");
5951                                 return -EFAULT;
5952                         }
5953                         /* async callbacks don't increase bpf prog stack size unless called directly */
5954                         if (!bpf_pseudo_call(insn + i))
5955                                 continue;
5956                         if (subprog[sidx].is_exception_cb) {
5957                                 verbose(env, "insn %d cannot call exception cb directly\n", i);
5958                                 return -EINVAL;
5959                         }
5960                 }
5961                 i = next_insn;
5962                 idx = sidx;
5963
5964                 if (subprog[idx].has_tail_call)
5965                         tail_call_reachable = true;
5966
5967                 frame++;
5968                 if (frame >= MAX_CALL_FRAMES) {
5969                         verbose(env, "the call stack of %d frames is too deep !\n",
5970                                 frame);
5971                         return -E2BIG;
5972                 }
5973                 goto process_func;
5974         }
5975         /* if tail call got detected across bpf2bpf calls then mark each of the
5976          * currently present subprog frames as tail call reachable subprogs;
5977          * this info will be utilized by JIT so that we will be preserving the
5978          * tail call counter throughout bpf2bpf calls combined with tailcalls
5979          */
5980         if (tail_call_reachable)
5981                 for (j = 0; j < frame; j++) {
5982                         if (subprog[ret_prog[j]].is_exception_cb) {
5983                                 verbose(env, "cannot tail call within exception cb\n");
5984                                 return -EINVAL;
5985                         }
5986                         subprog[ret_prog[j]].tail_call_reachable = true;
5987                 }
5988         if (subprog[0].tail_call_reachable)
5989                 env->prog->aux->tail_call_reachable = true;
5990
5991         /* end of for() loop means the last insn of the 'subprog'
5992          * was reached. Doesn't matter whether it was JA or EXIT
5993          */
5994         if (frame == 0)
5995                 return 0;
5996         depth -= round_up_stack_depth(env, subprog[idx].stack_depth);
5997         frame--;
5998         i = ret_insn[frame];
5999         idx = ret_prog[frame];
6000         goto continue_func;
6001 }
6002
6003 static int check_max_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env)
6004 {
6005         struct bpf_subprog_info *si = env->subprog_info;
6006         int ret;
6007
6008         for (int i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
6009                 if (!i || si[i].is_async_cb) {
6010                         ret = check_max_stack_depth_subprog(env, i);
6011                         if (ret < 0)
6012                                 return ret;
6013                 }
6014                 continue;
6015         }
6016         return 0;
6017 }
6018
6019 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
6020 static int get_callee_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env,
6021                                   const struct bpf_insn *insn, int idx)
6022 {
6023         int start = idx + insn->imm + 1, subprog;
6024
6025         subprog = find_subprog(env, start);
6026         if (subprog < 0) {
6027                 WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
6028                           start);
6029                 return -EFAULT;
6030         }
6031         return env->subprog_info[subprog].stack_depth;
6032 }
6033 #endif
6034
6035 static int __check_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
6036                                  const char *buf_info,
6037                                  const struct bpf_reg_state *reg,
6038                                  int regno, int off, int size)
6039 {
6040         if (off < 0) {
6041                 verbose(env,
6042                         "R%d invalid %s buffer access: off=%d, size=%d\n",
6043                         regno, buf_info, off, size);
6044                 return -EACCES;
6045         }
6046         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
6047                 char tn_buf[48];
6048
6049                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
6050                 verbose(env,
6051                         "R%d invalid variable buffer offset: off=%d, var_off=%s\n",
6052                         regno, off, tn_buf);
6053                 return -EACCES;
6054         }
6055
6056         return 0;
6057 }
6058
6059 static int check_tp_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
6060                                   const struct bpf_reg_state *reg,
6061                                   int regno, int off, int size)
6062 {
6063         int err;
6064
6065         err = __check_buffer_access(env, "tracepoint", reg, regno, off, size);
6066         if (err)
6067                 return err;
6068
6069         if (off + size > env->prog->aux->max_tp_access)
6070                 env->prog->aux->max_tp_access = off + size;
6071
6072         return 0;
6073 }
6074
6075 static int check_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
6076                                const struct bpf_reg_state *reg,
6077                                int regno, int off, int size,
6078                                bool zero_size_allowed,
6079                                u32 *max_access)
6080 {
6081         const char *buf_info = type_is_rdonly_mem(reg->type) ? "rdonly" : "rdwr";
6082         int err;
6083
6084         err = __check_buffer_access(env, buf_info, reg, regno, off, size);
6085         if (err)
6086                 return err;
6087
6088         if (off + size > *max_access)
6089                 *max_access = off + size;
6090
6091         return 0;
6092 }
6093
6094 /* BPF architecture zero extends alu32 ops into 64-bit registesr */
6095 static void zext_32_to_64(struct bpf_reg_state *reg)
6096 {
6097         reg->var_off = tnum_subreg(reg->var_off);
6098         __reg_assign_32_into_64(reg);
6099 }
6100
6101 /* truncate register to smaller size (in bytes)
6102  * must be called with size < BPF_REG_SIZE
6103  */
6104 static void coerce_reg_to_size(struct bpf_reg_state *reg, int size)
6105 {
6106         u64 mask;
6107
6108         /* clear high bits in bit representation */
6109         reg->var_off = tnum_cast(reg->var_off, size);
6110
6111         /* fix arithmetic bounds */
6112         mask = ((u64)1 << (size * 8)) - 1;
6113         if ((reg->umin_value & ~mask) == (reg->umax_value & ~mask)) {
6114                 reg->umin_value &= mask;
6115                 reg->umax_value &= mask;
6116         } else {
6117                 reg->umin_value = 0;
6118                 reg->umax_value = mask;
6119         }
6120         reg->smin_value = reg->umin_value;
6121         reg->smax_value = reg->umax_value;
6122
6123         /* If size is smaller than 32bit register the 32bit register
6124          * values are also truncated so we push 64-bit bounds into
6125          * 32-bit bounds. Above were truncated < 32-bits already.
6126          */
6127         if (size < 4)
6128                 __mark_reg32_unbounded(reg);
6129
6130         reg_bounds_sync(reg);
6131 }
6132
6133 static void set_sext64_default_val(struct bpf_reg_state *reg, int size)
6134 {
6135         if (size == 1) {
6136                 reg->smin_value = reg->s32_min_value = S8_MIN;
6137                 reg->smax_value = reg->s32_max_value = S8_MAX;
6138         } else if (size == 2) {
6139                 reg->smin_value = reg->s32_min_value = S16_MIN;
6140                 reg->smax_value = reg->s32_max_value = S16_MAX;
6141         } else {
6142                 /* size == 4 */
6143                 reg->smin_value = reg->s32_min_value = S32_MIN;
6144                 reg->smax_value = reg->s32_max_value = S32_MAX;
6145         }
6146         reg->umin_value = reg->u32_min_value = 0;
6147         reg->umax_value = U64_MAX;
6148         reg->u32_max_value = U32_MAX;
6149         reg->var_off = tnum_unknown;
6150 }
6151
6152 static void coerce_reg_to_size_sx(struct bpf_reg_state *reg, int size)
6153 {
6154         s64 init_s64_max, init_s64_min, s64_max, s64_min, u64_cval;
6155         u64 top_smax_value, top_smin_value;
6156         u64 num_bits = size * 8;
6157
6158         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
6159                 u64_cval = reg->var_off.value;
6160                 if (size == 1)
6161                         reg->var_off = tnum_const((s8)u64_cval);
6162                 else if (size == 2)
6163                         reg->var_off = tnum_const((s16)u64_cval);
6164                 else
6165                         /* size == 4 */
6166                         reg->var_off = tnum_const((s32)u64_cval);
6167
6168                 u64_cval = reg->var_off.value;
6169                 reg->smax_value = reg->smin_value = u64_cval;
6170                 reg->umax_value = reg->umin_value = u64_cval;
6171                 reg->s32_max_value = reg->s32_min_value = u64_cval;
6172                 reg->u32_max_value = reg->u32_min_value = u64_cval;
6173                 return;
6174         }
6175
6176         top_smax_value = ((u64)reg->smax_value >> num_bits) << num_bits;
6177         top_smin_value = ((u64)reg->smin_value >> num_bits) << num_bits;
6178
6179         if (top_smax_value != top_smin_value)
6180                 goto out;
6181
6182         /* find the s64_min and s64_min after sign extension */
6183         if (size == 1) {
6184                 init_s64_max = (s8)reg->smax_value;
6185                 init_s64_min = (s8)reg->smin_value;
6186         } else if (size == 2) {
6187                 init_s64_max = (s16)reg->smax_value;
6188                 init_s64_min = (s16)reg->smin_value;
6189         } else {
6190                 init_s64_max = (s32)reg->smax_value;
6191                 init_s64_min = (s32)reg->smin_value;
6192         }
6193
6194         s64_max = max(init_s64_max, init_s64_min);
6195         s64_min = min(init_s64_max, init_s64_min);
6196
6197         /* both of s64_max/s64_min positive or negative */
6198         if ((s64_max >= 0) == (s64_min >= 0)) {
6199                 reg->smin_value = reg->s32_min_value = s64_min;
6200                 reg->smax_value = reg->s32_max_value = s64_max;
6201                 reg->umin_value = reg->u32_min_value = s64_min;
6202                 reg->umax_value = reg->u32_max_value = s64_max;
6203                 reg->var_off = tnum_range(s64_min, s64_max);
6204                 return;
6205         }
6206
6207 out:
6208         set_sext64_default_val(reg, size);
6209 }
6210
6211 static void set_sext32_default_val(struct bpf_reg_state *reg, int size)
6212 {
6213         if (size == 1) {
6214                 reg->s32_min_value = S8_MIN;
6215                 reg->s32_max_value = S8_MAX;
6216         } else {
6217                 /* size == 2 */
6218                 reg->s32_min_value = S16_MIN;
6219                 reg->s32_max_value = S16_MAX;
6220         }
6221         reg->u32_min_value = 0;
6222         reg->u32_max_value = U32_MAX;
6223 }
6224
6225 static void coerce_subreg_to_size_sx(struct bpf_reg_state *reg, int size)
6226 {
6227         s32 init_s32_max, init_s32_min, s32_max, s32_min, u32_val;
6228         u32 top_smax_value, top_smin_value;
6229         u32 num_bits = size * 8;
6230
6231         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
6232                 u32_val = reg->var_off.value;
6233                 if (size == 1)
6234                         reg->var_off = tnum_const((s8)u32_val);
6235                 else
6236                         reg->var_off = tnum_const((s16)u32_val);
6237
6238                 u32_val = reg->var_off.value;
6239                 reg->s32_min_value = reg->s32_max_value = u32_val;
6240                 reg->u32_min_value = reg->u32_max_value = u32_val;
6241                 return;
6242         }
6243
6244         top_smax_value = ((u32)reg->s32_max_value >> num_bits) << num_bits;
6245         top_smin_value = ((u32)reg->s32_min_value >> num_bits) << num_bits;
6246
6247         if (top_smax_value != top_smin_value)
6248                 goto out;
6249
6250         /* find the s32_min and s32_min after sign extension */
6251         if (size == 1) {
6252                 init_s32_max = (s8)reg->s32_max_value;
6253                 init_s32_min = (s8)reg->s32_min_value;
6254         } else {
6255                 /* size == 2 */
6256                 init_s32_max = (s16)reg->s32_max_value;
6257                 init_s32_min = (s16)reg->s32_min_value;
6258         }
6259         s32_max = max(init_s32_max, init_s32_min);
6260         s32_min = min(init_s32_max, init_s32_min);
6261
6262         if ((s32_min >= 0) == (s32_max >= 0)) {
6263                 reg->s32_min_value = s32_min;
6264                 reg->s32_max_value = s32_max;
6265                 reg->u32_min_value = (u32)s32_min;
6266                 reg->u32_max_value = (u32)s32_max;
6267                 return;
6268         }
6269
6270 out:
6271         set_sext32_default_val(reg, size);
6272 }
6273
6274 static bool bpf_map_is_rdonly(const struct bpf_map *map)
6275 {
6276         /* A map is considered read-only if the following condition are true:
6277          *
6278          * 1) BPF program side cannot change any of the map content. The
6279          *    BPF_F_RDONLY_PROG flag is throughout the lifetime of a map
6280          *    and was set at map creation time.
6281          * 2) The map value(s) have been initialized from user space by a
6282          *    loader and then "frozen", such that no new map update/delete
6283          *    operations from syscall side are possible for the rest of
6284          *    the map's lifetime from that point onwards.
6285          * 3) Any parallel/pending map update/delete operations from syscall
6286          *    side have been completed. Only after that point, it's safe to
6287          *    assume that map value(s) are immutable.
6288          */
6289         return (map->map_flags & BPF_F_RDONLY_PROG) &&
6290                READ_ONCE(map->frozen) &&
6291                !bpf_map_write_active(map);
6292 }
6293
6294 static int bpf_map_direct_read(struct bpf_map *map, int off, int size, u64 *val,
6295                                bool is_ldsx)
6296 {
6297         void *ptr;
6298         u64 addr;
6299         int err;
6300
6301         err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &addr, off);
6302         if (err)
6303                 return err;
6304         ptr = (void *)(long)addr + off;
6305
6306         switch (size) {
6307         case sizeof(u8):
6308                 *val = is_ldsx ? (s64)*(s8 *)ptr : (u64)*(u8 *)ptr;
6309                 break;
6310         case sizeof(u16):
6311                 *val = is_ldsx ? (s64)*(s16 *)ptr : (u64)*(u16 *)ptr;
6312                 break;
6313         case sizeof(u32):
6314                 *val = is_ldsx ? (s64)*(s32 *)ptr : (u64)*(u32 *)ptr;
6315                 break;
6316         case sizeof(u64):
6317                 *val = *(u64 *)ptr;
6318                 break;
6319         default:
6320                 return -EINVAL;
6321         }
6322         return 0;
6323 }
6324
6325 #define BTF_TYPE_SAFE_RCU(__type)  __PASTE(__type, __safe_rcu)
6326 #define BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(__type)  __PASTE(__type, __safe_rcu_or_null)
6327 #define BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(__type)  __PASTE(__type, __safe_trusted)
6328
6329 /*
6330  * Allow list few fields as RCU trusted or full trusted.
6331  * This logic doesn't allow mix tagging and will be removed once GCC supports
6332  * btf_type_tag.
6333  */
6334
6335 /* RCU trusted: these fields are trusted in RCU CS and never NULL */
6336 BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct task_struct) {
6337         const cpumask_t *cpus_ptr;
6338         struct css_set __rcu *cgroups;
6339         struct task_struct __rcu *real_parent;
6340         struct task_struct *group_leader;
6341 };
6342
6343 BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct cgroup) {
6344         /* cgrp->kn is always accessible as documented in kernel/cgroup/cgroup.c */
6345         struct kernfs_node *kn;
6346 };
6347
6348 BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct css_set) {
6349         struct cgroup *dfl_cgrp;
6350 };
6351
6352 /* RCU trusted: these fields are trusted in RCU CS and can be NULL */
6353 BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct mm_struct) {
6354         struct file __rcu *exe_file;
6355 };
6356
6357 /* skb->sk, req->sk are not RCU protected, but we mark them as such
6358  * because bpf prog accessible sockets are SOCK_RCU_FREE.
6359  */
6360 BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct sk_buff) {
6361         struct sock *sk;
6362 };
6363
6364 BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct request_sock) {
6365         struct sock *sk;
6366 };
6367
6368 /* full trusted: these fields are trusted even outside of RCU CS and never NULL */
6369 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct bpf_iter_meta) {
6370         struct seq_file *seq;
6371 };
6372
6373 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct bpf_iter__task) {
6374         struct bpf_iter_meta *meta;
6375         struct task_struct *task;
6376 };
6377
6378 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct linux_binprm) {
6379         struct file *file;
6380 };
6381
6382 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct file) {
6383         struct inode *f_inode;
6384 };
6385
6386 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct dentry) {
6387         /* no negative dentry-s in places where bpf can see it */
6388         struct inode *d_inode;
6389 };
6390
6391 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct socket) {
6392         struct sock *sk;
6393 };
6394
6395 static bool type_is_rcu(struct bpf_verifier_env *env,
6396                         struct bpf_reg_state *reg,
6397                         const char *field_name, u32 btf_id)
6398 {
6399         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct task_struct));
6400         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct cgroup));
6401         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct css_set));
6402
6403         return btf_nested_type_is_trusted(&env->log, reg, field_name, btf_id, "__safe_rcu");
6404 }
6405
6406 static bool type_is_rcu_or_null(struct bpf_verifier_env *env,
6407                                 struct bpf_reg_state *reg,
6408                                 const char *field_name, u32 btf_id)
6409 {
6410         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct mm_struct));
6411         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct sk_buff));
6412         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct request_sock));
6413
6414         return btf_nested_type_is_trusted(&env->log, reg, field_name, btf_id, "__safe_rcu_or_null");
6415 }
6416
6417 static bool type_is_trusted(struct bpf_verifier_env *env,
6418                             struct bpf_reg_state *reg,
6419                             const char *field_name, u32 btf_id)
6420 {
6421         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct bpf_iter_meta));
6422         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct bpf_iter__task));
6423         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct linux_binprm));
6424         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct file));
6425         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct dentry));
6426         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct socket));
6427
6428         return btf_nested_type_is_trusted(&env->log, reg, field_name, btf_id, "__safe_trusted");
6429 }
6430
6431 static int check_ptr_to_btf_access(struct bpf_verifier_env *env,
6432                                    struct bpf_reg_state *regs,
6433                                    int regno, int off, int size,
6434                                    enum bpf_access_type atype,
6435                                    int value_regno)
6436 {
6437         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
6438         const struct btf_type *t = btf_type_by_id(reg->btf, reg->btf_id);
6439         const char *tname = btf_name_by_offset(reg->btf, t->name_off);
6440         const char *field_name = NULL;
6441         enum bpf_type_flag flag = 0;
6442         u32 btf_id = 0;
6443         int ret;
6444
6445         if (!env->allow_ptr_leaks) {
6446                 verbose(env,
6447                         "'struct %s' access is allowed only to CAP_PERFMON and CAP_SYS_ADMIN\n",
6448                         tname);
6449                 return -EPERM;
6450         }
6451         if (!env->prog->gpl_compatible && btf_is_kernel(reg->btf)) {
6452                 verbose(env,
6453                         "Cannot access kernel 'struct %s' from non-GPL compatible program\n",
6454                         tname);
6455                 return -EINVAL;
6456         }
6457         if (off < 0) {
6458                 verbose(env,
6459                         "R%d is ptr_%s invalid negative access: off=%d\n",
6460                         regno, tname, off);
6461                 return -EACCES;
6462         }
6463         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
6464                 char tn_buf[48];
6465
6466                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
6467                 verbose(env,
6468                         "R%d is ptr_%s invalid variable offset: off=%d, var_off=%s\n",
6469                         regno, tname, off, tn_buf);
6470                 return -EACCES;
6471         }
6472
6473         if (reg->type & MEM_USER) {
6474                 verbose(env,
6475                         "R%d is ptr_%s access user memory: off=%d\n",
6476                         regno, tname, off);
6477                 return -EACCES;
6478         }
6479
6480         if (reg->type & MEM_PERCPU) {
6481                 verbose(env,
6482                         "R%d is ptr_%s access percpu memory: off=%d\n",
6483                         regno, tname, off);
6484                 return -EACCES;
6485         }
6486
6487         if (env->ops->btf_struct_access && !type_is_alloc(reg->type) && atype == BPF_WRITE) {
6488                 if (!btf_is_kernel(reg->btf)) {
6489                         verbose(env, "verifier internal error: reg->btf must be kernel btf\n");
6490                         return -EFAULT;
6491                 }
6492                 ret = env->ops->btf_struct_access(&env->log, reg, off, size);
6493         } else {
6494                 /* Writes are permitted with default btf_struct_access for
6495                  * program allocated objects (which always have ref_obj_id > 0),
6496                  * but not for untrusted PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC.
6497                  */
6498                 if (atype != BPF_READ && !type_is_ptr_alloc_obj(reg->type)) {
6499                         verbose(env, "only read is supported\n");
6500                         return -EACCES;
6501                 }
6502
6503                 if (type_is_alloc(reg->type) && !type_is_non_owning_ref(reg->type) &&
6504                     !(reg->type & MEM_RCU) && !reg->ref_obj_id) {
6505                         verbose(env, "verifier internal error: ref_obj_id for allocated object must be non-zero\n");
6506                         return -EFAULT;
6507                 }
6508
6509                 ret = btf_struct_access(&env->log, reg, off, size, atype, &btf_id, &flag, &field_name);
6510         }
6511
6512         if (ret < 0)
6513                 return ret;
6514
6515         if (ret != PTR_TO_BTF_ID) {
6516                 /* just mark; */
6517
6518         } else if (type_flag(reg->type) & PTR_UNTRUSTED) {
6519                 /* If this is an untrusted pointer, all pointers formed by walking it
6520                  * also inherit the untrusted flag.
6521                  */
6522                 flag = PTR_UNTRUSTED;
6523
6524         } else if (is_trusted_reg(reg) || is_rcu_reg(reg)) {
6525                 /* By default any pointer obtained from walking a trusted pointer is no
6526                  * longer trusted, unless the field being accessed has explicitly been
6527                  * marked as inheriting its parent's state of trust (either full or RCU).
6528                  * For example:
6529                  * 'cgroups' pointer is untrusted if task->cgroups dereference
6530                  * happened in a sleepable program outside of bpf_rcu_read_lock()
6531                  * section. In a non-sleepable program it's trusted while in RCU CS (aka MEM_RCU).
6532                  * Note bpf_rcu_read_unlock() converts MEM_RCU pointers to PTR_UNTRUSTED.
6533                  *
6534                  * A regular RCU-protected pointer with __rcu tag can also be deemed
6535                  * trusted if we are in an RCU CS. Such pointer can be NULL.
6536                  */
6537                 if (type_is_trusted(env, reg, field_name, btf_id)) {
6538                         flag |= PTR_TRUSTED;
6539                 } else if (in_rcu_cs(env) && !type_may_be_null(reg->type)) {
6540                         if (type_is_rcu(env, reg, field_name, btf_id)) {
6541                                 /* ignore __rcu tag and mark it MEM_RCU */
6542                                 flag |= MEM_RCU;
6543                         } else if (flag & MEM_RCU ||
6544                                    type_is_rcu_or_null(env, reg, field_name, btf_id)) {
6545                                 /* __rcu tagged pointers can be NULL */
6546                                 flag |= MEM_RCU | PTR_MAYBE_NULL;
6547
6548                                 /* We always trust them */
6549                                 if (type_is_rcu_or_null(env, reg, field_name, btf_id) &&
6550                                     flag & PTR_UNTRUSTED)
6551                                         flag &= ~PTR_UNTRUSTED;
6552                         } else if (flag & (MEM_PERCPU | MEM_USER)) {
6553                                 /* keep as-is */
6554                         } else {
6555                                 /* walking unknown pointers yields old deprecated PTR_TO_BTF_ID */
6556                                 clear_trusted_flags(&flag);
6557                         }
6558                 } else {
6559                         /*
6560                          * If not in RCU CS or MEM_RCU pointer can be NULL then
6561                          * aggressively mark as untrusted otherwise such
6562                          * pointers will be plain PTR_TO_BTF_ID without flags
6563                          * and will be allowed to be passed into helpers for
6564                          * compat reasons.
6565                          */
6566                         flag = PTR_UNTRUSTED;
6567                 }
6568         } else {
6569                 /* Old compat. Deprecated */
6570                 clear_trusted_flags(&flag);
6571         }
6572
6573         if (atype == BPF_READ && value_regno >= 0)
6574                 mark_btf_ld_reg(env, regs, value_regno, ret, reg->btf, btf_id, flag);
6575
6576         return 0;
6577 }
6578
6579 static int check_ptr_to_map_access(struct bpf_verifier_env *env,
6580                                    struct bpf_reg_state *regs,
6581                                    int regno, int off, int size,
6582                                    enum bpf_access_type atype,
6583                                    int value_regno)
6584 {
6585         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
6586         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
6587         struct bpf_reg_state map_reg;
6588         enum bpf_type_flag flag = 0;
6589         const struct btf_type *t;
6590         const char *tname;
6591         u32 btf_id;
6592         int ret;
6593
6594         if (!btf_vmlinux) {
6595                 verbose(env, "map_ptr access not supported without CONFIG_DEBUG_INFO_BTF\n");
6596                 return -ENOTSUPP;
6597         }
6598
6599         if (!map->ops->map_btf_id || !*map->ops->map_btf_id) {
6600                 verbose(env, "map_ptr access not supported for map type %d\n",
6601                         map->map_type);
6602                 return -ENOTSUPP;
6603         }
6604
6605         t = btf_type_by_id(btf_vmlinux, *map->ops->map_btf_id);
6606         tname = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, t->name_off);
6607
6608         if (!env->allow_ptr_leaks) {
6609                 verbose(env,
6610                         "'struct %s' access is allowed only to CAP_PERFMON and CAP_SYS_ADMIN\n",
6611                         tname);
6612                 return -EPERM;
6613         }
6614
6615         if (off < 0) {
6616                 verbose(env, "R%d is %s invalid negative access: off=%d\n",
6617                         regno, tname, off);
6618                 return -EACCES;
6619         }
6620
6621         if (atype != BPF_READ) {
6622                 verbose(env, "only read from %s is supported\n", tname);
6623                 return -EACCES;
6624         }
6625
6626         /* Simulate access to a PTR_TO_BTF_ID */
6627         memset(&map_reg, 0, sizeof(map_reg));
6628         mark_btf_ld_reg(env, &map_reg, 0, PTR_TO_BTF_ID, btf_vmlinux, *map->ops->map_btf_id, 0);
6629         ret = btf_struct_access(&env->log, &map_reg, off, size, atype, &btf_id, &flag, NULL);
6630         if (ret < 0)
6631                 return ret;
6632
6633         if (value_regno >= 0)
6634                 mark_btf_ld_reg(env, regs, value_regno, ret, btf_vmlinux, btf_id, flag);
6635
6636         return 0;
6637 }
6638
6639 /* Check that the stack access at the given offset is within bounds. The
6640  * maximum valid offset is -1.
6641  *
6642  * The minimum valid offset is -MAX_BPF_STACK for writes, and
6643  * -state->allocated_stack for reads.
6644  */
6645 static int check_stack_slot_within_bounds(struct bpf_verifier_env *env,
6646                                           s64 off,
6647                                           struct bpf_func_state *state,
6648                                           enum bpf_access_type t)
6649 {
6650         int min_valid_off;
6651
6652         if (t == BPF_WRITE || env->allow_uninit_stack)
6653                 min_valid_off = -MAX_BPF_STACK;
6654         else
6655                 min_valid_off = -state->allocated_stack;
6656
6657         if (off < min_valid_off || off > -1)
6658                 return -EACCES;
6659         return 0;
6660 }
6661
6662 /* Check that the stack access at 'regno + off' falls within the maximum stack
6663  * bounds.
6664  *
6665  * 'off' includes `regno->offset`, but not its dynamic part (if any).
6666  */
6667 static int check_stack_access_within_bounds(
6668                 struct bpf_verifier_env *env,
6669                 int regno, int off, int access_size,
6670                 enum bpf_access_src src, enum bpf_access_type type)
6671 {
6672         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
6673         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
6674         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
6675         s64 min_off, max_off;
6676         int err;
6677         char *err_extra;
6678
6679         if (src == ACCESS_HELPER)
6680                 /* We don't know if helpers are reading or writing (or both). */
6681                 err_extra = " indirect access to";
6682         else if (type == BPF_READ)
6683                 err_extra = " read from";
6684         else
6685                 err_extra = " write to";
6686
6687         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
6688                 min_off = (s64)reg->var_off.value + off;
6689                 max_off = min_off + access_size;
6690         } else {
6691                 if (reg->smax_value >= BPF_MAX_VAR_OFF ||
6692                     reg->smin_value <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
6693                         verbose(env, "invalid unbounded variable-offset%s stack R%d\n",
6694                                 err_extra, regno);
6695                         return -EACCES;
6696                 }
6697                 min_off = reg->smin_value + off;
6698                 max_off = reg->smax_value + off + access_size;
6699         }
6700
6701         err = check_stack_slot_within_bounds(env, min_off, state, type);
6702         if (!err && max_off > 0)
6703                 err = -EINVAL; /* out of stack access into non-negative offsets */
6704         if (!err && access_size < 0)
6705                 /* access_size should not be negative (or overflow an int); others checks
6706                  * along the way should have prevented such an access.
6707                  */
6708                 err = -EFAULT; /* invalid negative access size; integer overflow? */
6709
6710         if (err) {
6711                 if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
6712                         verbose(env, "invalid%s stack R%d off=%d size=%d\n",
6713                                 err_extra, regno, off, access_size);
6714                 } else {
6715                         char tn_buf[48];
6716
6717                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
6718                         verbose(env, "invalid variable-offset%s stack R%d var_off=%s off=%d size=%d\n",
6719                                 err_extra, regno, tn_buf, off, access_size);
6720                 }
6721                 return err;
6722         }
6723
6724         /* Note that there is no stack access with offset zero, so the needed stack
6725          * size is -min_off, not -min_off+1.
6726          */
6727         return grow_stack_state(env, state, -min_off /* size */);
6728 }
6729
6730 /* check whether memory at (regno + off) is accessible for t = (read | write)
6731  * if t==write, value_regno is a register which value is stored into memory
6732  * if t==read, value_regno is a register which will receive the value from memory
6733  * if t==write && value_regno==-1, some unknown value is stored into memory
6734  * if t==read && value_regno==-1, don't care what we read from memory
6735  */
6736 static int check_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, u32 regno,
6737                             int off, int bpf_size, enum bpf_access_type t,
6738                             int value_regno, bool strict_alignment_once, bool is_ldsx)
6739 {
6740         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
6741         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
6742         int size, err = 0;
6743
6744         size = bpf_size_to_bytes(bpf_size);
6745         if (size < 0)
6746                 return size;
6747
6748         /* alignment checks will add in reg->off themselves */
6749         err = check_ptr_alignment(env, reg, off, size, strict_alignment_once);
6750         if (err)
6751                 return err;
6752
6753         /* for access checks, reg->off is just part of off */
6754         off += reg->off;
6755
6756         if (reg->type == PTR_TO_MAP_KEY) {
6757                 if (t == BPF_WRITE) {
6758                         verbose(env, "write to change key R%d not allowed\n", regno);
6759                         return -EACCES;
6760                 }
6761
6762                 err = check_mem_region_access(env, regno, off, size,
6763                                               reg->map_ptr->key_size, false);
6764                 if (err)
6765                         return err;
6766                 if (value_regno >= 0)
6767                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6768         } else if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE) {
6769                 struct btf_field *kptr_field = NULL;
6770
6771                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
6772                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
6773                         verbose(env, "R%d leaks addr into map\n", value_regno);
6774                         return -EACCES;
6775                 }
6776                 err = check_map_access_type(env, regno, off, size, t);
6777                 if (err)
6778                         return err;
6779                 err = check_map_access(env, regno, off, size, false, ACCESS_DIRECT);
6780                 if (err)
6781                         return err;
6782                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
6783                         kptr_field = btf_record_find(reg->map_ptr->record,
6784                                                      off + reg->var_off.value, BPF_KPTR);
6785                 if (kptr_field) {
6786                         err = check_map_kptr_access(env, regno, value_regno, insn_idx, kptr_field);
6787                 } else if (t == BPF_READ && value_regno >= 0) {
6788                         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
6789
6790                         /* if map is read-only, track its contents as scalars */
6791                         if (tnum_is_const(reg->var_off) &&
6792                             bpf_map_is_rdonly(map) &&
6793                             map->ops->map_direct_value_addr) {
6794                                 int map_off = off + reg->var_off.value;
6795                                 u64 val = 0;
6796
6797                                 err = bpf_map_direct_read(map, map_off, size,
6798                                                           &val, is_ldsx);
6799                                 if (err)
6800                                         return err;
6801
6802                                 regs[value_regno].type = SCALAR_VALUE;
6803                                 __mark_reg_known(&regs[value_regno], val);
6804                         } else {
6805                                 mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6806                         }
6807                 }
6808         } else if (base_type(reg->type) == PTR_TO_MEM) {
6809                 bool rdonly_mem = type_is_rdonly_mem(reg->type);
6810
6811                 if (type_may_be_null(reg->type)) {
6812                         verbose(env, "R%d invalid mem access '%s'\n", regno,
6813                                 reg_type_str(env, reg->type));
6814                         return -EACCES;
6815                 }
6816
6817                 if (t == BPF_WRITE && rdonly_mem) {
6818                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
6819                                 regno, reg_type_str(env, reg->type));
6820                         return -EACCES;
6821                 }
6822
6823                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
6824                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
6825                         verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", value_regno);
6826                         return -EACCES;
6827                 }
6828
6829                 err = check_mem_region_access(env, regno, off, size,
6830                                               reg->mem_size, false);
6831                 if (!err && value_regno >= 0 && (t == BPF_READ || rdonly_mem))
6832                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6833         } else if (reg->type == PTR_TO_CTX) {
6834                 enum bpf_reg_type reg_type = SCALAR_VALUE;
6835                 struct btf *btf = NULL;
6836                 u32 btf_id = 0;
6837
6838                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
6839                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
6840                         verbose(env, "R%d leaks addr into ctx\n", value_regno);
6841                         return -EACCES;
6842                 }
6843
6844                 err = check_ptr_off_reg(env, reg, regno);
6845                 if (err < 0)
6846                         return err;
6847
6848                 err = check_ctx_access(env, insn_idx, off, size, t, &reg_type, &btf,
6849                                        &btf_id);
6850                 if (err)
6851                         verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
6852                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0) {
6853                         /* ctx access returns either a scalar, or a
6854                          * PTR_TO_PACKET[_META,_END]. In the latter
6855                          * case, we know the offset is zero.
6856                          */
6857                         if (reg_type == SCALAR_VALUE) {
6858                                 mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6859                         } else {
6860                                 mark_reg_known_zero(env, regs,
6861                                                     value_regno);
6862                                 if (type_may_be_null(reg_type))
6863                                         regs[value_regno].id = ++env->id_gen;
6864                                 /* A load of ctx field could have different
6865                                  * actual load size with the one encoded in the
6866                                  * insn. When the dst is PTR, it is for sure not
6867                                  * a sub-register.
6868                                  */
6869                                 regs[value_regno].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
6870                                 if (base_type(reg_type) == PTR_TO_BTF_ID) {
6871                                         regs[value_regno].btf = btf;
6872                                         regs[value_regno].btf_id = btf_id;
6873                                 }
6874                         }
6875                         regs[value_regno].type = reg_type;
6876                 }
6877
6878         } else if (reg->type == PTR_TO_STACK) {
6879                 /* Basic bounds checks. */
6880                 err = check_stack_access_within_bounds(env, regno, off, size, ACCESS_DIRECT, t);
6881                 if (err)
6882                         return err;
6883
6884                 if (t == BPF_READ)
6885                         err = check_stack_read(env, regno, off, size,
6886                                                value_regno);
6887                 else
6888                         err = check_stack_write(env, regno, off, size,
6889                                                 value_regno, insn_idx);
6890         } else if (reg_is_pkt_pointer(reg)) {
6891                 if (t == BPF_WRITE && !may_access_direct_pkt_data(env, NULL, t)) {
6892                         verbose(env, "cannot write into packet\n");
6893                         return -EACCES;
6894                 }
6895                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
6896                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
6897                         verbose(env, "R%d leaks addr into packet\n",
6898                                 value_regno);
6899                         return -EACCES;
6900                 }
6901                 err = check_packet_access(env, regno, off, size, false);
6902                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
6903                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6904         } else if (reg->type == PTR_TO_FLOW_KEYS) {
6905                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
6906                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
6907                         verbose(env, "R%d leaks addr into flow keys\n",
6908                                 value_regno);
6909                         return -EACCES;
6910                 }
6911
6912                 err = check_flow_keys_access(env, off, size);
6913                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
6914                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6915         } else if (type_is_sk_pointer(reg->type)) {
6916                 if (t == BPF_WRITE) {
6917                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
6918                                 regno, reg_type_str(env, reg->type));
6919                         return -EACCES;
6920                 }
6921                 err = check_sock_access(env, insn_idx, regno, off, size, t);
6922                 if (!err && value_regno >= 0)
6923                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6924         } else if (reg->type == PTR_TO_TP_BUFFER) {
6925                 err = check_tp_buffer_access(env, reg, regno, off, size);
6926                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
6927                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6928         } else if (base_type(reg->type) == PTR_TO_BTF_ID &&
6929                    !type_may_be_null(reg->type)) {
6930                 err = check_ptr_to_btf_access(env, regs, regno, off, size, t,
6931                                               value_regno);
6932         } else if (reg->type == CONST_PTR_TO_MAP) {
6933                 err = check_ptr_to_map_access(env, regs, regno, off, size, t,
6934                                               value_regno);
6935         } else if (base_type(reg->type) == PTR_TO_BUF) {
6936                 bool rdonly_mem = type_is_rdonly_mem(reg->type);
6937                 u32 *max_access;
6938
6939                 if (rdonly_mem) {
6940                         if (t == BPF_WRITE) {
6941                                 verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
6942                                         regno, reg_type_str(env, reg->type));
6943                                 return -EACCES;
6944                         }
6945                         max_access = &env->prog->aux->max_rdonly_access;
6946                 } else {
6947                         max_access = &env->prog->aux->max_rdwr_access;
6948                 }
6949
6950                 err = check_buffer_access(env, reg, regno, off, size, false,
6951                                           max_access);
6952
6953                 if (!err && value_regno >= 0 && (rdonly_mem || t == BPF_READ))
6954                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6955         } else if (reg->type == PTR_TO_ARENA) {
6956                 if (t == BPF_READ && value_regno >= 0)
6957                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6958         } else {
6959                 verbose(env, "R%d invalid mem access '%s'\n", regno,
6960                         reg_type_str(env, reg->type));
6961                 return -EACCES;
6962         }
6963
6964         if (!err && size < BPF_REG_SIZE && value_regno >= 0 && t == BPF_READ &&
6965             regs[value_regno].type == SCALAR_VALUE) {
6966                 if (!is_ldsx)
6967                         /* b/h/w load zero-extends, mark upper bits as known 0 */
6968                         coerce_reg_to_size(&regs[value_regno], size);
6969                 else
6970                         coerce_reg_to_size_sx(&regs[value_regno], size);
6971         }
6972         return err;
6973 }
6974
6975 static int check_atomic(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, struct bpf_insn *insn)
6976 {
6977         int load_reg;
6978         int err;
6979
6980         switch (insn->imm) {
6981         case BPF_ADD:
6982         case BPF_ADD | BPF_FETCH:
6983         case BPF_AND:
6984         case BPF_AND | BPF_FETCH:
6985         case BPF_OR:
6986         case BPF_OR | BPF_FETCH:
6987         case BPF_XOR:
6988         case BPF_XOR | BPF_FETCH:
6989         case BPF_XCHG:
6990         case BPF_CMPXCHG:
6991                 break;
6992         default:
6993                 verbose(env, "BPF_ATOMIC uses invalid atomic opcode %02x\n", insn->imm);
6994                 return -EINVAL;
6995         }
6996
6997         if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_W && BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW) {
6998                 verbose(env, "invalid atomic operand size\n");
6999                 return -EINVAL;
7000         }
7001
7002         /* check src1 operand */
7003         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
7004         if (err)
7005                 return err;
7006
7007         /* check src2 operand */
7008         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
7009         if (err)
7010                 return err;
7011
7012         if (insn->imm == BPF_CMPXCHG) {
7013                 /* Check comparison of R0 with memory location */
7014                 const u32 aux_reg = BPF_REG_0;
7015
7016                 err = check_reg_arg(env, aux_reg, SRC_OP);
7017                 if (err)
7018                         return err;
7019
7020                 if (is_pointer_value(env, aux_reg)) {
7021                         verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", aux_reg);
7022                         return -EACCES;
7023                 }
7024         }
7025
7026         if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
7027                 verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", insn->src_reg);
7028                 return -EACCES;
7029         }
7030
7031         if (is_ctx_reg(env, insn->dst_reg) ||
7032             is_pkt_reg(env, insn->dst_reg) ||
7033             is_flow_key_reg(env, insn->dst_reg) ||
7034             is_sk_reg(env, insn->dst_reg) ||
7035             is_arena_reg(env, insn->dst_reg)) {
7036                 verbose(env, "BPF_ATOMIC stores into R%d %s is not allowed\n",
7037                         insn->dst_reg,
7038                         reg_type_str(env, reg_state(env, insn->dst_reg)->type));
7039                 return -EACCES;
7040         }
7041
7042         if (insn->imm & BPF_FETCH) {
7043                 if (insn->imm == BPF_CMPXCHG)
7044                         load_reg = BPF_REG_0;
7045                 else
7046                         load_reg = insn->src_reg;
7047
7048                 /* check and record load of old value */
7049                 err = check_reg_arg(env, load_reg, DST_OP);
7050                 if (err)
7051                         return err;
7052         } else {
7053                 /* This instruction accesses a memory location but doesn't
7054                  * actually load it into a register.
7055                  */
7056                 load_reg = -1;
7057         }
7058
7059         /* Check whether we can read the memory, with second call for fetch
7060          * case to simulate the register fill.
7061          */
7062         err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
7063                                BPF_SIZE(insn->code), BPF_READ, -1, true, false);
7064         if (!err && load_reg >= 0)
7065                 err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
7066                                        BPF_SIZE(insn->code), BPF_READ, load_reg,
7067                                        true, false);
7068         if (err)
7069                 return err;
7070
7071         /* Check whether we can write into the same memory. */
7072         err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
7073                                BPF_SIZE(insn->code), BPF_WRITE, -1, true, false);
7074         if (err)
7075                 return err;
7076         return 0;
7077 }
7078
7079 /* When register 'regno' is used to read the stack (either directly or through
7080  * a helper function) make sure that it's within stack boundary and, depending
7081  * on the access type and privileges, that all elements of the stack are
7082  * initialized.
7083  *
7084  * 'off' includes 'regno->off', but not its dynamic part (if any).
7085  *
7086  * All registers that have been spilled on the stack in the slots within the
7087  * read offsets are marked as read.
7088  */
7089 static int check_stack_range_initialized(
7090                 struct bpf_verifier_env *env, int regno, int off,
7091                 int access_size, bool zero_size_allowed,
7092                 enum bpf_access_src type, struct bpf_call_arg_meta *meta)
7093 {
7094         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
7095         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
7096         int err, min_off, max_off, i, j, slot, spi;
7097         char *err_extra = type == ACCESS_HELPER ? " indirect" : "";
7098         enum bpf_access_type bounds_check_type;
7099         /* Some accesses can write anything into the stack, others are
7100          * read-only.
7101          */
7102         bool clobber = false;
7103
7104         if (access_size == 0 && !zero_size_allowed) {
7105                 verbose(env, "invalid zero-sized read\n");
7106                 return -EACCES;
7107         }
7108
7109         if (type == ACCESS_HELPER) {
7110                 /* The bounds checks for writes are more permissive than for
7111                  * reads. However, if raw_mode is not set, we'll do extra
7112                  * checks below.
7113                  */
7114                 bounds_check_type = BPF_WRITE;
7115                 clobber = true;
7116         } else {
7117                 bounds_check_type = BPF_READ;
7118         }
7119         err = check_stack_access_within_bounds(env, regno, off, access_size,
7120                                                type, bounds_check_type);
7121         if (err)
7122                 return err;
7123
7124
7125         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
7126                 min_off = max_off = reg->var_off.value + off;
7127         } else {
7128                 /* Variable offset is prohibited for unprivileged mode for
7129                  * simplicity since it requires corresponding support in
7130                  * Spectre masking for stack ALU.
7131                  * See also retrieve_ptr_limit().
7132                  */
7133                 if (!env->bypass_spec_v1) {
7134                         char tn_buf[48];
7135
7136                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
7137                         verbose(env, "R%d%s variable offset stack access prohibited for !root, var_off=%s\n",
7138                                 regno, err_extra, tn_buf);
7139                         return -EACCES;
7140                 }
7141                 /* Only initialized buffer on stack is allowed to be accessed
7142                  * with variable offset. With uninitialized buffer it's hard to
7143                  * guarantee that whole memory is marked as initialized on
7144                  * helper return since specific bounds are unknown what may
7145                  * cause uninitialized stack leaking.
7146                  */
7147                 if (meta && meta->raw_mode)
7148                         meta = NULL;
7149
7150                 min_off = reg->smin_value + off;
7151                 max_off = reg->smax_value + off;
7152         }
7153
7154         if (meta && meta->raw_mode) {
7155                 /* Ensure we won't be overwriting dynptrs when simulating byte
7156                  * by byte access in check_helper_call using meta.access_size.
7157                  * This would be a problem if we have a helper in the future
7158                  * which takes:
7159                  *
7160                  *      helper(uninit_mem, len, dynptr)
7161                  *
7162                  * Now, uninint_mem may overlap with dynptr pointer. Hence, it
7163                  * may end up writing to dynptr itself when touching memory from
7164                  * arg 1. This can be relaxed on a case by case basis for known
7165                  * safe cases, but reject due to the possibilitiy of aliasing by
7166                  * default.
7167                  */
7168                 for (i = min_off; i < max_off + access_size; i++) {
7169                         int stack_off = -i - 1;
7170
7171                         spi = __get_spi(i);
7172                         /* raw_mode may write past allocated_stack */
7173                         if (state->allocated_stack <= stack_off)
7174                                 continue;
7175                         if (state->stack[spi].slot_type[stack_off % BPF_REG_SIZE] == STACK_DYNPTR) {
7176                                 verbose(env, "potential write to dynptr at off=%d disallowed\n", i);
7177                                 return -EACCES;
7178                         }
7179                 }
7180                 meta->access_size = access_size;
7181                 meta->regno = regno;
7182                 return 0;
7183         }
7184
7185         for (i = min_off; i < max_off + access_size; i++) {
7186                 u8 *stype;
7187
7188                 slot = -i - 1;
7189                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
7190                 if (state->allocated_stack <= slot) {
7191                         verbose(env, "verifier bug: allocated_stack too small");
7192                         return -EFAULT;
7193                 }
7194
7195                 stype = &state->stack[spi].slot_type[slot % BPF_REG_SIZE];
7196                 if (*stype == STACK_MISC)
7197                         goto mark;
7198                 if ((*stype == STACK_ZERO) ||
7199                     (*stype == STACK_INVALID && env->allow_uninit_stack)) {
7200                         if (clobber) {
7201                                 /* helper can write anything into the stack */
7202                                 *stype = STACK_MISC;
7203                         }
7204                         goto mark;
7205                 }
7206
7207                 if (is_spilled_reg(&state->stack[spi]) &&
7208                     (state->stack[spi].spilled_ptr.type == SCALAR_VALUE ||
7209                      env->allow_ptr_leaks)) {
7210                         if (clobber) {
7211                                 __mark_reg_unknown(env, &state->stack[spi].spilled_ptr);
7212                                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
7213                                         scrub_spilled_slot(&state->stack[spi].slot_type[j]);
7214                         }
7215                         goto mark;
7216                 }
7217
7218                 if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
7219                         verbose(env, "invalid%s read from stack R%d off %d+%d size %d\n",
7220                                 err_extra, regno, min_off, i - min_off, access_size);
7221                 } else {
7222                         char tn_buf[48];
7223
7224                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
7225                         verbose(env, "invalid%s read from stack R%d var_off %s+%d size %d\n",
7226                                 err_extra, regno, tn_buf, i - min_off, access_size);
7227                 }
7228                 return -EACCES;
7229 mark:
7230                 /* reading any byte out of 8-byte 'spill_slot' will cause
7231                  * the whole slot to be marked as 'read'
7232                  */
7233                 mark_reg_read(env, &state->stack[spi].spilled_ptr,
7234                               state->stack[spi].spilled_ptr.parent,
7235                               REG_LIVE_READ64);
7236                 /* We do not set REG_LIVE_WRITTEN for stack slot, as we can not
7237                  * be sure that whether stack slot is written to or not. Hence,
7238                  * we must still conservatively propagate reads upwards even if
7239                  * helper may write to the entire memory range.
7240                  */
7241         }
7242         return 0;
7243 }
7244
7245 static int check_helper_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
7246                                    int access_size, bool zero_size_allowed,
7247                                    struct bpf_call_arg_meta *meta)
7248 {
7249         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7250         u32 *max_access;
7251
7252         switch (base_type(reg->type)) {
7253         case PTR_TO_PACKET:
7254         case PTR_TO_PACKET_META:
7255                 return check_packet_access(env, regno, reg->off, access_size,
7256                                            zero_size_allowed);
7257         case PTR_TO_MAP_KEY:
7258                 if (meta && meta->raw_mode) {
7259                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n", regno,
7260                                 reg_type_str(env, reg->type));
7261                         return -EACCES;
7262                 }
7263                 return check_mem_region_access(env, regno, reg->off, access_size,
7264                                                reg->map_ptr->key_size, false);
7265         case PTR_TO_MAP_VALUE:
7266                 if (check_map_access_type(env, regno, reg->off, access_size,
7267                                           meta && meta->raw_mode ? BPF_WRITE :
7268                                           BPF_READ))
7269                         return -EACCES;
7270                 return check_map_access(env, regno, reg->off, access_size,
7271                                         zero_size_allowed, ACCESS_HELPER);
7272         case PTR_TO_MEM:
7273                 if (type_is_rdonly_mem(reg->type)) {
7274                         if (meta && meta->raw_mode) {
7275                                 verbose(env, "R%d cannot write into %s\n", regno,
7276                                         reg_type_str(env, reg->type));
7277                                 return -EACCES;
7278                         }
7279                 }
7280                 return check_mem_region_access(env, regno, reg->off,
7281                                                access_size, reg->mem_size,
7282                                                zero_size_allowed);
7283         case PTR_TO_BUF:
7284                 if (type_is_rdonly_mem(reg->type)) {
7285                         if (meta && meta->raw_mode) {
7286                                 verbose(env, "R%d cannot write into %s\n", regno,
7287                                         reg_type_str(env, reg->type));
7288                                 return -EACCES;
7289                         }
7290
7291                         max_access = &env->prog->aux->max_rdonly_access;
7292                 } else {
7293                         max_access = &env->prog->aux->max_rdwr_access;
7294                 }
7295                 return check_buffer_access(env, reg, regno, reg->off,
7296                                            access_size, zero_size_allowed,
7297                                            max_access);
7298         case PTR_TO_STACK:
7299                 return check_stack_range_initialized(
7300                                 env,
7301                                 regno, reg->off, access_size,
7302                                 zero_size_allowed, ACCESS_HELPER, meta);
7303         case PTR_TO_BTF_ID:
7304                 return check_ptr_to_btf_access(env, regs, regno, reg->off,
7305                                                access_size, BPF_READ, -1);
7306         case PTR_TO_CTX:
7307                 /* in case the function doesn't know how to access the context,
7308                  * (because we are in a program of type SYSCALL for example), we
7309                  * can not statically check its size.
7310                  * Dynamically check it now.
7311                  */
7312                 if (!env->ops->convert_ctx_access) {
7313                         enum bpf_access_type atype = meta && meta->raw_mode ? BPF_WRITE : BPF_READ;
7314                         int offset = access_size - 1;
7315
7316                         /* Allow zero-byte read from PTR_TO_CTX */
7317                         if (access_size == 0)
7318                                 return zero_size_allowed ? 0 : -EACCES;
7319
7320                         return check_mem_access(env, env->insn_idx, regno, offset, BPF_B,
7321                                                 atype, -1, false, false);
7322                 }
7323
7324                 fallthrough;
7325         default: /* scalar_value or invalid ptr */
7326                 /* Allow zero-byte read from NULL, regardless of pointer type */
7327                 if (zero_size_allowed && access_size == 0 &&
7328                     register_is_null(reg))
7329                         return 0;
7330
7331                 verbose(env, "R%d type=%s ", regno,
7332                         reg_type_str(env, reg->type));
7333                 verbose(env, "expected=%s\n", reg_type_str(env, PTR_TO_STACK));
7334                 return -EACCES;
7335         }
7336 }
7337
7338 /* verify arguments to helpers or kfuncs consisting of a pointer and an access
7339  * size.
7340  *
7341  * @regno is the register containing the access size. regno-1 is the register
7342  * containing the pointer.
7343  */
7344 static int check_mem_size_reg(struct bpf_verifier_env *env,
7345                               struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
7346                               bool zero_size_allowed,
7347                               struct bpf_call_arg_meta *meta)
7348 {
7349         int err;
7350
7351         /* This is used to refine r0 return value bounds for helpers
7352          * that enforce this value as an upper bound on return values.
7353          * See do_refine_retval_range() for helpers that can refine
7354          * the return value. C type of helper is u32 so we pull register
7355          * bound from umax_value however, if negative verifier errors
7356          * out. Only upper bounds can be learned because retval is an
7357          * int type and negative retvals are allowed.
7358          */
7359         meta->msize_max_value = reg->umax_value;
7360
7361         /* The register is SCALAR_VALUE; the access check
7362          * happens using its boundaries.
7363          */
7364         if (!tnum_is_const(reg->var_off))
7365                 /* For unprivileged variable accesses, disable raw
7366                  * mode so that the program is required to
7367                  * initialize all the memory that the helper could
7368                  * just partially fill up.
7369                  */
7370                 meta = NULL;
7371
7372         if (reg->smin_value < 0) {
7373                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned or 'var &= const'\n",
7374                         regno);
7375                 return -EACCES;
7376         }
7377
7378         if (reg->umin_value == 0 && !zero_size_allowed) {
7379                 verbose(env, "R%d invalid zero-sized read: u64=[%lld,%lld]\n",
7380                         regno, reg->umin_value, reg->umax_value);
7381                 return -EACCES;
7382         }
7383
7384         if (reg->umax_value >= BPF_MAX_VAR_SIZ) {
7385                 verbose(env, "R%d unbounded memory access, use 'var &= const' or 'if (var < const)'\n",
7386                         regno);
7387                 return -EACCES;
7388         }
7389         err = check_helper_mem_access(env, regno - 1,
7390                                       reg->umax_value,
7391                                       zero_size_allowed, meta);
7392         if (!err)
7393                 err = mark_chain_precision(env, regno);
7394         return err;
7395 }
7396
7397 static int check_mem_reg(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
7398                          u32 regno, u32 mem_size)
7399 {
7400         bool may_be_null = type_may_be_null(reg->type);
7401         struct bpf_reg_state saved_reg;
7402         struct bpf_call_arg_meta meta;
7403         int err;
7404
7405         if (register_is_null(reg))
7406                 return 0;
7407
7408         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
7409         /* Assuming that the register contains a value check if the memory
7410          * access is safe. Temporarily save and restore the register's state as
7411          * the conversion shouldn't be visible to a caller.
7412          */
7413         if (may_be_null) {
7414                 saved_reg = *reg;
7415                 mark_ptr_not_null_reg(reg);
7416         }
7417
7418         err = check_helper_mem_access(env, regno, mem_size, true, &meta);
7419         /* Check access for BPF_WRITE */
7420         meta.raw_mode = true;
7421         err = err ?: check_helper_mem_access(env, regno, mem_size, true, &meta);
7422
7423         if (may_be_null)
7424                 *reg = saved_reg;
7425
7426         return err;
7427 }
7428
7429 static int check_kfunc_mem_size_reg(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
7430                                     u32 regno)
7431 {
7432         struct bpf_reg_state *mem_reg = &cur_regs(env)[regno - 1];
7433         bool may_be_null = type_may_be_null(mem_reg->type);
7434         struct bpf_reg_state saved_reg;
7435         struct bpf_call_arg_meta meta;
7436         int err;
7437
7438         WARN_ON_ONCE(regno < BPF_REG_2 || regno > BPF_REG_5);
7439
7440         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
7441
7442         if (may_be_null) {
7443                 saved_reg = *mem_reg;
7444                 mark_ptr_not_null_reg(mem_reg);
7445         }
7446
7447         err = check_mem_size_reg(env, reg, regno, true, &meta);
7448         /* Check access for BPF_WRITE */
7449         meta.raw_mode = true;
7450         err = err ?: check_mem_size_reg(env, reg, regno, true, &meta);
7451
7452         if (may_be_null)
7453                 *mem_reg = saved_reg;
7454         return err;
7455 }
7456
7457 /* Implementation details:
7458  * bpf_map_lookup returns PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL.
7459  * bpf_obj_new returns PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | PTR_MAYBE_NULL.
7460  * Two bpf_map_lookups (even with the same key) will have different reg->id.
7461  * Two separate bpf_obj_new will also have different reg->id.
7462  * For traditional PTR_TO_MAP_VALUE or PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC, the verifier
7463  * clears reg->id after value_or_null->value transition, since the verifier only
7464  * cares about the range of access to valid map value pointer and doesn't care
7465  * about actual address of the map element.
7466  * For maps with 'struct bpf_spin_lock' inside map value the verifier keeps
7467  * reg->id > 0 after value_or_null->value transition. By doing so
7468  * two bpf_map_lookups will be considered two different pointers that
7469  * point to different bpf_spin_locks. Likewise for pointers to allocated objects
7470  * returned from bpf_obj_new.
7471  * The verifier allows taking only one bpf_spin_lock at a time to avoid
7472  * dead-locks.
7473  * Since only one bpf_spin_lock is allowed the checks are simpler than
7474  * reg_is_refcounted() logic. The verifier needs to remember only
7475  * one spin_lock instead of array of acquired_refs.
7476  * cur_state->active_lock remembers which map value element or allocated
7477  * object got locked and clears it after bpf_spin_unlock.
7478  */
7479 static int process_spin_lock(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
7480                              bool is_lock)
7481 {
7482         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7483         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
7484         bool is_const = tnum_is_const(reg->var_off);
7485         u64 val = reg->var_off.value;
7486         struct bpf_map *map = NULL;
7487         struct btf *btf = NULL;
7488         struct btf_record *rec;
7489
7490         if (!is_const) {
7491                 verbose(env,
7492                         "R%d doesn't have constant offset. bpf_spin_lock has to be at the constant offset\n",
7493                         regno);
7494                 return -EINVAL;
7495         }
7496         if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE) {
7497                 map = reg->map_ptr;
7498                 if (!map->btf) {
7499                         verbose(env,
7500                                 "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_spin_lock\n",
7501                                 map->name);
7502                         return -EINVAL;
7503                 }
7504         } else {
7505                 btf = reg->btf;
7506         }
7507
7508         rec = reg_btf_record(reg);
7509         if (!btf_record_has_field(rec, BPF_SPIN_LOCK)) {
7510                 verbose(env, "%s '%s' has no valid bpf_spin_lock\n", map ? "map" : "local",
7511                         map ? map->name : "kptr");
7512                 return -EINVAL;
7513         }
7514         if (rec->spin_lock_off != val + reg->off) {
7515                 verbose(env, "off %lld doesn't point to 'struct bpf_spin_lock' that is at %d\n",
7516                         val + reg->off, rec->spin_lock_off);
7517                 return -EINVAL;
7518         }
7519         if (is_lock) {
7520                 if (cur->active_lock.ptr) {
7521                         verbose(env,
7522                                 "Locking two bpf_spin_locks are not allowed\n");
7523                         return -EINVAL;
7524                 }
7525                 if (map)
7526                         cur->active_lock.ptr = map;
7527                 else
7528                         cur->active_lock.ptr = btf;
7529                 cur->active_lock.id = reg->id;
7530         } else {
7531                 void *ptr;
7532
7533                 if (map)
7534                         ptr = map;
7535                 else
7536                         ptr = btf;
7537
7538                 if (!cur->active_lock.ptr) {
7539                         verbose(env, "bpf_spin_unlock without taking a lock\n");
7540                         return -EINVAL;
7541                 }
7542                 if (cur->active_lock.ptr != ptr ||
7543                     cur->active_lock.id != reg->id) {
7544                         verbose(env, "bpf_spin_unlock of different lock\n");
7545                         return -EINVAL;
7546                 }
7547
7548                 invalidate_non_owning_refs(env);
7549
7550                 cur->active_lock.ptr = NULL;
7551                 cur->active_lock.id = 0;
7552         }
7553         return 0;
7554 }
7555
7556 static int process_timer_func(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
7557                               struct bpf_call_arg_meta *meta)
7558 {
7559         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7560         bool is_const = tnum_is_const(reg->var_off);
7561         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
7562         u64 val = reg->var_off.value;
7563
7564         if (!is_const) {
7565                 verbose(env,
7566                         "R%d doesn't have constant offset. bpf_timer has to be at the constant offset\n",
7567                         regno);
7568                 return -EINVAL;
7569         }
7570         if (!map->btf) {
7571                 verbose(env, "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_timer\n",
7572                         map->name);
7573                 return -EINVAL;
7574         }
7575         if (!btf_record_has_field(map->record, BPF_TIMER)) {
7576                 verbose(env, "map '%s' has no valid bpf_timer\n", map->name);
7577                 return -EINVAL;
7578         }
7579         if (map->record->timer_off != val + reg->off) {
7580                 verbose(env, "off %lld doesn't point to 'struct bpf_timer' that is at %d\n",
7581                         val + reg->off, map->record->timer_off);
7582                 return -EINVAL;
7583         }
7584         if (meta->map_ptr) {
7585                 verbose(env, "verifier bug. Two map pointers in a timer helper\n");
7586                 return -EFAULT;
7587         }
7588         meta->map_uid = reg->map_uid;
7589         meta->map_ptr = map;
7590         return 0;
7591 }
7592
7593 static int process_kptr_func(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
7594                              struct bpf_call_arg_meta *meta)
7595 {
7596         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7597         struct bpf_map *map_ptr = reg->map_ptr;
7598         struct btf_field *kptr_field;
7599         u32 kptr_off;
7600
7601         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
7602                 verbose(env,
7603                         "R%d doesn't have constant offset. kptr has to be at the constant offset\n",
7604                         regno);
7605                 return -EINVAL;
7606         }
7607         if (!map_ptr->btf) {
7608                 verbose(env, "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_kptr_xchg\n",
7609                         map_ptr->name);
7610                 return -EINVAL;
7611         }
7612         if (!btf_record_has_field(map_ptr->record, BPF_KPTR)) {
7613                 verbose(env, "map '%s' has no valid kptr\n", map_ptr->name);
7614                 return -EINVAL;
7615         }
7616
7617         meta->map_ptr = map_ptr;
7618         kptr_off = reg->off + reg->var_off.value;
7619         kptr_field = btf_record_find(map_ptr->record, kptr_off, BPF_KPTR);
7620         if (!kptr_field) {
7621                 verbose(env, "off=%d doesn't point to kptr\n", kptr_off);
7622                 return -EACCES;
7623         }
7624         if (kptr_field->type != BPF_KPTR_REF && kptr_field->type != BPF_KPTR_PERCPU) {
7625                 verbose(env, "off=%d kptr isn't referenced kptr\n", kptr_off);
7626                 return -EACCES;
7627         }
7628         meta->kptr_field = kptr_field;
7629         return 0;
7630 }
7631
7632 /* There are two register types representing a bpf_dynptr, one is PTR_TO_STACK
7633  * which points to a stack slot, and the other is CONST_PTR_TO_DYNPTR.
7634  *
7635  * In both cases we deal with the first 8 bytes, but need to mark the next 8
7636  * bytes as STACK_DYNPTR in case of PTR_TO_STACK. In case of
7637  * CONST_PTR_TO_DYNPTR, we are guaranteed to get the beginning of the object.
7638  *
7639  * Mutability of bpf_dynptr is at two levels, one is at the level of struct
7640  * bpf_dynptr itself, i.e. whether the helper is receiving a pointer to struct
7641  * bpf_dynptr or pointer to const struct bpf_dynptr. In the former case, it can
7642  * mutate the view of the dynptr and also possibly destroy it. In the latter
7643  * case, it cannot mutate the bpf_dynptr itself but it can still mutate the
7644  * memory that dynptr points to.
7645  *
7646  * The verifier will keep track both levels of mutation (bpf_dynptr's in
7647  * reg->type and the memory's in reg->dynptr.type), but there is no support for
7648  * readonly dynptr view yet, hence only the first case is tracked and checked.
7649  *
7650  * This is consistent with how C applies the const modifier to a struct object,
7651  * where the pointer itself inside bpf_dynptr becomes const but not what it
7652  * points to.
7653  *
7654  * Helpers which do not mutate the bpf_dynptr set MEM_RDONLY in their argument
7655  * type, and declare it as 'const struct bpf_dynptr *' in their prototype.
7656  */
7657 static int process_dynptr_func(struct bpf_verifier_env *env, int regno, int insn_idx,
7658                                enum bpf_arg_type arg_type, int clone_ref_obj_id)
7659 {
7660         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7661         int err;
7662
7663         /* MEM_UNINIT and MEM_RDONLY are exclusive, when applied to an
7664          * ARG_PTR_TO_DYNPTR (or ARG_PTR_TO_DYNPTR | DYNPTR_TYPE_*):
7665          */
7666         if ((arg_type & (MEM_UNINIT | MEM_RDONLY)) == (MEM_UNINIT | MEM_RDONLY)) {
7667                 verbose(env, "verifier internal error: misconfigured dynptr helper type flags\n");
7668                 return -EFAULT;
7669         }
7670
7671         /*  MEM_UNINIT - Points to memory that is an appropriate candidate for
7672          *               constructing a mutable bpf_dynptr object.
7673          *
7674          *               Currently, this is only possible with PTR_TO_STACK
7675          *               pointing to a region of at least 16 bytes which doesn't
7676          *               contain an existing bpf_dynptr.
7677          *
7678          *  MEM_RDONLY - Points to a initialized bpf_dynptr that will not be
7679          *               mutated or destroyed. However, the memory it points to
7680          *               may be mutated.
7681          *
7682          *  None       - Points to a initialized dynptr that can be mutated and
7683          *               destroyed, including mutation of the memory it points
7684          *               to.
7685          */
7686         if (arg_type & MEM_UNINIT) {
7687                 int i;
7688
7689                 if (!is_dynptr_reg_valid_uninit(env, reg)) {
7690                         verbose(env, "Dynptr has to be an uninitialized dynptr\n");
7691                         return -EINVAL;
7692                 }
7693
7694                 /* we write BPF_DW bits (8 bytes) at a time */
7695                 for (i = 0; i < BPF_DYNPTR_SIZE; i += 8) {
7696                         err = check_mem_access(env, insn_idx, regno,
7697                                                i, BPF_DW, BPF_WRITE, -1, false, false);
7698                         if (err)
7699                                 return err;
7700                 }
7701
7702                 err = mark_stack_slots_dynptr(env, reg, arg_type, insn_idx, clone_ref_obj_id);
7703         } else /* MEM_RDONLY and None case from above */ {
7704                 /* For the reg->type == PTR_TO_STACK case, bpf_dynptr is never const */
7705                 if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR && !(arg_type & MEM_RDONLY)) {
7706                         verbose(env, "cannot pass pointer to const bpf_dynptr, the helper mutates it\n");
7707                         return -EINVAL;
7708                 }
7709
7710                 if (!is_dynptr_reg_valid_init(env, reg)) {
7711                         verbose(env,
7712                                 "Expected an initialized dynptr as arg #%d\n",
7713                                 regno);
7714                         return -EINVAL;
7715                 }
7716
7717                 /* Fold modifiers (in this case, MEM_RDONLY) when checking expected type */
7718                 if (!is_dynptr_type_expected(env, reg, arg_type & ~MEM_RDONLY)) {
7719                         verbose(env,
7720                                 "Expected a dynptr of type %s as arg #%d\n",
7721                                 dynptr_type_str(arg_to_dynptr_type(arg_type)), regno);
7722                         return -EINVAL;
7723                 }
7724
7725                 err = mark_dynptr_read(env, reg);
7726         }
7727         return err;
7728 }
7729
7730 static u32 iter_ref_obj_id(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg, int spi)
7731 {
7732         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
7733
7734         return state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id;
7735 }
7736
7737 static bool is_iter_kfunc(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7738 {
7739         return meta->kfunc_flags & (KF_ITER_NEW | KF_ITER_NEXT | KF_ITER_DESTROY);
7740 }
7741
7742 static bool is_iter_new_kfunc(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7743 {
7744         return meta->kfunc_flags & KF_ITER_NEW;
7745 }
7746
7747 static bool is_iter_next_kfunc(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7748 {
7749         return meta->kfunc_flags & KF_ITER_NEXT;
7750 }
7751
7752 static bool is_iter_destroy_kfunc(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7753 {
7754         return meta->kfunc_flags & KF_ITER_DESTROY;
7755 }
7756
7757 static bool is_kfunc_arg_iter(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta, int arg)
7758 {
7759         /* btf_check_iter_kfuncs() guarantees that first argument of any iter
7760          * kfunc is iter state pointer
7761          */
7762         return arg == 0 && is_iter_kfunc(meta);
7763 }
7764
7765 static int process_iter_arg(struct bpf_verifier_env *env, int regno, int insn_idx,
7766                             struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7767 {
7768         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7769         const struct btf_type *t;
7770         const struct btf_param *arg;
7771         int spi, err, i, nr_slots;
7772         u32 btf_id;
7773
7774         /* btf_check_iter_kfuncs() ensures we don't need to validate anything here */
7775         arg = &btf_params(meta->func_proto)[0];
7776         t = btf_type_skip_modifiers(meta->btf, arg->type, NULL);        /* PTR */
7777         t = btf_type_skip_modifiers(meta->btf, t->type, &btf_id);       /* STRUCT */
7778         nr_slots = t->size / BPF_REG_SIZE;
7779
7780         if (is_iter_new_kfunc(meta)) {
7781                 /* bpf_iter_<type>_new() expects pointer to uninit iter state */
7782                 if (!is_iter_reg_valid_uninit(env, reg, nr_slots)) {
7783                         verbose(env, "expected uninitialized iter_%s as arg #%d\n",
7784                                 iter_type_str(meta->btf, btf_id), regno);
7785                         return -EINVAL;
7786                 }
7787
7788                 for (i = 0; i < nr_slots * 8; i += BPF_REG_SIZE) {
7789                         err = check_mem_access(env, insn_idx, regno,
7790                                                i, BPF_DW, BPF_WRITE, -1, false, false);
7791                         if (err)
7792                                 return err;
7793                 }
7794
7795                 err = mark_stack_slots_iter(env, meta, reg, insn_idx, meta->btf, btf_id, nr_slots);
7796                 if (err)
7797                         return err;
7798         } else {
7799                 /* iter_next() or iter_destroy() expect initialized iter state*/
7800                 err = is_iter_reg_valid_init(env, reg, meta->btf, btf_id, nr_slots);
7801                 switch (err) {
7802                 case 0:
7803                         break;
7804                 case -EINVAL:
7805                         verbose(env, "expected an initialized iter_%s as arg #%d\n",
7806                                 iter_type_str(meta->btf, btf_id), regno);
7807                         return err;
7808                 case -EPROTO:
7809                         verbose(env, "expected an RCU CS when using %s\n", meta->func_name);
7810                         return err;
7811                 default:
7812                         return err;
7813                 }
7814
7815                 spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
7816                 if (spi < 0)
7817                         return spi;
7818
7819                 err = mark_iter_read(env, reg, spi, nr_slots);
7820                 if (err)
7821                         return err;
7822
7823                 /* remember meta->iter info for process_iter_next_call() */
7824                 meta->iter.spi = spi;
7825                 meta->iter.frameno = reg->frameno;
7826                 meta->ref_obj_id = iter_ref_obj_id(env, reg, spi);
7827
7828                 if (is_iter_destroy_kfunc(meta)) {
7829                         err = unmark_stack_slots_iter(env, reg, nr_slots);
7830                         if (err)
7831                                 return err;
7832                 }
7833         }
7834
7835         return 0;
7836 }
7837
7838 /* Look for a previous loop entry at insn_idx: nearest parent state
7839  * stopped at insn_idx with callsites matching those in cur->frame.
7840  */
7841 static struct bpf_verifier_state *find_prev_entry(struct bpf_verifier_env *env,
7842                                                   struct bpf_verifier_state *cur,
7843                                                   int insn_idx)
7844 {
7845         struct bpf_verifier_state_list *sl;
7846         struct bpf_verifier_state *st;
7847
7848         /* Explored states are pushed in stack order, most recent states come first */
7849         sl = *explored_state(env, insn_idx);
7850         for (; sl; sl = sl->next) {
7851                 /* If st->branches != 0 state is a part of current DFS verification path,
7852                  * hence cur & st for a loop.
7853                  */
7854                 st = &sl->state;
7855                 if (st->insn_idx == insn_idx && st->branches && same_callsites(st, cur) &&
7856                     st->dfs_depth < cur->dfs_depth)
7857                         return st;
7858         }
7859
7860         return NULL;
7861 }
7862
7863 static void reset_idmap_scratch(struct bpf_verifier_env *env);
7864 static bool regs_exact(const struct bpf_reg_state *rold,
7865                        const struct bpf_reg_state *rcur,
7866                        struct bpf_idmap *idmap);
7867
7868 static void maybe_widen_reg(struct bpf_verifier_env *env,
7869                             struct bpf_reg_state *rold, struct bpf_reg_state *rcur,
7870                             struct bpf_idmap *idmap)
7871 {
7872         if (rold->type != SCALAR_VALUE)
7873                 return;
7874         if (rold->type != rcur->type)
7875                 return;
7876         if (rold->precise || rcur->precise || regs_exact(rold, rcur, idmap))
7877                 return;
7878         __mark_reg_unknown(env, rcur);
7879 }
7880
7881 static int widen_imprecise_scalars(struct bpf_verifier_env *env,
7882                                    struct bpf_verifier_state *old,
7883                                    struct bpf_verifier_state *cur)
7884 {
7885         struct bpf_func_state *fold, *fcur;
7886         int i, fr;
7887
7888         reset_idmap_scratch(env);
7889         for (fr = old->curframe; fr >= 0; fr--) {
7890                 fold = old->frame[fr];
7891                 fcur = cur->frame[fr];
7892
7893                 for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
7894                         maybe_widen_reg(env,
7895                                         &fold->regs[i],
7896                                         &fcur->regs[i],
7897                                         &env->idmap_scratch);
7898
7899                 for (i = 0; i < fold->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
7900                         if (!is_spilled_reg(&fold->stack[i]) ||
7901                             !is_spilled_reg(&fcur->stack[i]))
7902                                 continue;
7903
7904                         maybe_widen_reg(env,
7905                                         &fold->stack[i].spilled_ptr,
7906                                         &fcur->stack[i].spilled_ptr,
7907                                         &env->idmap_scratch);
7908                 }
7909         }
7910         return 0;
7911 }
7912
7913 /* process_iter_next_call() is called when verifier gets to iterator's next
7914  * "method" (e.g., bpf_iter_num_next() for numbers iterator) call. We'll refer
7915  * to it as just "iter_next()" in comments below.
7916  *
7917  * BPF verifier relies on a crucial contract for any iter_next()
7918  * implementation: it should *eventually* return NULL, and once that happens
7919  * it should keep returning NULL. That is, once iterator exhausts elements to
7920  * iterate, it should never reset or spuriously return new elements.
7921  *
7922  * With the assumption of such contract, process_iter_next_call() simulates
7923  * a fork in the verifier state to validate loop logic correctness and safety
7924  * without having to simulate infinite amount of iterations.
7925  *
7926  * In current state, we first assume that iter_next() returned NULL and
7927  * iterator state is set to DRAINED (BPF_ITER_STATE_DRAINED). In such
7928  * conditions we should not form an infinite loop and should eventually reach
7929  * exit.
7930  *
7931  * Besides that, we also fork current state and enqueue it for later
7932  * verification. In a forked state we keep iterator state as ACTIVE
7933  * (BPF_ITER_STATE_ACTIVE) and assume non-NULL return from iter_next(). We
7934  * also bump iteration depth to prevent erroneous infinite loop detection
7935  * later on (see iter_active_depths_differ() comment for details). In this
7936  * state we assume that we'll eventually loop back to another iter_next()
7937  * calls (it could be in exactly same location or in some other instruction,
7938  * it doesn't matter, we don't make any unnecessary assumptions about this,
7939  * everything revolves around iterator state in a stack slot, not which
7940  * instruction is calling iter_next()). When that happens, we either will come
7941  * to iter_next() with equivalent state and can conclude that next iteration
7942  * will proceed in exactly the same way as we just verified, so it's safe to
7943  * assume that loop converges. If not, we'll go on another iteration
7944  * simulation with a different input state, until all possible starting states
7945  * are validated or we reach maximum number of instructions limit.
7946  *
7947  * This way, we will either exhaustively discover all possible input states
7948  * that iterator loop can start with and eventually will converge, or we'll
7949  * effectively regress into bounded loop simulation logic and either reach
7950  * maximum number of instructions if loop is not provably convergent, or there
7951  * is some statically known limit on number of iterations (e.g., if there is
7952  * an explicit `if n > 100 then break;` statement somewhere in the loop).
7953  *
7954  * Iteration convergence logic in is_state_visited() relies on exact
7955  * states comparison, which ignores read and precision marks.
7956  * This is necessary because read and precision marks are not finalized
7957  * while in the loop. Exact comparison might preclude convergence for
7958  * simple programs like below:
7959  *
7960  *     i = 0;
7961  *     while(iter_next(&it))
7962  *       i++;
7963  *
7964  * At each iteration step i++ would produce a new distinct state and
7965  * eventually instruction processing limit would be reached.
7966  *
7967  * To avoid such behavior speculatively forget (widen) range for
7968  * imprecise scalar registers, if those registers were not precise at the
7969  * end of the previous iteration and do not match exactly.
7970  *
7971  * This is a conservative heuristic that allows to verify wide range of programs,
7972  * however it precludes verification of programs that conjure an
7973  * imprecise value on the first loop iteration and use it as precise on a second.
7974  * For example, the following safe program would fail to verify:
7975  *
7976  *     struct bpf_num_iter it;
7977  *     int arr[10];
7978  *     int i = 0, a = 0;
7979  *     bpf_iter_num_new(&it, 0, 10);
7980  *     while (bpf_iter_num_next(&it)) {
7981  *       if (a == 0) {
7982  *         a = 1;
7983  *         i = 7; // Because i changed verifier would forget
7984  *                // it's range on second loop entry.
7985  *       } else {
7986  *         arr[i] = 42; // This would fail to verify.
7987  *       }
7988  *     }
7989  *     bpf_iter_num_destroy(&it);
7990  */
7991 static int process_iter_next_call(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx,
7992                                   struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7993 {
7994         struct bpf_verifier_state *cur_st = env->cur_state, *queued_st, *prev_st;
7995         struct bpf_func_state *cur_fr = cur_st->frame[cur_st->curframe], *queued_fr;
7996         struct bpf_reg_state *cur_iter, *queued_iter;
7997         int iter_frameno = meta->iter.frameno;
7998         int iter_spi = meta->iter.spi;
7999
8000         BTF_TYPE_EMIT(struct bpf_iter);
8001
8002         cur_iter = &env->cur_state->frame[iter_frameno]->stack[iter_spi].spilled_ptr;
8003
8004         if (cur_iter->iter.state != BPF_ITER_STATE_ACTIVE &&
8005             cur_iter->iter.state != BPF_ITER_STATE_DRAINED) {
8006                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected iterator state %d (%s)\n",
8007                         cur_iter->iter.state, iter_state_str(cur_iter->iter.state));
8008                 return -EFAULT;
8009         }
8010
8011         if (cur_iter->iter.state == BPF_ITER_STATE_ACTIVE) {
8012                 /* Because iter_next() call is a checkpoint is_state_visitied()
8013                  * should guarantee parent state with same call sites and insn_idx.
8014                  */
8015                 if (!cur_st->parent || cur_st->parent->insn_idx != insn_idx ||
8016                     !same_callsites(cur_st->parent, cur_st)) {
8017                         verbose(env, "bug: bad parent state for iter next call");
8018                         return -EFAULT;
8019                 }
8020                 /* Note cur_st->parent in the call below, it is necessary to skip
8021                  * checkpoint created for cur_st by is_state_visited()
8022                  * right at this instruction.
8023                  */
8024                 prev_st = find_prev_entry(env, cur_st->parent, insn_idx);
8025                 /* branch out active iter state */
8026                 queued_st = push_stack(env, insn_idx + 1, insn_idx, false);
8027                 if (!queued_st)
8028                         return -ENOMEM;
8029
8030                 queued_iter = &queued_st->frame[iter_frameno]->stack[iter_spi].spilled_ptr;
8031                 queued_iter->iter.state = BPF_ITER_STATE_ACTIVE;
8032                 queued_iter->iter.depth++;
8033                 if (prev_st)
8034                         widen_imprecise_scalars(env, prev_st, queued_st);
8035
8036                 queued_fr = queued_st->frame[queued_st->curframe];
8037                 mark_ptr_not_null_reg(&queued_fr->regs[BPF_REG_0]);
8038         }
8039
8040         /* switch to DRAINED state, but keep the depth unchanged */
8041         /* mark current iter state as drained and assume returned NULL */
8042         cur_iter->iter.state = BPF_ITER_STATE_DRAINED;
8043         __mark_reg_const_zero(env, &cur_fr->regs[BPF_REG_0]);
8044
8045         return 0;
8046 }
8047
8048 static bool arg_type_is_mem_size(enum bpf_arg_type type)
8049 {
8050         return type == ARG_CONST_SIZE ||
8051                type == ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO;
8052 }
8053
8054 static bool arg_type_is_release(enum bpf_arg_type type)
8055 {
8056         return type & OBJ_RELEASE;
8057 }
8058
8059 static bool arg_type_is_dynptr(enum bpf_arg_type type)
8060 {
8061         return base_type(type) == ARG_PTR_TO_DYNPTR;
8062 }
8063
8064 static int int_ptr_type_to_size(enum bpf_arg_type type)
8065 {
8066         if (type == ARG_PTR_TO_INT)
8067                 return sizeof(u32);
8068         else if (type == ARG_PTR_TO_LONG)
8069                 return sizeof(u64);
8070
8071         return -EINVAL;
8072 }
8073
8074 static int resolve_map_arg_type(struct bpf_verifier_env *env,
8075                                  const struct bpf_call_arg_meta *meta,
8076                                  enum bpf_arg_type *arg_type)
8077 {
8078         if (!meta->map_ptr) {
8079                 /* kernel subsystem misconfigured verifier */
8080                 verbose(env, "invalid map_ptr to access map->type\n");
8081                 return -EACCES;
8082         }
8083
8084         switch (meta->map_ptr->map_type) {
8085         case BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP:
8086         case BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH:
8087                 if (*arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE) {
8088                         *arg_type = ARG_PTR_TO_BTF_ID_SOCK_COMMON;
8089                 } else {
8090                         verbose(env, "invalid arg_type for sockmap/sockhash\n");
8091                         return -EINVAL;
8092                 }
8093                 break;
8094         case BPF_MAP_TYPE_BLOOM_FILTER:
8095                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_map_peek_elem)
8096                         *arg_type = ARG_PTR_TO_MAP_VALUE;
8097                 break;
8098         default:
8099                 break;
8100         }
8101         return 0;
8102 }
8103
8104 struct bpf_reg_types {
8105         const enum bpf_reg_type types[10];
8106         u32 *btf_id;
8107 };
8108
8109 static const struct bpf_reg_types sock_types = {
8110         .types = {
8111                 PTR_TO_SOCK_COMMON,
8112                 PTR_TO_SOCKET,
8113                 PTR_TO_TCP_SOCK,
8114                 PTR_TO_XDP_SOCK,
8115         },
8116 };
8117
8118 #ifdef CONFIG_NET
8119 static const struct bpf_reg_types btf_id_sock_common_types = {
8120         .types = {
8121                 PTR_TO_SOCK_COMMON,
8122                 PTR_TO_SOCKET,
8123                 PTR_TO_TCP_SOCK,
8124                 PTR_TO_XDP_SOCK,
8125                 PTR_TO_BTF_ID,
8126                 PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED,
8127         },
8128         .btf_id = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_SOCK_COMMON],
8129 };
8130 #endif
8131
8132 static const struct bpf_reg_types mem_types = {
8133         .types = {
8134                 PTR_TO_STACK,
8135                 PTR_TO_PACKET,
8136                 PTR_TO_PACKET_META,
8137                 PTR_TO_MAP_KEY,
8138                 PTR_TO_MAP_VALUE,
8139                 PTR_TO_MEM,
8140                 PTR_TO_MEM | MEM_RINGBUF,
8141                 PTR_TO_BUF,
8142                 PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED,
8143         },
8144 };
8145
8146 static const struct bpf_reg_types int_ptr_types = {
8147         .types = {
8148                 PTR_TO_STACK,
8149                 PTR_TO_PACKET,
8150                 PTR_TO_PACKET_META,
8151                 PTR_TO_MAP_KEY,
8152                 PTR_TO_MAP_VALUE,
8153         },
8154 };
8155
8156 static const struct bpf_reg_types spin_lock_types = {
8157         .types = {
8158                 PTR_TO_MAP_VALUE,
8159                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC,
8160         }
8161 };
8162
8163 static const struct bpf_reg_types fullsock_types = { .types = { PTR_TO_SOCKET } };
8164 static const struct bpf_reg_types scalar_types = { .types = { SCALAR_VALUE } };
8165 static const struct bpf_reg_types context_types = { .types = { PTR_TO_CTX } };
8166 static const struct bpf_reg_types ringbuf_mem_types = { .types = { PTR_TO_MEM | MEM_RINGBUF } };
8167 static const struct bpf_reg_types const_map_ptr_types = { .types = { CONST_PTR_TO_MAP } };
8168 static const struct bpf_reg_types btf_ptr_types = {
8169         .types = {
8170                 PTR_TO_BTF_ID,
8171                 PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED,
8172                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_RCU,
8173         },
8174 };
8175 static const struct bpf_reg_types percpu_btf_ptr_types = {
8176         .types = {
8177                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU,
8178                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU | MEM_RCU,
8179                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU | PTR_TRUSTED,
8180         }
8181 };
8182 static const struct bpf_reg_types func_ptr_types = { .types = { PTR_TO_FUNC } };
8183 static const struct bpf_reg_types stack_ptr_types = { .types = { PTR_TO_STACK } };
8184 static const struct bpf_reg_types const_str_ptr_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
8185 static const struct bpf_reg_types timer_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
8186 static const struct bpf_reg_types kptr_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
8187 static const struct bpf_reg_types dynptr_types = {
8188         .types = {
8189                 PTR_TO_STACK,
8190                 CONST_PTR_TO_DYNPTR,
8191         }
8192 };
8193
8194 static const struct bpf_reg_types *compatible_reg_types[__BPF_ARG_TYPE_MAX] = {
8195         [ARG_PTR_TO_MAP_KEY]            = &mem_types,
8196         [ARG_PTR_TO_MAP_VALUE]          = &mem_types,
8197         [ARG_CONST_SIZE]                = &scalar_types,
8198         [ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO]        = &scalar_types,
8199         [ARG_CONST_ALLOC_SIZE_OR_ZERO]  = &scalar_types,
8200         [ARG_CONST_MAP_PTR]             = &const_map_ptr_types,
8201         [ARG_PTR_TO_CTX]                = &context_types,
8202         [ARG_PTR_TO_SOCK_COMMON]        = &sock_types,
8203 #ifdef CONFIG_NET
8204         [ARG_PTR_TO_BTF_ID_SOCK_COMMON] = &btf_id_sock_common_types,
8205 #endif
8206         [ARG_PTR_TO_SOCKET]             = &fullsock_types,
8207         [ARG_PTR_TO_BTF_ID]             = &btf_ptr_types,
8208         [ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK]          = &spin_lock_types,
8209         [ARG_PTR_TO_MEM]                = &mem_types,
8210         [ARG_PTR_TO_RINGBUF_MEM]        = &ringbuf_mem_types,
8211         [ARG_PTR_TO_INT]                = &int_ptr_types,
8212         [ARG_PTR_TO_LONG]               = &int_ptr_types,
8213         [ARG_PTR_TO_PERCPU_BTF_ID]      = &percpu_btf_ptr_types,
8214         [ARG_PTR_TO_FUNC]               = &func_ptr_types,
8215         [ARG_PTR_TO_STACK]              = &stack_ptr_types,
8216         [ARG_PTR_TO_CONST_STR]          = &const_str_ptr_types,
8217         [ARG_PTR_TO_TIMER]              = &timer_types,
8218         [ARG_PTR_TO_KPTR]               = &kptr_types,
8219         [ARG_PTR_TO_DYNPTR]             = &dynptr_types,
8220 };
8221
8222 static int check_reg_type(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
8223                           enum bpf_arg_type arg_type,
8224                           const u32 *arg_btf_id,
8225                           struct bpf_call_arg_meta *meta)
8226 {
8227         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
8228         enum bpf_reg_type expected, type = reg->type;
8229         const struct bpf_reg_types *compatible;
8230         int i, j;
8231
8232         compatible = compatible_reg_types[base_type(arg_type)];
8233         if (!compatible) {
8234                 verbose(env, "verifier internal error: unsupported arg type %d\n", arg_type);
8235                 return -EFAULT;
8236         }
8237
8238         /* ARG_PTR_TO_MEM + RDONLY is compatible with PTR_TO_MEM and PTR_TO_MEM + RDONLY,
8239          * but ARG_PTR_TO_MEM is compatible only with PTR_TO_MEM and NOT with PTR_TO_MEM + RDONLY
8240          *
8241          * Same for MAYBE_NULL:
8242          *
8243          * ARG_PTR_TO_MEM + MAYBE_NULL is compatible with PTR_TO_MEM and PTR_TO_MEM + MAYBE_NULL,
8244          * but ARG_PTR_TO_MEM is compatible only with PTR_TO_MEM but NOT with PTR_TO_MEM + MAYBE_NULL
8245          *
8246          * ARG_PTR_TO_MEM is compatible with PTR_TO_MEM that is tagged with a dynptr type.
8247          *
8248          * Therefore we fold these flags depending on the arg_type before comparison.
8249          */
8250         if (arg_type & MEM_RDONLY)
8251                 type &= ~MEM_RDONLY;
8252         if (arg_type & PTR_MAYBE_NULL)
8253                 type &= ~PTR_MAYBE_NULL;
8254         if (base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_MEM)
8255                 type &= ~DYNPTR_TYPE_FLAG_MASK;
8256
8257         if (meta->func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg && type_is_alloc(type)) {
8258                 type &= ~MEM_ALLOC;
8259                 type &= ~MEM_PERCPU;
8260         }
8261
8262         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(compatible->types); i++) {
8263                 expected = compatible->types[i];
8264                 if (expected == NOT_INIT)
8265                         break;
8266
8267                 if (type == expected)
8268                         goto found;
8269         }
8270
8271         verbose(env, "R%d type=%s expected=", regno, reg_type_str(env, reg->type));
8272         for (j = 0; j + 1 < i; j++)
8273                 verbose(env, "%s, ", reg_type_str(env, compatible->types[j]));
8274         verbose(env, "%s\n", reg_type_str(env, compatible->types[j]));
8275         return -EACCES;
8276
8277 found:
8278         if (base_type(reg->type) != PTR_TO_BTF_ID)
8279                 return 0;
8280
8281         if (compatible == &mem_types) {
8282                 if (!(arg_type & MEM_RDONLY)) {
8283                         verbose(env,
8284                                 "%s() may write into memory pointed by R%d type=%s\n",
8285                                 func_id_name(meta->func_id),
8286                                 regno, reg_type_str(env, reg->type));
8287                         return -EACCES;
8288                 }
8289                 return 0;
8290         }
8291
8292         switch ((int)reg->type) {
8293         case PTR_TO_BTF_ID:
8294         case PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED:
8295         case PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED | PTR_MAYBE_NULL:
8296         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_RCU:
8297         case PTR_TO_BTF_ID | PTR_MAYBE_NULL:
8298         case PTR_TO_BTF_ID | PTR_MAYBE_NULL | MEM_RCU:
8299         {
8300                 /* For bpf_sk_release, it needs to match against first member
8301                  * 'struct sock_common', hence make an exception for it. This
8302                  * allows bpf_sk_release to work for multiple socket types.
8303                  */
8304                 bool strict_type_match = arg_type_is_release(arg_type) &&
8305                                          meta->func_id != BPF_FUNC_sk_release;
8306
8307                 if (type_may_be_null(reg->type) &&
8308                     (!type_may_be_null(arg_type) || arg_type_is_release(arg_type))) {
8309                         verbose(env, "Possibly NULL pointer passed to helper arg%d\n", regno);
8310                         return -EACCES;
8311                 }
8312
8313                 if (!arg_btf_id) {
8314                         if (!compatible->btf_id) {
8315                                 verbose(env, "verifier internal error: missing arg compatible BTF ID\n");
8316                                 return -EFAULT;
8317                         }
8318                         arg_btf_id = compatible->btf_id;
8319                 }
8320
8321                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg) {
8322                         if (map_kptr_match_type(env, meta->kptr_field, reg, regno))
8323                                 return -EACCES;
8324                 } else {
8325                         if (arg_btf_id == BPF_PTR_POISON) {
8326                                 verbose(env, "verifier internal error:");
8327                                 verbose(env, "R%d has non-overwritten BPF_PTR_POISON type\n",
8328                                         regno);
8329                                 return -EACCES;
8330                         }
8331
8332                         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg->btf, reg->btf_id, reg->off,
8333                                                   btf_vmlinux, *arg_btf_id,
8334                                                   strict_type_match)) {
8335                                 verbose(env, "R%d is of type %s but %s is expected\n",
8336                                         regno, btf_type_name(reg->btf, reg->btf_id),
8337                                         btf_type_name(btf_vmlinux, *arg_btf_id));
8338                                 return -EACCES;
8339                         }
8340                 }
8341                 break;
8342         }
8343         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC:
8344         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU | MEM_ALLOC:
8345                 if (meta->func_id != BPF_FUNC_spin_lock && meta->func_id != BPF_FUNC_spin_unlock &&
8346                     meta->func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg) {
8347                         verbose(env, "verifier internal error: unimplemented handling of MEM_ALLOC\n");
8348                         return -EFAULT;
8349                 }
8350                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg) {
8351                         if (map_kptr_match_type(env, meta->kptr_field, reg, regno))
8352                                 return -EACCES;
8353                 }
8354                 break;
8355         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU:
8356         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU | MEM_RCU:
8357         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU | PTR_TRUSTED:
8358                 /* Handled by helper specific checks */
8359                 break;
8360         default:
8361                 verbose(env, "verifier internal error: invalid PTR_TO_BTF_ID register for type match\n");
8362                 return -EFAULT;
8363         }
8364         return 0;
8365 }
8366
8367 static struct btf_field *
8368 reg_find_field_offset(const struct bpf_reg_state *reg, s32 off, u32 fields)
8369 {
8370         struct btf_field *field;
8371         struct btf_record *rec;
8372
8373         rec = reg_btf_record(reg);
8374         if (!rec)
8375                 return NULL;
8376
8377         field = btf_record_find(rec, off, fields);
8378         if (!field)
8379                 return NULL;
8380
8381         return field;
8382 }
8383
8384 static int check_func_arg_reg_off(struct bpf_verifier_env *env,
8385                                   const struct bpf_reg_state *reg, int regno,
8386                                   enum bpf_arg_type arg_type)
8387 {
8388         u32 type = reg->type;
8389
8390         /* When referenced register is passed to release function, its fixed
8391          * offset must be 0.
8392          *
8393          * We will check arg_type_is_release reg has ref_obj_id when storing
8394          * meta->release_regno.
8395          */
8396         if (arg_type_is_release(arg_type)) {
8397                 /* ARG_PTR_TO_DYNPTR with OBJ_RELEASE is a bit special, as it
8398                  * may not directly point to the object being released, but to
8399                  * dynptr pointing to such object, which might be at some offset
8400                  * on the stack. In that case, we simply to fallback to the
8401                  * default handling.
8402                  */
8403                 if (arg_type_is_dynptr(arg_type) && type == PTR_TO_STACK)
8404                         return 0;
8405
8406                 /* Doing check_ptr_off_reg check for the offset will catch this
8407                  * because fixed_off_ok is false, but checking here allows us
8408                  * to give the user a better error message.
8409                  */
8410                 if (reg->off) {
8411                         verbose(env, "R%d must have zero offset when passed to release func or trusted arg to kfunc\n",
8412                                 regno);
8413                         return -EINVAL;
8414                 }
8415                 return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, false);
8416         }
8417
8418         switch (type) {
8419         /* Pointer types where both fixed and variable offset is explicitly allowed: */
8420         case PTR_TO_STACK:
8421         case PTR_TO_PACKET:
8422         case PTR_TO_PACKET_META:
8423         case PTR_TO_MAP_KEY:
8424         case PTR_TO_MAP_VALUE:
8425         case PTR_TO_MEM:
8426         case PTR_TO_MEM | MEM_RDONLY:
8427         case PTR_TO_MEM | MEM_RINGBUF:
8428         case PTR_TO_BUF:
8429         case PTR_TO_BUF | MEM_RDONLY:
8430         case PTR_TO_ARENA:
8431         case SCALAR_VALUE:
8432                 return 0;
8433         /* All the rest must be rejected, except PTR_TO_BTF_ID which allows
8434          * fixed offset.
8435          */
8436         case PTR_TO_BTF_ID:
8437         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC:
8438         case PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED:
8439         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_RCU:
8440         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | NON_OWN_REF:
8441         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | NON_OWN_REF | MEM_RCU:
8442                 /* When referenced PTR_TO_BTF_ID is passed to release function,
8443                  * its fixed offset must be 0. In the other cases, fixed offset
8444                  * can be non-zero. This was already checked above. So pass
8445                  * fixed_off_ok as true to allow fixed offset for all other
8446                  * cases. var_off always must be 0 for PTR_TO_BTF_ID, hence we
8447                  * still need to do checks instead of returning.
8448                  */
8449                 return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, true);
8450         default:
8451                 return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, false);
8452         }
8453 }
8454
8455 static struct bpf_reg_state *get_dynptr_arg_reg(struct bpf_verifier_env *env,
8456                                                 const struct bpf_func_proto *fn,
8457                                                 struct bpf_reg_state *regs)
8458 {
8459         struct bpf_reg_state *state = NULL;
8460         int i;
8461
8462         for (i = 0; i < MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS; i++)
8463                 if (arg_type_is_dynptr(fn->arg_type[i])) {
8464                         if (state) {
8465                                 verbose(env, "verifier internal error: multiple dynptr args\n");
8466                                 return NULL;
8467                         }
8468                         state = &regs[BPF_REG_1 + i];
8469                 }
8470
8471         if (!state)
8472                 verbose(env, "verifier internal error: no dynptr arg found\n");
8473
8474         return state;
8475 }
8476
8477 static int dynptr_id(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
8478 {
8479         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
8480         int spi;
8481
8482         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
8483                 return reg->id;
8484         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
8485         if (spi < 0)
8486                 return spi;
8487         return state->stack[spi].spilled_ptr.id;
8488 }
8489
8490 static int dynptr_ref_obj_id(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
8491 {
8492         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
8493         int spi;
8494
8495         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
8496                 return reg->ref_obj_id;
8497         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
8498         if (spi < 0)
8499                 return spi;
8500         return state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id;
8501 }
8502
8503 static enum bpf_dynptr_type dynptr_get_type(struct bpf_verifier_env *env,
8504                                             struct bpf_reg_state *reg)
8505 {
8506         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
8507         int spi;
8508
8509         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
8510                 return reg->dynptr.type;
8511
8512         spi = __get_spi(reg->off);
8513         if (spi < 0) {
8514                 verbose(env, "verifier internal error: invalid spi when querying dynptr type\n");
8515                 return BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID;
8516         }
8517
8518         return state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type;
8519 }
8520
8521 static int check_reg_const_str(struct bpf_verifier_env *env,
8522                                struct bpf_reg_state *reg, u32 regno)
8523 {
8524         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
8525         int err;
8526         int map_off;
8527         u64 map_addr;
8528         char *str_ptr;
8529
8530         if (reg->type != PTR_TO_MAP_VALUE)
8531                 return -EINVAL;
8532
8533         if (!bpf_map_is_rdonly(map)) {
8534                 verbose(env, "R%d does not point to a readonly map'\n", regno);
8535                 return -EACCES;
8536         }
8537
8538         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
8539                 verbose(env, "R%d is not a constant address'\n", regno);
8540                 return -EACCES;
8541         }
8542
8543         if (!map->ops->map_direct_value_addr) {
8544                 verbose(env, "no direct value access support for this map type\n");
8545                 return -EACCES;
8546         }
8547
8548         err = check_map_access(env, regno, reg->off,
8549                                map->value_size - reg->off, false,
8550                                ACCESS_HELPER);
8551         if (err)
8552                 return err;
8553
8554         map_off = reg->off + reg->var_off.value;
8555         err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &map_addr, map_off);
8556         if (err) {
8557                 verbose(env, "direct value access on string failed\n");
8558                 return err;
8559         }
8560
8561         str_ptr = (char *)(long)(map_addr);
8562         if (!strnchr(str_ptr + map_off, map->value_size - map_off, 0)) {
8563                 verbose(env, "string is not zero-terminated\n");
8564                 return -EINVAL;
8565         }
8566         return 0;
8567 }
8568
8569 static int check_func_arg(struct bpf_verifier_env *env, u32 arg,
8570                           struct bpf_call_arg_meta *meta,
8571                           const struct bpf_func_proto *fn,
8572                           int insn_idx)
8573 {
8574         u32 regno = BPF_REG_1 + arg;
8575         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
8576         enum bpf_arg_type arg_type = fn->arg_type[arg];
8577         enum bpf_reg_type type = reg->type;
8578         u32 *arg_btf_id = NULL;
8579         int err = 0;
8580
8581         if (arg_type == ARG_DONTCARE)
8582                 return 0;
8583
8584         err = check_reg_arg(env, regno, SRC_OP);
8585         if (err)
8586                 return err;
8587
8588         if (arg_type == ARG_ANYTHING) {
8589                 if (is_pointer_value(env, regno)) {
8590                         verbose(env, "R%d leaks addr into helper function\n",
8591                                 regno);
8592                         return -EACCES;
8593                 }
8594                 return 0;
8595         }
8596
8597         if (type_is_pkt_pointer(type) &&
8598             !may_access_direct_pkt_data(env, meta, BPF_READ)) {
8599                 verbose(env, "helper access to the packet is not allowed\n");
8600                 return -EACCES;
8601         }
8602
8603         if (base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE) {
8604                 err = resolve_map_arg_type(env, meta, &arg_type);
8605                 if (err)
8606                         return err;
8607         }
8608
8609         if (register_is_null(reg) && type_may_be_null(arg_type))
8610                 /* A NULL register has a SCALAR_VALUE type, so skip
8611                  * type checking.
8612                  */
8613                 goto skip_type_check;
8614
8615         /* arg_btf_id and arg_size are in a union. */
8616         if (base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_BTF_ID ||
8617             base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK)
8618                 arg_btf_id = fn->arg_btf_id[arg];
8619
8620         err = check_reg_type(env, regno, arg_type, arg_btf_id, meta);
8621         if (err)
8622                 return err;
8623
8624         err = check_func_arg_reg_off(env, reg, regno, arg_type);
8625         if (err)
8626                 return err;
8627
8628 skip_type_check:
8629         if (arg_type_is_release(arg_type)) {
8630                 if (arg_type_is_dynptr(arg_type)) {
8631                         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
8632                         int spi;
8633
8634                         /* Only dynptr created on stack can be released, thus
8635                          * the get_spi and stack state checks for spilled_ptr
8636                          * should only be done before process_dynptr_func for
8637                          * PTR_TO_STACK.
8638                          */
8639                         if (reg->type == PTR_TO_STACK) {
8640                                 spi = dynptr_get_spi(env, reg);
8641                                 if (spi < 0 || !state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id) {
8642                                         verbose(env, "arg %d is an unacquired reference\n", regno);
8643                                         return -EINVAL;
8644                                 }
8645                         } else {
8646                                 verbose(env, "cannot release unowned const bpf_dynptr\n");
8647                                 return -EINVAL;
8648                         }
8649                 } else if (!reg->ref_obj_id && !register_is_null(reg)) {
8650                         verbose(env, "R%d must be referenced when passed to release function\n",
8651                                 regno);
8652                         return -EINVAL;
8653                 }
8654                 if (meta->release_regno) {
8655                         verbose(env, "verifier internal error: more than one release argument\n");
8656                         return -EFAULT;
8657                 }
8658                 meta->release_regno = regno;
8659         }
8660
8661         if (reg->ref_obj_id) {
8662                 if (meta->ref_obj_id) {
8663                         verbose(env, "verifier internal error: more than one arg with ref_obj_id R%d %u %u\n",
8664                                 regno, reg->ref_obj_id,
8665                                 meta->ref_obj_id);
8666                         return -EFAULT;
8667                 }
8668                 meta->ref_obj_id = reg->ref_obj_id;
8669         }
8670
8671         switch (base_type(arg_type)) {
8672         case ARG_CONST_MAP_PTR:
8673                 /* bpf_map_xxx(map_ptr) call: remember that map_ptr */
8674                 if (meta->map_ptr) {
8675                         /* Use map_uid (which is unique id of inner map) to reject:
8676                          * inner_map1 = bpf_map_lookup_elem(outer_map, key1)
8677                          * inner_map2 = bpf_map_lookup_elem(outer_map, key2)
8678                          * if (inner_map1 && inner_map2) {
8679                          *     timer = bpf_map_lookup_elem(inner_map1);
8680                          *     if (timer)
8681                          *         // mismatch would have been allowed
8682                          *         bpf_timer_init(timer, inner_map2);
8683                          * }
8684                          *
8685                          * Comparing map_ptr is enough to distinguish normal and outer maps.
8686                          */
8687                         if (meta->map_ptr != reg->map_ptr ||
8688                             meta->map_uid != reg->map_uid) {
8689                                 verbose(env,
8690                                         "timer pointer in R1 map_uid=%d doesn't match map pointer in R2 map_uid=%d\n",
8691                                         meta->map_uid, reg->map_uid);
8692                                 return -EINVAL;
8693                         }
8694                 }
8695                 meta->map_ptr = reg->map_ptr;
8696                 meta->map_uid = reg->map_uid;
8697                 break;
8698         case ARG_PTR_TO_MAP_KEY:
8699                 /* bpf_map_xxx(..., map_ptr, ..., key) call:
8700                  * check that [key, key + map->key_size) are within
8701                  * stack limits and initialized
8702                  */
8703                 if (!meta->map_ptr) {
8704                         /* in function declaration map_ptr must come before
8705                          * map_key, so that it's verified and known before
8706                          * we have to check map_key here. Otherwise it means
8707                          * that kernel subsystem misconfigured verifier
8708                          */
8709                         verbose(env, "invalid map_ptr to access map->key\n");
8710                         return -EACCES;
8711                 }
8712                 err = check_helper_mem_access(env, regno,
8713                                               meta->map_ptr->key_size, false,
8714                                               NULL);
8715                 break;
8716         case ARG_PTR_TO_MAP_VALUE:
8717                 if (type_may_be_null(arg_type) && register_is_null(reg))
8718                         return 0;
8719
8720                 /* bpf_map_xxx(..., map_ptr, ..., value) call:
8721                  * check [value, value + map->value_size) validity
8722                  */
8723                 if (!meta->map_ptr) {
8724                         /* kernel subsystem misconfigured verifier */
8725                         verbose(env, "invalid map_ptr to access map->value\n");
8726                         return -EACCES;
8727                 }
8728                 meta->raw_mode = arg_type & MEM_UNINIT;
8729                 err = check_helper_mem_access(env, regno,
8730                                               meta->map_ptr->value_size, false,
8731                                               meta);
8732                 break;
8733         case ARG_PTR_TO_PERCPU_BTF_ID:
8734                 if (!reg->btf_id) {
8735                         verbose(env, "Helper has invalid btf_id in R%d\n", regno);
8736                         return -EACCES;
8737                 }
8738                 meta->ret_btf = reg->btf;
8739                 meta->ret_btf_id = reg->btf_id;
8740                 break;
8741         case ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK:
8742                 if (in_rbtree_lock_required_cb(env)) {
8743                         verbose(env, "can't spin_{lock,unlock} in rbtree cb\n");
8744                         return -EACCES;
8745                 }
8746                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_spin_lock) {
8747                         err = process_spin_lock(env, regno, true);
8748                         if (err)
8749                                 return err;
8750                 } else if (meta->func_id == BPF_FUNC_spin_unlock) {
8751                         err = process_spin_lock(env, regno, false);
8752                         if (err)
8753                                 return err;
8754                 } else {
8755                         verbose(env, "verifier internal error\n");
8756                         return -EFAULT;
8757                 }
8758                 break;
8759         case ARG_PTR_TO_TIMER:
8760                 err = process_timer_func(env, regno, meta);
8761                 if (err)
8762                         return err;
8763                 break;
8764         case ARG_PTR_TO_FUNC:
8765                 meta->subprogno = reg->subprogno;
8766                 break;
8767         case ARG_PTR_TO_MEM:
8768                 /* The access to this pointer is only checked when we hit the
8769                  * next is_mem_size argument below.
8770                  */
8771                 meta->raw_mode = arg_type & MEM_UNINIT;
8772                 if (arg_type & MEM_FIXED_SIZE) {
8773                         err = check_helper_mem_access(env, regno,
8774                                                       fn->arg_size[arg], false,
8775                                                       meta);
8776                 }
8777                 break;
8778         case ARG_CONST_SIZE:
8779                 err = check_mem_size_reg(env, reg, regno, false, meta);
8780                 break;
8781         case ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO:
8782                 err = check_mem_size_reg(env, reg, regno, true, meta);
8783                 break;
8784         case ARG_PTR_TO_DYNPTR:
8785                 err = process_dynptr_func(env, regno, insn_idx, arg_type, 0);
8786                 if (err)
8787                         return err;
8788                 break;
8789         case ARG_CONST_ALLOC_SIZE_OR_ZERO:
8790                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
8791                         verbose(env, "R%d is not a known constant'\n",
8792                                 regno);
8793                         return -EACCES;
8794                 }
8795                 meta->mem_size = reg->var_off.value;
8796                 err = mark_chain_precision(env, regno);
8797                 if (err)
8798                         return err;
8799                 break;
8800         case ARG_PTR_TO_INT:
8801         case ARG_PTR_TO_LONG:
8802         {
8803                 int size = int_ptr_type_to_size(arg_type);
8804
8805                 err = check_helper_mem_access(env, regno, size, false, meta);
8806                 if (err)
8807                         return err;
8808                 err = check_ptr_alignment(env, reg, 0, size, true);
8809                 break;
8810         }
8811         case ARG_PTR_TO_CONST_STR:
8812         {
8813                 err = check_reg_const_str(env, reg, regno);
8814                 if (err)
8815                         return err;
8816                 break;
8817         }
8818         case ARG_PTR_TO_KPTR:
8819                 err = process_kptr_func(env, regno, meta);
8820                 if (err)
8821                         return err;
8822                 break;
8823         }
8824
8825         return err;
8826 }
8827
8828 static bool may_update_sockmap(struct bpf_verifier_env *env, int func_id)
8829 {
8830         enum bpf_attach_type eatype = env->prog->expected_attach_type;
8831         enum bpf_prog_type type = resolve_prog_type(env->prog);
8832
8833         if (func_id != BPF_FUNC_map_update_elem)
8834                 return false;
8835
8836         /* It's not possible to get access to a locked struct sock in these
8837          * contexts, so updating is safe.
8838          */
8839         switch (type) {
8840         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
8841                 if (eatype == BPF_TRACE_ITER)
8842                         return true;
8843                 break;
8844         case BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER:
8845         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
8846         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
8847         case BPF_PROG_TYPE_XDP:
8848         case BPF_PROG_TYPE_SK_REUSEPORT:
8849         case BPF_PROG_TYPE_FLOW_DISSECTOR:
8850         case BPF_PROG_TYPE_SK_LOOKUP:
8851                 return true;
8852         default:
8853                 break;
8854         }
8855
8856         verbose(env, "cannot update sockmap in this context\n");
8857         return false;
8858 }
8859
8860 static bool allow_tail_call_in_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
8861 {
8862         return env->prog->jit_requested &&
8863                bpf_jit_supports_subprog_tailcalls();
8864 }
8865
8866 static int check_map_func_compatibility(struct bpf_verifier_env *env,
8867                                         struct bpf_map *map, int func_id)
8868 {
8869         if (!map)
8870                 return 0;
8871
8872         /* We need a two way check, first is from map perspective ... */
8873         switch (map->map_type) {
8874         case BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY:
8875                 if (func_id != BPF_FUNC_tail_call)
8876                         goto error;
8877                 break;
8878         case BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY:
8879                 if (func_id != BPF_FUNC_perf_event_read &&
8880                     func_id != BPF_FUNC_perf_event_output &&
8881                     func_id != BPF_FUNC_skb_output &&
8882                     func_id != BPF_FUNC_perf_event_read_value &&
8883                     func_id != BPF_FUNC_xdp_output)
8884                         goto error;
8885                 break;
8886         case BPF_MAP_TYPE_RINGBUF:
8887                 if (func_id != BPF_FUNC_ringbuf_output &&
8888                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_reserve &&
8889                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_query &&
8890                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_reserve_dynptr &&
8891                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_submit_dynptr &&
8892                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_discard_dynptr)
8893                         goto error;
8894                 break;
8895         case BPF_MAP_TYPE_USER_RINGBUF:
8896                 if (func_id != BPF_FUNC_user_ringbuf_drain)
8897                         goto error;
8898                 break;
8899         case BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE:
8900                 if (func_id != BPF_FUNC_get_stackid)
8901                         goto error;
8902                 break;
8903         case BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY:
8904                 if (func_id != BPF_FUNC_skb_under_cgroup &&
8905                     func_id != BPF_FUNC_current_task_under_cgroup)
8906                         goto error;
8907                 break;
8908         case BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE:
8909         case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE:
8910                 if (func_id != BPF_FUNC_get_local_storage)
8911                         goto error;
8912                 break;
8913         case BPF_MAP_TYPE_DEVMAP:
8914         case BPF_MAP_TYPE_DEVMAP_HASH:
8915                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
8916                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
8917                         goto error;
8918                 break;
8919         /* Restrict bpf side of cpumap and xskmap, open when use-cases
8920          * appear.
8921          */
8922         case BPF_MAP_TYPE_CPUMAP:
8923                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map)
8924                         goto error;
8925                 break;
8926         case BPF_MAP_TYPE_XSKMAP:
8927                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
8928                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
8929                         goto error;
8930                 break;
8931         case BPF_MAP_TYPE_ARRAY_OF_MAPS:
8932         case BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS:
8933                 if (func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
8934                         goto error;
8935                 break;
8936         case BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP:
8937                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_redirect_map &&
8938                     func_id != BPF_FUNC_sock_map_update &&
8939                     func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
8940                     func_id != BPF_FUNC_msg_redirect_map &&
8941                     func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport &&
8942                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
8943                     !may_update_sockmap(env, func_id))
8944                         goto error;
8945                 break;
8946         case BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH:
8947                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_redirect_hash &&
8948                     func_id != BPF_FUNC_sock_hash_update &&
8949                     func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
8950                     func_id != BPF_FUNC_msg_redirect_hash &&
8951                     func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport &&
8952                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
8953                     !may_update_sockmap(env, func_id))
8954                         goto error;
8955                 break;
8956         case BPF_MAP_TYPE_REUSEPORT_SOCKARRAY:
8957                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport)
8958                         goto error;
8959                 break;
8960         case BPF_MAP_TYPE_QUEUE:
8961         case BPF_MAP_TYPE_STACK:
8962                 if (func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
8963                     func_id != BPF_FUNC_map_pop_elem &&
8964                     func_id != BPF_FUNC_map_push_elem)
8965                         goto error;
8966                 break;
8967         case BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE:
8968                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_storage_get &&
8969                     func_id != BPF_FUNC_sk_storage_delete &&
8970                     func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg)
8971                         goto error;
8972                 break;
8973         case BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE:
8974                 if (func_id != BPF_FUNC_inode_storage_get &&
8975                     func_id != BPF_FUNC_inode_storage_delete &&
8976                     func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg)
8977                         goto error;
8978                 break;
8979         case BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE:
8980                 if (func_id != BPF_FUNC_task_storage_get &&
8981                     func_id != BPF_FUNC_task_storage_delete &&
8982                     func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg)
8983                         goto error;
8984                 break;
8985         case BPF_MAP_TYPE_CGRP_STORAGE:
8986                 if (func_id != BPF_FUNC_cgrp_storage_get &&
8987                     func_id != BPF_FUNC_cgrp_storage_delete &&
8988                     func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg)
8989                         goto error;
8990                 break;
8991         case BPF_MAP_TYPE_BLOOM_FILTER:
8992                 if (func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
8993                     func_id != BPF_FUNC_map_push_elem)
8994                         goto error;
8995                 break;
8996         default:
8997                 break;
8998         }
8999
9000         /* ... and second from the function itself. */
9001         switch (func_id) {
9002         case BPF_FUNC_tail_call:
9003                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY)
9004                         goto error;
9005                 if (env->subprog_cnt > 1 && !allow_tail_call_in_subprogs(env)) {
9006                         verbose(env, "tail_calls are not allowed in non-JITed programs with bpf-to-bpf calls\n");
9007                         return -EINVAL;
9008                 }
9009                 break;
9010         case BPF_FUNC_perf_event_read:
9011         case BPF_FUNC_perf_event_output:
9012         case BPF_FUNC_perf_event_read_value:
9013         case BPF_FUNC_skb_output:
9014         case BPF_FUNC_xdp_output:
9015                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY)
9016                         goto error;
9017                 break;
9018         case BPF_FUNC_ringbuf_output:
9019         case BPF_FUNC_ringbuf_reserve:
9020         case BPF_FUNC_ringbuf_query:
9021         case BPF_FUNC_ringbuf_reserve_dynptr:
9022         case BPF_FUNC_ringbuf_submit_dynptr:
9023         case BPF_FUNC_ringbuf_discard_dynptr:
9024                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_RINGBUF)
9025                         goto error;
9026                 break;
9027         case BPF_FUNC_user_ringbuf_drain:
9028                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_USER_RINGBUF)
9029                         goto error;
9030                 break;
9031         case BPF_FUNC_get_stackid:
9032                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE)
9033                         goto error;
9034                 break;
9035         case BPF_FUNC_current_task_under_cgroup:
9036         case BPF_FUNC_skb_under_cgroup:
9037                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY)
9038                         goto error;
9039                 break;
9040         case BPF_FUNC_redirect_map:
9041                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_DEVMAP &&
9042                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_DEVMAP_HASH &&
9043                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CPUMAP &&
9044                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_XSKMAP)
9045                         goto error;
9046                 break;
9047         case BPF_FUNC_sk_redirect_map:
9048         case BPF_FUNC_msg_redirect_map:
9049         case BPF_FUNC_sock_map_update:
9050                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP)
9051                         goto error;
9052                 break;
9053         case BPF_FUNC_sk_redirect_hash:
9054         case BPF_FUNC_msg_redirect_hash:
9055         case BPF_FUNC_sock_hash_update:
9056                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH)
9057                         goto error;
9058                 break;
9059         case BPF_FUNC_get_local_storage:
9060                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE &&
9061                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE)
9062                         goto error;
9063                 break;
9064         case BPF_FUNC_sk_select_reuseport:
9065                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_REUSEPORT_SOCKARRAY &&
9066                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP &&
9067                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH)
9068                         goto error;
9069                 break;
9070         case BPF_FUNC_map_pop_elem:
9071                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_QUEUE &&
9072                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK)
9073                         goto error;
9074                 break;
9075         case BPF_FUNC_map_peek_elem:
9076         case BPF_FUNC_map_push_elem:
9077                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_QUEUE &&
9078                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK &&
9079                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_BLOOM_FILTER)
9080                         goto error;
9081                 break;
9082         case BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem:
9083                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_ARRAY &&
9084                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH &&
9085                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_LRU_PERCPU_HASH)
9086                         goto error;
9087                 break;
9088         case BPF_FUNC_sk_storage_get:
9089         case BPF_FUNC_sk_storage_delete:
9090                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE)
9091                         goto error;
9092                 break;
9093         case BPF_FUNC_inode_storage_get:
9094         case BPF_FUNC_inode_storage_delete:
9095                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE)
9096                         goto error;
9097                 break;
9098         case BPF_FUNC_task_storage_get:
9099         case BPF_FUNC_task_storage_delete:
9100                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE)
9101                         goto error;
9102                 break;
9103         case BPF_FUNC_cgrp_storage_get:
9104         case BPF_FUNC_cgrp_storage_delete:
9105                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGRP_STORAGE)
9106                         goto error;
9107                 break;
9108         default:
9109                 break;
9110         }
9111
9112         return 0;
9113 error:
9114         verbose(env, "cannot pass map_type %d into func %s#%d\n",
9115                 map->map_type, func_id_name(func_id), func_id);
9116         return -EINVAL;
9117 }
9118
9119 static bool check_raw_mode_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
9120 {
9121         int count = 0;
9122
9123         if (fn->arg1_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
9124                 count++;
9125         if (fn->arg2_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
9126                 count++;
9127         if (fn->arg3_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
9128                 count++;
9129         if (fn->arg4_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
9130                 count++;
9131         if (fn->arg5_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
9132                 count++;
9133
9134         /* We only support one arg being in raw mode at the moment,
9135          * which is sufficient for the helper functions we have
9136          * right now.
9137          */
9138         return count <= 1;
9139 }
9140
9141 static bool check_args_pair_invalid(const struct bpf_func_proto *fn, int arg)
9142 {
9143         bool is_fixed = fn->arg_type[arg] & MEM_FIXED_SIZE;
9144         bool has_size = fn->arg_size[arg] != 0;
9145         bool is_next_size = false;
9146
9147         if (arg + 1 < ARRAY_SIZE(fn->arg_type))
9148                 is_next_size = arg_type_is_mem_size(fn->arg_type[arg + 1]);
9149
9150         if (base_type(fn->arg_type[arg]) != ARG_PTR_TO_MEM)
9151                 return is_next_size;
9152
9153         return has_size == is_next_size || is_next_size == is_fixed;
9154 }
9155
9156 static bool check_arg_pair_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
9157 {
9158         /* bpf_xxx(..., buf, len) call will access 'len'
9159          * bytes from memory 'buf'. Both arg types need
9160          * to be paired, so make sure there's no buggy
9161          * helper function specification.
9162          */
9163         if (arg_type_is_mem_size(fn->arg1_type) ||
9164             check_args_pair_invalid(fn, 0) ||
9165             check_args_pair_invalid(fn, 1) ||
9166             check_args_pair_invalid(fn, 2) ||
9167             check_args_pair_invalid(fn, 3) ||
9168             check_args_pair_invalid(fn, 4))
9169                 return false;
9170
9171         return true;
9172 }
9173
9174 static bool check_btf_id_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
9175 {
9176         int i;
9177
9178         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(fn->arg_type); i++) {
9179                 if (base_type(fn->arg_type[i]) == ARG_PTR_TO_BTF_ID)
9180                         return !!fn->arg_btf_id[i];
9181                 if (base_type(fn->arg_type[i]) == ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK)
9182                         return fn->arg_btf_id[i] == BPF_PTR_POISON;
9183                 if (base_type(fn->arg_type[i]) != ARG_PTR_TO_BTF_ID && fn->arg_btf_id[i] &&
9184                     /* arg_btf_id and arg_size are in a union. */
9185                     (base_type(fn->arg_type[i]) != ARG_PTR_TO_MEM ||
9186                      !(fn->arg_type[i] & MEM_FIXED_SIZE)))
9187                         return false;
9188         }
9189
9190         return true;
9191 }
9192
9193 static int check_func_proto(const struct bpf_func_proto *fn, int func_id)
9194 {
9195         return check_raw_mode_ok(fn) &&
9196                check_arg_pair_ok(fn) &&
9197                check_btf_id_ok(fn) ? 0 : -EINVAL;
9198 }
9199
9200 /* Packet data might have moved, any old PTR_TO_PACKET[_META,_END]
9201  * are now invalid, so turn them into unknown SCALAR_VALUE.
9202  *
9203  * This also applies to dynptr slices belonging to skb and xdp dynptrs,
9204  * since these slices point to packet data.
9205  */
9206 static void clear_all_pkt_pointers(struct bpf_verifier_env *env)
9207 {
9208         struct bpf_func_state *state;
9209         struct bpf_reg_state *reg;
9210
9211         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, state, reg, ({
9212                 if (reg_is_pkt_pointer_any(reg) || reg_is_dynptr_slice_pkt(reg))
9213                         mark_reg_invalid(env, reg);
9214         }));
9215 }
9216
9217 enum {
9218         AT_PKT_END = -1,
9219         BEYOND_PKT_END = -2,
9220 };
9221
9222 static void mark_pkt_end(struct bpf_verifier_state *vstate, int regn, bool range_open)
9223 {
9224         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
9225         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regn];
9226
9227         if (reg->type != PTR_TO_PACKET)
9228                 /* PTR_TO_PACKET_META is not supported yet */
9229                 return;
9230
9231         /* The 'reg' is pkt > pkt_end or pkt >= pkt_end.
9232          * How far beyond pkt_end it goes is unknown.
9233          * if (!range_open) it's the case of pkt >= pkt_end
9234          * if (range_open) it's the case of pkt > pkt_end
9235          * hence this pointer is at least 1 byte bigger than pkt_end
9236          */
9237         if (range_open)
9238                 reg->range = BEYOND_PKT_END;
9239         else
9240                 reg->range = AT_PKT_END;
9241 }
9242
9243 /* The pointer with the specified id has released its reference to kernel
9244  * resources. Identify all copies of the same pointer and clear the reference.
9245  */
9246 static int release_reference(struct bpf_verifier_env *env,
9247                              int ref_obj_id)
9248 {
9249         struct bpf_func_state *state;
9250         struct bpf_reg_state *reg;
9251         int err;
9252
9253         err = release_reference_state(cur_func(env), ref_obj_id);
9254         if (err)
9255                 return err;
9256
9257         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, state, reg, ({
9258                 if (reg->ref_obj_id == ref_obj_id)
9259                         mark_reg_invalid(env, reg);
9260         }));
9261
9262         return 0;
9263 }
9264
9265 static void invalidate_non_owning_refs(struct bpf_verifier_env *env)
9266 {
9267         struct bpf_func_state *unused;
9268         struct bpf_reg_state *reg;
9269
9270         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, unused, reg, ({
9271                 if (type_is_non_owning_ref(reg->type))
9272                         mark_reg_invalid(env, reg);
9273         }));
9274 }
9275
9276 static void clear_caller_saved_regs(struct bpf_verifier_env *env,
9277                                     struct bpf_reg_state *regs)
9278 {
9279         int i;
9280
9281         /* after the call registers r0 - r5 were scratched */
9282         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
9283                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
9284                 __check_reg_arg(env, regs, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
9285         }
9286 }
9287
9288 typedef int (*set_callee_state_fn)(struct bpf_verifier_env *env,
9289                                    struct bpf_func_state *caller,
9290                                    struct bpf_func_state *callee,
9291                                    int insn_idx);
9292
9293 static int set_callee_state(struct bpf_verifier_env *env,
9294                             struct bpf_func_state *caller,
9295                             struct bpf_func_state *callee, int insn_idx);
9296
9297 static int setup_func_entry(struct bpf_verifier_env *env, int subprog, int callsite,
9298                             set_callee_state_fn set_callee_state_cb,
9299                             struct bpf_verifier_state *state)
9300 {
9301         struct bpf_func_state *caller, *callee;
9302         int err;
9303
9304         if (state->curframe + 1 >= MAX_CALL_FRAMES) {
9305                 verbose(env, "the call stack of %d frames is too deep\n",
9306                         state->curframe + 2);
9307                 return -E2BIG;
9308         }
9309
9310         if (state->frame[state->curframe + 1]) {
9311                 verbose(env, "verifier bug. Frame %d already allocated\n",
9312                         state->curframe + 1);
9313                 return -EFAULT;
9314         }
9315
9316         caller = state->frame[state->curframe];
9317         callee = kzalloc(sizeof(*callee), GFP_KERNEL);
9318         if (!callee)
9319                 return -ENOMEM;
9320         state->frame[state->curframe + 1] = callee;
9321
9322         /* callee cannot access r0, r6 - r9 for reading and has to write
9323          * into its own stack before reading from it.
9324          * callee can read/write into caller's stack
9325          */
9326         init_func_state(env, callee,
9327                         /* remember the callsite, it will be used by bpf_exit */
9328                         callsite,
9329                         state->curframe + 1 /* frameno within this callchain */,
9330                         subprog /* subprog number within this prog */);
9331         /* Transfer references to the callee */
9332         err = copy_reference_state(callee, caller);
9333         err = err ?: set_callee_state_cb(env, caller, callee, callsite);
9334         if (err)
9335                 goto err_out;
9336
9337         /* only increment it after check_reg_arg() finished */
9338         state->curframe++;
9339
9340         return 0;
9341
9342 err_out:
9343         free_func_state(callee);
9344         state->frame[state->curframe + 1] = NULL;
9345         return err;
9346 }
9347
9348 static int btf_check_func_arg_match(struct bpf_verifier_env *env, int subprog,
9349                                     const struct btf *btf,
9350                                     struct bpf_reg_state *regs)
9351 {
9352         struct bpf_subprog_info *sub = subprog_info(env, subprog);
9353         struct bpf_verifier_log *log = &env->log;
9354         u32 i;
9355         int ret;
9356
9357         ret = btf_prepare_func_args(env, subprog);
9358         if (ret)
9359                 return ret;
9360
9361         /* check that BTF function arguments match actual types that the
9362          * verifier sees.
9363          */
9364         for (i = 0; i < sub->arg_cnt; i++) {
9365                 u32 regno = i + 1;
9366                 struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
9367                 struct bpf_subprog_arg_info *arg = &sub->args[i];
9368
9369                 if (arg->arg_type == ARG_ANYTHING) {
9370                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
9371                                 bpf_log(log, "R%d is not a scalar\n", regno);
9372                                 return -EINVAL;
9373                         }
9374                 } else if (arg->arg_type == ARG_PTR_TO_CTX) {
9375                         ret = check_func_arg_reg_off(env, reg, regno, ARG_DONTCARE);
9376                         if (ret < 0)
9377                                 return ret;
9378                         /* If function expects ctx type in BTF check that caller
9379                          * is passing PTR_TO_CTX.
9380                          */
9381                         if (reg->type != PTR_TO_CTX) {
9382                                 bpf_log(log, "arg#%d expects pointer to ctx\n", i);
9383                                 return -EINVAL;
9384                         }
9385                 } else if (base_type(arg->arg_type) == ARG_PTR_TO_MEM) {
9386                         ret = check_func_arg_reg_off(env, reg, regno, ARG_DONTCARE);
9387                         if (ret < 0)
9388                                 return ret;
9389                         if (check_mem_reg(env, reg, regno, arg->mem_size))
9390                                 return -EINVAL;
9391                         if (!(arg->arg_type & PTR_MAYBE_NULL) && (reg->type & PTR_MAYBE_NULL)) {
9392                                 bpf_log(log, "arg#%d is expected to be non-NULL\n", i);
9393                                 return -EINVAL;
9394                         }
9395                 } else if (base_type(arg->arg_type) == ARG_PTR_TO_ARENA) {
9396                         /*
9397                          * Can pass any value and the kernel won't crash, but
9398                          * only PTR_TO_ARENA or SCALAR make sense. Everything
9399                          * else is a bug in the bpf program. Point it out to
9400                          * the user at the verification time instead of
9401                          * run-time debug nightmare.
9402                          */
9403                         if (reg->type != PTR_TO_ARENA && reg->type != SCALAR_VALUE) {
9404                                 bpf_log(log, "R%d is not a pointer to arena or scalar.\n", regno);
9405                                 return -EINVAL;
9406                         }
9407                 } else if (arg->arg_type == (ARG_PTR_TO_DYNPTR | MEM_RDONLY)) {
9408                         ret = process_dynptr_func(env, regno, -1, arg->arg_type, 0);
9409                         if (ret)
9410                                 return ret;
9411                 } else if (base_type(arg->arg_type) == ARG_PTR_TO_BTF_ID) {
9412                         struct bpf_call_arg_meta meta;
9413                         int err;
9414
9415                         if (register_is_null(reg) && type_may_be_null(arg->arg_type))
9416                                 continue;
9417
9418                         memset(&meta, 0, sizeof(meta)); /* leave func_id as zero */
9419                         err = check_reg_type(env, regno, arg->arg_type, &arg->btf_id, &meta);
9420                         err = err ?: check_func_arg_reg_off(env, reg, regno, arg->arg_type);
9421                         if (err)
9422                                 return err;
9423                 } else {
9424                         bpf_log(log, "verifier bug: unrecognized arg#%d type %d\n",
9425                                 i, arg->arg_type);
9426                         return -EFAULT;
9427                 }
9428         }
9429
9430         return 0;
9431 }
9432
9433 /* Compare BTF of a function call with given bpf_reg_state.
9434  * Returns:
9435  * EFAULT - there is a verifier bug. Abort verification.
9436  * EINVAL - there is a type mismatch or BTF is not available.
9437  * 0 - BTF matches with what bpf_reg_state expects.
9438  * Only PTR_TO_CTX and SCALAR_VALUE states are recognized.
9439  */
9440 static int btf_check_subprog_call(struct bpf_verifier_env *env, int subprog,
9441                                   struct bpf_reg_state *regs)
9442 {
9443         struct bpf_prog *prog = env->prog;
9444         struct btf *btf = prog->aux->btf;
9445         u32 btf_id;
9446         int err;
9447
9448         if (!prog->aux->func_info)
9449                 return -EINVAL;
9450
9451         btf_id = prog->aux->func_info[subprog].type_id;
9452         if (!btf_id)
9453                 return -EFAULT;
9454
9455         if (prog->aux->func_info_aux[subprog].unreliable)
9456                 return -EINVAL;
9457
9458         err = btf_check_func_arg_match(env, subprog, btf, regs);
9459         /* Compiler optimizations can remove arguments from static functions
9460          * or mismatched type can be passed into a global function.
9461          * In such cases mark the function as unreliable from BTF point of view.
9462          */
9463         if (err)
9464                 prog->aux->func_info_aux[subprog].unreliable = true;
9465         return err;
9466 }
9467
9468 static int push_callback_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
9469                               int insn_idx, int subprog,
9470                               set_callee_state_fn set_callee_state_cb)
9471 {
9472         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state, *callback_state;
9473         struct bpf_func_state *caller, *callee;
9474         int err;
9475
9476         caller = state->frame[state->curframe];
9477         err = btf_check_subprog_call(env, subprog, caller->regs);
9478         if (err == -EFAULT)
9479                 return err;
9480
9481         /* set_callee_state is used for direct subprog calls, but we are
9482          * interested in validating only BPF helpers that can call subprogs as
9483          * callbacks
9484          */
9485         env->subprog_info[subprog].is_cb = true;
9486         if (bpf_pseudo_kfunc_call(insn) &&
9487             !is_sync_callback_calling_kfunc(insn->imm)) {
9488                 verbose(env, "verifier bug: kfunc %s#%d not marked as callback-calling\n",
9489                         func_id_name(insn->imm), insn->imm);
9490                 return -EFAULT;
9491         } else if (!bpf_pseudo_kfunc_call(insn) &&
9492                    !is_callback_calling_function(insn->imm)) { /* helper */
9493                 verbose(env, "verifier bug: helper %s#%d not marked as callback-calling\n",
9494                         func_id_name(insn->imm), insn->imm);
9495                 return -EFAULT;
9496         }
9497
9498         if (is_async_callback_calling_insn(insn)) {
9499                 struct bpf_verifier_state *async_cb;
9500
9501                 /* there is no real recursion here. timer callbacks are async */
9502                 env->subprog_info[subprog].is_async_cb = true;
9503                 async_cb = push_async_cb(env, env->subprog_info[subprog].start,
9504                                          insn_idx, subprog);
9505                 if (!async_cb)
9506                         return -EFAULT;
9507                 callee = async_cb->frame[0];
9508                 callee->async_entry_cnt = caller->async_entry_cnt + 1;
9509
9510                 /* Convert bpf_timer_set_callback() args into timer callback args */
9511                 err = set_callee_state_cb(env, caller, callee, insn_idx);
9512                 if (err)
9513                         return err;
9514
9515                 return 0;
9516         }
9517
9518         /* for callback functions enqueue entry to callback and
9519          * proceed with next instruction within current frame.
9520          */
9521         callback_state = push_stack(env, env->subprog_info[subprog].start, insn_idx, false);
9522         if (!callback_state)
9523                 return -ENOMEM;
9524
9525         err = setup_func_entry(env, subprog, insn_idx, set_callee_state_cb,
9526                                callback_state);
9527         if (err)
9528                 return err;
9529
9530         callback_state->callback_unroll_depth++;
9531         callback_state->frame[callback_state->curframe - 1]->callback_depth++;
9532         caller->callback_depth = 0;
9533         return 0;
9534 }
9535
9536 static int check_func_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
9537                            int *insn_idx)
9538 {
9539         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
9540         struct bpf_func_state *caller;
9541         int err, subprog, target_insn;
9542
9543         target_insn = *insn_idx + insn->imm + 1;
9544         subprog = find_subprog(env, target_insn);
9545         if (subprog < 0) {
9546                 verbose(env, "verifier bug. No program starts at insn %d\n", target_insn);
9547                 return -EFAULT;
9548         }
9549
9550         caller = state->frame[state->curframe];
9551         err = btf_check_subprog_call(env, subprog, caller->regs);
9552         if (err == -EFAULT)
9553                 return err;
9554         if (subprog_is_global(env, subprog)) {
9555                 const char *sub_name = subprog_name(env, subprog);
9556
9557                 /* Only global subprogs cannot be called with a lock held. */
9558                 if (env->cur_state->active_lock.ptr) {
9559                         verbose(env, "global function calls are not allowed while holding a lock,\n"
9560                                      "use static function instead\n");
9561                         return -EINVAL;
9562                 }
9563
9564                 if (err) {
9565                         verbose(env, "Caller passes invalid args into func#%d ('%s')\n",
9566                                 subprog, sub_name);
9567                         return err;
9568                 }
9569
9570                 verbose(env, "Func#%d ('%s') is global and assumed valid.\n",
9571                         subprog, sub_name);
9572                 /* mark global subprog for verifying after main prog */
9573                 subprog_aux(env, subprog)->called = true;
9574                 clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
9575
9576                 /* All global functions return a 64-bit SCALAR_VALUE */
9577                 mark_reg_unknown(env, caller->regs, BPF_REG_0);
9578                 caller->regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
9579
9580                 /* continue with next insn after call */
9581                 return 0;
9582         }
9583
9584         /* for regular function entry setup new frame and continue
9585          * from that frame.
9586          */
9587         err = setup_func_entry(env, subprog, *insn_idx, set_callee_state, state);
9588         if (err)
9589                 return err;
9590
9591         clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
9592
9593         /* and go analyze first insn of the callee */
9594         *insn_idx = env->subprog_info[subprog].start - 1;
9595
9596         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
9597                 verbose(env, "caller:\n");
9598                 print_verifier_state(env, caller, true);
9599                 verbose(env, "callee:\n");
9600                 print_verifier_state(env, state->frame[state->curframe], true);
9601         }
9602
9603         return 0;
9604 }
9605
9606 int map_set_for_each_callback_args(struct bpf_verifier_env *env,
9607                                    struct bpf_func_state *caller,
9608                                    struct bpf_func_state *callee)
9609 {
9610         /* bpf_for_each_map_elem(struct bpf_map *map, void *callback_fn,
9611          *      void *callback_ctx, u64 flags);
9612          * callback_fn(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
9613          *      void *callback_ctx);
9614          */
9615         callee->regs[BPF_REG_1] = caller->regs[BPF_REG_1];
9616
9617         callee->regs[BPF_REG_2].type = PTR_TO_MAP_KEY;
9618         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_2]);
9619         callee->regs[BPF_REG_2].map_ptr = caller->regs[BPF_REG_1].map_ptr;
9620
9621         callee->regs[BPF_REG_3].type = PTR_TO_MAP_VALUE;
9622         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_3]);
9623         callee->regs[BPF_REG_3].map_ptr = caller->regs[BPF_REG_1].map_ptr;
9624
9625         /* pointer to stack or null */
9626         callee->regs[BPF_REG_4] = caller->regs[BPF_REG_3];
9627
9628         /* unused */
9629         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
9630         return 0;
9631 }
9632
9633 static int set_callee_state(struct bpf_verifier_env *env,
9634                             struct bpf_func_state *caller,
9635                             struct bpf_func_state *callee, int insn_idx)
9636 {
9637         int i;
9638
9639         /* copy r1 - r5 args that callee can access.  The copy includes parent
9640          * pointers, which connects us up to the liveness chain
9641          */
9642         for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++)
9643                 callee->regs[i] = caller->regs[i];
9644         return 0;
9645 }
9646
9647 static int set_map_elem_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
9648                                        struct bpf_func_state *caller,
9649                                        struct bpf_func_state *callee,
9650                                        int insn_idx)
9651 {
9652         struct bpf_insn_aux_data *insn_aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
9653         struct bpf_map *map;
9654         int err;
9655
9656         if (bpf_map_ptr_poisoned(insn_aux)) {
9657                 verbose(env, "tail_call abusing map_ptr\n");
9658                 return -EINVAL;
9659         }
9660
9661         map = BPF_MAP_PTR(insn_aux->map_ptr_state);
9662         if (!map->ops->map_set_for_each_callback_args ||
9663             !map->ops->map_for_each_callback) {
9664                 verbose(env, "callback function not allowed for map\n");
9665                 return -ENOTSUPP;
9666         }
9667
9668         err = map->ops->map_set_for_each_callback_args(env, caller, callee);
9669         if (err)
9670                 return err;
9671
9672         callee->in_callback_fn = true;
9673         callee->callback_ret_range = retval_range(0, 1);
9674         return 0;
9675 }
9676
9677 static int set_loop_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
9678                                    struct bpf_func_state *caller,
9679                                    struct bpf_func_state *callee,
9680                                    int insn_idx)
9681 {
9682         /* bpf_loop(u32 nr_loops, void *callback_fn, void *callback_ctx,
9683          *          u64 flags);
9684          * callback_fn(u32 index, void *callback_ctx);
9685          */
9686         callee->regs[BPF_REG_1].type = SCALAR_VALUE;
9687         callee->regs[BPF_REG_2] = caller->regs[BPF_REG_3];
9688
9689         /* unused */
9690         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_3]);
9691         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
9692         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
9693
9694         callee->in_callback_fn = true;
9695         callee->callback_ret_range = retval_range(0, 1);
9696         return 0;
9697 }
9698
9699 static int set_timer_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
9700                                     struct bpf_func_state *caller,
9701                                     struct bpf_func_state *callee,
9702                                     int insn_idx)
9703 {
9704         struct bpf_map *map_ptr = caller->regs[BPF_REG_1].map_ptr;
9705
9706         /* bpf_timer_set_callback(struct bpf_timer *timer, void *callback_fn);
9707          * callback_fn(struct bpf_map *map, void *key, void *value);
9708          */
9709         callee->regs[BPF_REG_1].type = CONST_PTR_TO_MAP;
9710         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_1]);
9711         callee->regs[BPF_REG_1].map_ptr = map_ptr;
9712
9713         callee->regs[BPF_REG_2].type = PTR_TO_MAP_KEY;
9714         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_2]);
9715         callee->regs[BPF_REG_2].map_ptr = map_ptr;
9716
9717         callee->regs[BPF_REG_3].type = PTR_TO_MAP_VALUE;
9718         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_3]);
9719         callee->regs[BPF_REG_3].map_ptr = map_ptr;
9720
9721         /* unused */
9722         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
9723         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
9724         callee->in_async_callback_fn = true;
9725         callee->callback_ret_range = retval_range(0, 1);
9726         return 0;
9727 }
9728
9729 static int set_find_vma_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
9730                                        struct bpf_func_state *caller,
9731                                        struct bpf_func_state *callee,
9732                                        int insn_idx)
9733 {
9734         /* bpf_find_vma(struct task_struct *task, u64 addr,
9735          *               void *callback_fn, void *callback_ctx, u64 flags)
9736          * (callback_fn)(struct task_struct *task,
9737          *               struct vm_area_struct *vma, void *callback_ctx);
9738          */
9739         callee->regs[BPF_REG_1] = caller->regs[BPF_REG_1];
9740
9741         callee->regs[BPF_REG_2].type = PTR_TO_BTF_ID;
9742         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_2]);
9743         callee->regs[BPF_REG_2].btf =  btf_vmlinux;
9744         callee->regs[BPF_REG_2].btf_id = btf_tracing_ids[BTF_TRACING_TYPE_VMA];
9745
9746         /* pointer to stack or null */
9747         callee->regs[BPF_REG_3] = caller->regs[BPF_REG_4];
9748
9749         /* unused */
9750         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
9751         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
9752         callee->in_callback_fn = true;
9753         callee->callback_ret_range = retval_range(0, 1);
9754         return 0;
9755 }
9756
9757 static int set_user_ringbuf_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
9758                                            struct bpf_func_state *caller,
9759                                            struct bpf_func_state *callee,
9760                                            int insn_idx)
9761 {
9762         /* bpf_user_ringbuf_drain(struct bpf_map *map, void *callback_fn, void
9763          *                        callback_ctx, u64 flags);
9764          * callback_fn(const struct bpf_dynptr_t* dynptr, void *callback_ctx);
9765          */
9766         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_0]);
9767         mark_dynptr_cb_reg(env, &callee->regs[BPF_REG_1], BPF_DYNPTR_TYPE_LOCAL);
9768         callee->regs[BPF_REG_2] = caller->regs[BPF_REG_3];
9769
9770         /* unused */
9771         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_3]);
9772         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
9773         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
9774
9775         callee->in_callback_fn = true;
9776         callee->callback_ret_range = retval_range(0, 1);
9777         return 0;
9778 }
9779
9780 static int set_rbtree_add_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
9781                                          struct bpf_func_state *caller,
9782                                          struct bpf_func_state *callee,
9783                                          int insn_idx)
9784 {
9785         /* void bpf_rbtree_add_impl(struct bpf_rb_root *root, struct bpf_rb_node *node,
9786          *                     bool (less)(struct bpf_rb_node *a, const struct bpf_rb_node *b));
9787          *
9788          * 'struct bpf_rb_node *node' arg to bpf_rbtree_add_impl is the same PTR_TO_BTF_ID w/ offset
9789          * that 'less' callback args will be receiving. However, 'node' arg was release_reference'd
9790          * by this point, so look at 'root'
9791          */
9792         struct btf_field *field;
9793
9794         field = reg_find_field_offset(&caller->regs[BPF_REG_1], caller->regs[BPF_REG_1].off,
9795                                       BPF_RB_ROOT);
9796         if (!field || !field->graph_root.value_btf_id)
9797                 return -EFAULT;
9798
9799         mark_reg_graph_node(callee->regs, BPF_REG_1, &field->graph_root);
9800         ref_set_non_owning(env, &callee->regs[BPF_REG_1]);
9801         mark_reg_graph_node(callee->regs, BPF_REG_2, &field->graph_root);
9802         ref_set_non_owning(env, &callee->regs[BPF_REG_2]);
9803
9804         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_3]);
9805         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
9806         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
9807         callee->in_callback_fn = true;
9808         callee->callback_ret_range = retval_range(0, 1);
9809         return 0;
9810 }
9811
9812 static bool is_rbtree_lock_required_kfunc(u32 btf_id);
9813
9814 /* Are we currently verifying the callback for a rbtree helper that must
9815  * be called with lock held? If so, no need to complain about unreleased
9816  * lock
9817  */
9818 static bool in_rbtree_lock_required_cb(struct bpf_verifier_env *env)
9819 {
9820         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
9821         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
9822         struct bpf_func_state *callee;
9823         int kfunc_btf_id;
9824
9825         if (!state->curframe)
9826                 return false;
9827
9828         callee = state->frame[state->curframe];
9829
9830         if (!callee->in_callback_fn)
9831                 return false;
9832
9833         kfunc_btf_id = insn[callee->callsite].imm;
9834         return is_rbtree_lock_required_kfunc(kfunc_btf_id);
9835 }
9836
9837 static bool retval_range_within(struct bpf_retval_range range, const struct bpf_reg_state *reg)
9838 {
9839         return range.minval <= reg->smin_value && reg->smax_value <= range.maxval;
9840 }
9841
9842 static int prepare_func_exit(struct bpf_verifier_env *env, int *insn_idx)
9843 {
9844         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state, *prev_st;
9845         struct bpf_func_state *caller, *callee;
9846         struct bpf_reg_state *r0;
9847         bool in_callback_fn;
9848         int err;
9849
9850         callee = state->frame[state->curframe];
9851         r0 = &callee->regs[BPF_REG_0];
9852         if (r0->type == PTR_TO_STACK) {
9853                 /* technically it's ok to return caller's stack pointer
9854                  * (or caller's caller's pointer) back to the caller,
9855                  * since these pointers are valid. Only current stack
9856                  * pointer will be invalid as soon as function exits,
9857                  * but let's be conservative
9858                  */
9859                 verbose(env, "cannot return stack pointer to the caller\n");
9860                 return -EINVAL;
9861         }
9862
9863         caller = state->frame[state->curframe - 1];
9864         if (callee->in_callback_fn) {
9865                 if (r0->type != SCALAR_VALUE) {
9866                         verbose(env, "R0 not a scalar value\n");
9867                         return -EACCES;
9868                 }
9869
9870                 /* we are going to rely on register's precise value */
9871                 err = mark_reg_read(env, r0, r0->parent, REG_LIVE_READ64);
9872                 err = err ?: mark_chain_precision(env, BPF_REG_0);
9873                 if (err)
9874                         return err;
9875
9876                 /* enforce R0 return value range */
9877                 if (!retval_range_within(callee->callback_ret_range, r0)) {
9878                         verbose_invalid_scalar(env, r0, callee->callback_ret_range,
9879                                                "At callback return", "R0");
9880                         return -EINVAL;
9881                 }
9882                 if (!calls_callback(env, callee->callsite)) {
9883                         verbose(env, "BUG: in callback at %d, callsite %d !calls_callback\n",
9884                                 *insn_idx, callee->callsite);
9885                         return -EFAULT;
9886                 }
9887         } else {
9888                 /* return to the caller whatever r0 had in the callee */
9889                 caller->regs[BPF_REG_0] = *r0;
9890         }
9891
9892         /* callback_fn frame should have released its own additions to parent's
9893          * reference state at this point, or check_reference_leak would
9894          * complain, hence it must be the same as the caller. There is no need
9895          * to copy it back.
9896          */
9897         if (!callee->in_callback_fn) {
9898                 /* Transfer references to the caller */
9899                 err = copy_reference_state(caller, callee);
9900                 if (err)
9901                         return err;
9902         }
9903
9904         /* for callbacks like bpf_loop or bpf_for_each_map_elem go back to callsite,
9905          * there function call logic would reschedule callback visit. If iteration
9906          * converges is_state_visited() would prune that visit eventually.
9907          */
9908         in_callback_fn = callee->in_callback_fn;
9909         if (in_callback_fn)
9910                 *insn_idx = callee->callsite;
9911         else
9912                 *insn_idx = callee->callsite + 1;
9913
9914         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
9915                 verbose(env, "returning from callee:\n");
9916                 print_verifier_state(env, callee, true);
9917                 verbose(env, "to caller at %d:\n", *insn_idx);
9918                 print_verifier_state(env, caller, true);
9919         }
9920         /* clear everything in the callee. In case of exceptional exits using
9921          * bpf_throw, this will be done by copy_verifier_state for extra frames. */
9922         free_func_state(callee);
9923         state->frame[state->curframe--] = NULL;
9924
9925         /* for callbacks widen imprecise scalars to make programs like below verify:
9926          *
9927          *   struct ctx { int i; }
9928          *   void cb(int idx, struct ctx *ctx) { ctx->i++; ... }
9929          *   ...
9930          *   struct ctx = { .i = 0; }
9931          *   bpf_loop(100, cb, &ctx, 0);
9932          *
9933          * This is similar to what is done in process_iter_next_call() for open
9934          * coded iterators.
9935          */
9936         prev_st = in_callback_fn ? find_prev_entry(env, state, *insn_idx) : NULL;
9937         if (prev_st) {
9938                 err = widen_imprecise_scalars(env, prev_st, state);
9939                 if (err)
9940                         return err;
9941         }
9942         return 0;
9943 }
9944
9945 static int do_refine_retval_range(struct bpf_verifier_env *env,
9946                                   struct bpf_reg_state *regs, int ret_type,
9947                                   int func_id,
9948                                   struct bpf_call_arg_meta *meta)
9949 {
9950         struct bpf_reg_state *ret_reg = &regs[BPF_REG_0];
9951
9952         if (ret_type != RET_INTEGER)
9953                 return 0;
9954
9955         switch (func_id) {
9956         case BPF_FUNC_get_stack:
9957         case BPF_FUNC_get_task_stack:
9958         case BPF_FUNC_probe_read_str:
9959         case BPF_FUNC_probe_read_kernel_str:
9960         case BPF_FUNC_probe_read_user_str:
9961                 ret_reg->smax_value = meta->msize_max_value;
9962                 ret_reg->s32_max_value = meta->msize_max_value;
9963                 ret_reg->smin_value = -MAX_ERRNO;
9964                 ret_reg->s32_min_value = -MAX_ERRNO;
9965                 reg_bounds_sync(ret_reg);
9966                 break;
9967         case BPF_FUNC_get_smp_processor_id:
9968                 ret_reg->umax_value = nr_cpu_ids - 1;
9969                 ret_reg->u32_max_value = nr_cpu_ids - 1;
9970                 ret_reg->smax_value = nr_cpu_ids - 1;
9971                 ret_reg->s32_max_value = nr_cpu_ids - 1;
9972                 ret_reg->umin_value = 0;
9973                 ret_reg->u32_min_value = 0;
9974                 ret_reg->smin_value = 0;
9975                 ret_reg->s32_min_value = 0;
9976                 reg_bounds_sync(ret_reg);
9977                 break;
9978         }
9979
9980         return reg_bounds_sanity_check(env, ret_reg, "retval");
9981 }
9982
9983 static int
9984 record_func_map(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_call_arg_meta *meta,
9985                 int func_id, int insn_idx)
9986 {
9987         struct bpf_insn_aux_data *aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
9988         struct bpf_map *map = meta->map_ptr;
9989
9990         if (func_id != BPF_FUNC_tail_call &&
9991             func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
9992             func_id != BPF_FUNC_map_update_elem &&
9993             func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
9994             func_id != BPF_FUNC_map_push_elem &&
9995             func_id != BPF_FUNC_map_pop_elem &&
9996             func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
9997             func_id != BPF_FUNC_for_each_map_elem &&
9998             func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
9999             func_id != BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem)
10000                 return 0;
10001
10002         if (map == NULL) {
10003                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
10004                 return -EINVAL;
10005         }
10006
10007         /* In case of read-only, some additional restrictions
10008          * need to be applied in order to prevent altering the
10009          * state of the map from program side.
10010          */
10011         if ((map->map_flags & BPF_F_RDONLY_PROG) &&
10012             (func_id == BPF_FUNC_map_delete_elem ||
10013              func_id == BPF_FUNC_map_update_elem ||
10014              func_id == BPF_FUNC_map_push_elem ||
10015              func_id == BPF_FUNC_map_pop_elem)) {
10016                 verbose(env, "write into map forbidden\n");
10017                 return -EACCES;
10018         }
10019
10020         if (!BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state))
10021                 bpf_map_ptr_store(aux, meta->map_ptr,
10022                                   !meta->map_ptr->bypass_spec_v1);
10023         else if (BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state) != meta->map_ptr)
10024                 bpf_map_ptr_store(aux, BPF_MAP_PTR_POISON,
10025                                   !meta->map_ptr->bypass_spec_v1);
10026         return 0;
10027 }
10028
10029 static int
10030 record_func_key(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_call_arg_meta *meta,
10031                 int func_id, int insn_idx)
10032 {
10033         struct bpf_insn_aux_data *aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
10034         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg;
10035         struct bpf_map *map = meta->map_ptr;
10036         u64 val, max;
10037         int err;
10038
10039         if (func_id != BPF_FUNC_tail_call)
10040                 return 0;
10041         if (!map || map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY) {
10042                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
10043                 return -EINVAL;
10044         }
10045
10046         reg = &regs[BPF_REG_3];
10047         val = reg->var_off.value;
10048         max = map->max_entries;
10049
10050         if (!(is_reg_const(reg, false) && val < max)) {
10051                 bpf_map_key_store(aux, BPF_MAP_KEY_POISON);
10052                 return 0;
10053         }
10054
10055         err = mark_chain_precision(env, BPF_REG_3);
10056         if (err)
10057                 return err;
10058         if (bpf_map_key_unseen(aux))
10059                 bpf_map_key_store(aux, val);
10060         else if (!bpf_map_key_poisoned(aux) &&
10061                   bpf_map_key_immediate(aux) != val)
10062                 bpf_map_key_store(aux, BPF_MAP_KEY_POISON);
10063         return 0;
10064 }
10065
10066 static int check_reference_leak(struct bpf_verifier_env *env, bool exception_exit)
10067 {
10068         struct bpf_func_state *state = cur_func(env);
10069         bool refs_lingering = false;
10070         int i;
10071
10072         if (!exception_exit && state->frameno && !state->in_callback_fn)
10073                 return 0;
10074
10075         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
10076                 if (!exception_exit && state->in_callback_fn && state->refs[i].callback_ref != state->frameno)
10077                         continue;
10078                 verbose(env, "Unreleased reference id=%d alloc_insn=%d\n",
10079                         state->refs[i].id, state->refs[i].insn_idx);
10080                 refs_lingering = true;
10081         }
10082         return refs_lingering ? -EINVAL : 0;
10083 }
10084
10085 static int check_bpf_snprintf_call(struct bpf_verifier_env *env,
10086                                    struct bpf_reg_state *regs)
10087 {
10088         struct bpf_reg_state *fmt_reg = &regs[BPF_REG_3];
10089         struct bpf_reg_state *data_len_reg = &regs[BPF_REG_5];
10090         struct bpf_map *fmt_map = fmt_reg->map_ptr;
10091         struct bpf_bprintf_data data = {};
10092         int err, fmt_map_off, num_args;
10093         u64 fmt_addr;
10094         char *fmt;
10095
10096         /* data must be an array of u64 */
10097         if (data_len_reg->var_off.value % 8)
10098                 return -EINVAL;
10099         num_args = data_len_reg->var_off.value / 8;
10100
10101         /* fmt being ARG_PTR_TO_CONST_STR guarantees that var_off is const
10102          * and map_direct_value_addr is set.
10103          */
10104         fmt_map_off = fmt_reg->off + fmt_reg->var_off.value;
10105         err = fmt_map->ops->map_direct_value_addr(fmt_map, &fmt_addr,
10106                                                   fmt_map_off);
10107         if (err) {
10108                 verbose(env, "verifier bug\n");
10109                 return -EFAULT;
10110         }
10111         fmt = (char *)(long)fmt_addr + fmt_map_off;
10112
10113         /* We are also guaranteed that fmt+fmt_map_off is NULL terminated, we
10114          * can focus on validating the format specifiers.
10115          */
10116         err = bpf_bprintf_prepare(fmt, UINT_MAX, NULL, num_args, &data);
10117         if (err < 0)
10118                 verbose(env, "Invalid format string\n");
10119
10120         return err;
10121 }
10122
10123 static int check_get_func_ip(struct bpf_verifier_env *env)
10124 {
10125         enum bpf_prog_type type = resolve_prog_type(env->prog);
10126         int func_id = BPF_FUNC_get_func_ip;
10127
10128         if (type == BPF_PROG_TYPE_TRACING) {
10129                 if (!bpf_prog_has_trampoline(env->prog)) {
10130                         verbose(env, "func %s#%d supported only for fentry/fexit/fmod_ret programs\n",
10131                                 func_id_name(func_id), func_id);
10132                         return -ENOTSUPP;
10133                 }
10134                 return 0;
10135         } else if (type == BPF_PROG_TYPE_KPROBE) {
10136                 return 0;
10137         }
10138
10139         verbose(env, "func %s#%d not supported for program type %d\n",
10140                 func_id_name(func_id), func_id, type);
10141         return -ENOTSUPP;
10142 }
10143
10144 static struct bpf_insn_aux_data *cur_aux(struct bpf_verifier_env *env)
10145 {
10146         return &env->insn_aux_data[env->insn_idx];
10147 }
10148
10149 static bool loop_flag_is_zero(struct bpf_verifier_env *env)
10150 {
10151         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
10152         struct bpf_reg_state *reg = &regs[BPF_REG_4];
10153         bool reg_is_null = register_is_null(reg);
10154
10155         if (reg_is_null)
10156                 mark_chain_precision(env, BPF_REG_4);
10157
10158         return reg_is_null;
10159 }
10160
10161 static void update_loop_inline_state(struct bpf_verifier_env *env, u32 subprogno)
10162 {
10163         struct bpf_loop_inline_state *state = &cur_aux(env)->loop_inline_state;
10164
10165         if (!state->initialized) {
10166                 state->initialized = 1;
10167                 state->fit_for_inline = loop_flag_is_zero(env);
10168                 state->callback_subprogno = subprogno;
10169                 return;
10170         }
10171
10172         if (!state->fit_for_inline)
10173                 return;
10174
10175         state->fit_for_inline = (loop_flag_is_zero(env) &&
10176                                  state->callback_subprogno == subprogno);
10177 }
10178
10179 static int check_helper_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
10180                              int *insn_idx_p)
10181 {
10182         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
10183         bool returns_cpu_specific_alloc_ptr = false;
10184         const struct bpf_func_proto *fn = NULL;
10185         enum bpf_return_type ret_type;
10186         enum bpf_type_flag ret_flag;
10187         struct bpf_reg_state *regs;
10188         struct bpf_call_arg_meta meta;
10189         int insn_idx = *insn_idx_p;
10190         bool changes_data;
10191         int i, err, func_id;
10192
10193         /* find function prototype */
10194         func_id = insn->imm;
10195         if (func_id < 0 || func_id >= __BPF_FUNC_MAX_ID) {
10196                 verbose(env, "invalid func %s#%d\n", func_id_name(func_id),
10197                         func_id);
10198                 return -EINVAL;
10199         }
10200
10201         if (env->ops->get_func_proto)
10202                 fn = env->ops->get_func_proto(func_id, env->prog);
10203         if (!fn) {
10204                 verbose(env, "unknown func %s#%d\n", func_id_name(func_id),
10205                         func_id);
10206                 return -EINVAL;
10207         }
10208
10209         /* eBPF programs must be GPL compatible to use GPL-ed functions */
10210         if (!env->prog->gpl_compatible && fn->gpl_only) {
10211                 verbose(env, "cannot call GPL-restricted function from non-GPL compatible program\n");
10212                 return -EINVAL;
10213         }
10214
10215         if (fn->allowed && !fn->allowed(env->prog)) {
10216                 verbose(env, "helper call is not allowed in probe\n");
10217                 return -EINVAL;
10218         }
10219
10220         if (!in_sleepable(env) && fn->might_sleep) {
10221                 verbose(env, "helper call might sleep in a non-sleepable prog\n");
10222                 return -EINVAL;
10223         }
10224
10225         /* With LD_ABS/IND some JITs save/restore skb from r1. */
10226         changes_data = bpf_helper_changes_pkt_data(fn->func);
10227         if (changes_data && fn->arg1_type != ARG_PTR_TO_CTX) {
10228                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured func %s#%d: r1 != ctx\n",
10229                         func_id_name(func_id), func_id);
10230                 return -EINVAL;
10231         }
10232
10233         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
10234         meta.pkt_access = fn->pkt_access;
10235
10236         err = check_func_proto(fn, func_id);
10237         if (err) {
10238                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured func %s#%d\n",
10239                         func_id_name(func_id), func_id);
10240                 return err;
10241         }
10242
10243         if (env->cur_state->active_rcu_lock) {
10244                 if (fn->might_sleep) {
10245                         verbose(env, "sleepable helper %s#%d in rcu_read_lock region\n",
10246                                 func_id_name(func_id), func_id);
10247                         return -EINVAL;
10248                 }
10249
10250                 if (in_sleepable(env) && is_storage_get_function(func_id))
10251                         env->insn_aux_data[insn_idx].storage_get_func_atomic = true;
10252         }
10253
10254         meta.func_id = func_id;
10255         /* check args */
10256         for (i = 0; i < MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS; i++) {
10257                 err = check_func_arg(env, i, &meta, fn, insn_idx);
10258                 if (err)
10259                         return err;
10260         }
10261
10262         err = record_func_map(env, &meta, func_id, insn_idx);
10263         if (err)
10264                 return err;
10265
10266         err = record_func_key(env, &meta, func_id, insn_idx);
10267         if (err)
10268                 return err;
10269
10270         /* Mark slots with STACK_MISC in case of raw mode, stack offset
10271          * is inferred from register state.
10272          */
10273         for (i = 0; i < meta.access_size; i++) {
10274                 err = check_mem_access(env, insn_idx, meta.regno, i, BPF_B,
10275                                        BPF_WRITE, -1, false, false);
10276                 if (err)
10277                         return err;
10278         }
10279
10280         regs = cur_regs(env);
10281
10282         if (meta.release_regno) {
10283                 err = -EINVAL;
10284                 /* This can only be set for PTR_TO_STACK, as CONST_PTR_TO_DYNPTR cannot
10285                  * be released by any dynptr helper. Hence, unmark_stack_slots_dynptr
10286                  * is safe to do directly.
10287                  */
10288                 if (arg_type_is_dynptr(fn->arg_type[meta.release_regno - BPF_REG_1])) {
10289                         if (regs[meta.release_regno].type == CONST_PTR_TO_DYNPTR) {
10290                                 verbose(env, "verifier internal error: CONST_PTR_TO_DYNPTR cannot be released\n");
10291                                 return -EFAULT;
10292                         }
10293                         err = unmark_stack_slots_dynptr(env, &regs[meta.release_regno]);
10294                 } else if (func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg && meta.ref_obj_id) {
10295                         u32 ref_obj_id = meta.ref_obj_id;
10296                         bool in_rcu = in_rcu_cs(env);
10297                         struct bpf_func_state *state;
10298                         struct bpf_reg_state *reg;
10299
10300                         err = release_reference_state(cur_func(env), ref_obj_id);
10301                         if (!err) {
10302                                 bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, state, reg, ({
10303                                         if (reg->ref_obj_id == ref_obj_id) {
10304                                                 if (in_rcu && (reg->type & MEM_ALLOC) && (reg->type & MEM_PERCPU)) {
10305                                                         reg->ref_obj_id = 0;
10306                                                         reg->type &= ~MEM_ALLOC;
10307                                                         reg->type |= MEM_RCU;
10308                                                 } else {
10309                                                         mark_reg_invalid(env, reg);
10310                                                 }
10311                                         }
10312                                 }));
10313                         }
10314                 } else if (meta.ref_obj_id) {
10315                         err = release_reference(env, meta.ref_obj_id);
10316                 } else if (register_is_null(&regs[meta.release_regno])) {
10317                         /* meta.ref_obj_id can only be 0 if register that is meant to be
10318                          * released is NULL, which must be > R0.
10319                          */
10320                         err = 0;
10321                 }
10322                 if (err) {
10323                         verbose(env, "func %s#%d reference has not been acquired before\n",
10324                                 func_id_name(func_id), func_id);
10325                         return err;
10326                 }
10327         }
10328
10329         switch (func_id) {
10330         case BPF_FUNC_tail_call:
10331                 err = check_reference_leak(env, false);
10332                 if (err) {
10333                         verbose(env, "tail_call would lead to reference leak\n");
10334                         return err;
10335                 }
10336                 break;
10337         case BPF_FUNC_get_local_storage:
10338                 /* check that flags argument in get_local_storage(map, flags) is 0,
10339                  * this is required because get_local_storage() can't return an error.
10340                  */
10341                 if (!register_is_null(&regs[BPF_REG_2])) {
10342                         verbose(env, "get_local_storage() doesn't support non-zero flags\n");
10343                         return -EINVAL;
10344                 }
10345                 break;
10346         case BPF_FUNC_for_each_map_elem:
10347                 err = push_callback_call(env, insn, insn_idx, meta.subprogno,
10348                                          set_map_elem_callback_state);
10349                 break;
10350         case BPF_FUNC_timer_set_callback:
10351                 err = push_callback_call(env, insn, insn_idx, meta.subprogno,
10352                                          set_timer_callback_state);
10353                 break;
10354         case BPF_FUNC_find_vma:
10355                 err = push_callback_call(env, insn, insn_idx, meta.subprogno,
10356                                          set_find_vma_callback_state);
10357                 break;
10358         case BPF_FUNC_snprintf:
10359                 err = check_bpf_snprintf_call(env, regs);
10360                 break;
10361         case BPF_FUNC_loop:
10362                 update_loop_inline_state(env, meta.subprogno);
10363                 /* Verifier relies on R1 value to determine if bpf_loop() iteration
10364                  * is finished, thus mark it precise.
10365                  */
10366                 err = mark_chain_precision(env, BPF_REG_1);
10367                 if (err)
10368                         return err;
10369                 if (cur_func(env)->callback_depth < regs[BPF_REG_1].umax_value) {
10370                         err = push_callback_call(env, insn, insn_idx, meta.subprogno,
10371                                                  set_loop_callback_state);
10372                 } else {
10373                         cur_func(env)->callback_depth = 0;
10374                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
10375                                 verbose(env, "frame%d bpf_loop iteration limit reached\n",
10376                                         env->cur_state->curframe);
10377                 }
10378                 break;
10379         case BPF_FUNC_dynptr_from_mem:
10380                 if (regs[BPF_REG_1].type != PTR_TO_MAP_VALUE) {
10381                         verbose(env, "Unsupported reg type %s for bpf_dynptr_from_mem data\n",
10382                                 reg_type_str(env, regs[BPF_REG_1].type));
10383                         return -EACCES;
10384                 }
10385                 break;
10386         case BPF_FUNC_set_retval:
10387                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_LSM &&
10388                     env->prog->expected_attach_type == BPF_LSM_CGROUP) {
10389                         if (!env->prog->aux->attach_func_proto->type) {
10390                                 /* Make sure programs that attach to void
10391                                  * hooks don't try to modify return value.
10392                                  */
10393                                 verbose(env, "BPF_LSM_CGROUP that attach to void LSM hooks can't modify return value!\n");
10394                                 return -EINVAL;
10395                         }
10396                 }
10397                 break;
10398         case BPF_FUNC_dynptr_data:
10399         {
10400                 struct bpf_reg_state *reg;
10401                 int id, ref_obj_id;
10402
10403                 reg = get_dynptr_arg_reg(env, fn, regs);
10404                 if (!reg)
10405                         return -EFAULT;
10406
10407
10408                 if (meta.dynptr_id) {
10409                         verbose(env, "verifier internal error: meta.dynptr_id already set\n");
10410                         return -EFAULT;
10411                 }
10412                 if (meta.ref_obj_id) {
10413                         verbose(env, "verifier internal error: meta.ref_obj_id already set\n");
10414                         return -EFAULT;
10415                 }
10416
10417                 id = dynptr_id(env, reg);
10418                 if (id < 0) {
10419                         verbose(env, "verifier internal error: failed to obtain dynptr id\n");
10420                         return id;
10421                 }
10422
10423                 ref_obj_id = dynptr_ref_obj_id(env, reg);
10424                 if (ref_obj_id < 0) {
10425                         verbose(env, "verifier internal error: failed to obtain dynptr ref_obj_id\n");
10426                         return ref_obj_id;
10427                 }
10428
10429                 meta.dynptr_id = id;
10430                 meta.ref_obj_id = ref_obj_id;
10431
10432                 break;
10433         }
10434         case BPF_FUNC_dynptr_write:
10435         {
10436                 enum bpf_dynptr_type dynptr_type;
10437                 struct bpf_reg_state *reg;
10438
10439                 reg = get_dynptr_arg_reg(env, fn, regs);
10440                 if (!reg)
10441                         return -EFAULT;
10442
10443                 dynptr_type = dynptr_get_type(env, reg);
10444                 if (dynptr_type == BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID)
10445                         return -EFAULT;
10446
10447                 if (dynptr_type == BPF_DYNPTR_TYPE_SKB)
10448                         /* this will trigger clear_all_pkt_pointers(), which will
10449                          * invalidate all dynptr slices associated with the skb
10450                          */
10451                         changes_data = true;
10452
10453                 break;
10454         }
10455         case BPF_FUNC_per_cpu_ptr:
10456         case BPF_FUNC_this_cpu_ptr:
10457         {
10458                 struct bpf_reg_state *reg = &regs[BPF_REG_1];
10459                 const struct btf_type *type;
10460
10461                 if (reg->type & MEM_RCU) {
10462                         type = btf_type_by_id(reg->btf, reg->btf_id);
10463                         if (!type || !btf_type_is_struct(type)) {
10464                                 verbose(env, "Helper has invalid btf/btf_id in R1\n");
10465                                 return -EFAULT;
10466                         }
10467                         returns_cpu_specific_alloc_ptr = true;
10468                         env->insn_aux_data[insn_idx].call_with_percpu_alloc_ptr = true;
10469                 }
10470                 break;
10471         }
10472         case BPF_FUNC_user_ringbuf_drain:
10473                 err = push_callback_call(env, insn, insn_idx, meta.subprogno,
10474                                          set_user_ringbuf_callback_state);
10475                 break;
10476         }
10477
10478         if (err)
10479                 return err;
10480
10481         /* reset caller saved regs */
10482         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
10483                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
10484                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
10485         }
10486
10487         /* helper call returns 64-bit value. */
10488         regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
10489
10490         /* update return register (already marked as written above) */
10491         ret_type = fn->ret_type;
10492         ret_flag = type_flag(ret_type);
10493
10494         switch (base_type(ret_type)) {
10495         case RET_INTEGER:
10496                 /* sets type to SCALAR_VALUE */
10497                 mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
10498                 break;
10499         case RET_VOID:
10500                 regs[BPF_REG_0].type = NOT_INIT;
10501                 break;
10502         case RET_PTR_TO_MAP_VALUE:
10503                 /* There is no offset yet applied, variable or fixed */
10504                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
10505                 /* remember map_ptr, so that check_map_access()
10506                  * can check 'value_size' boundary of memory access
10507                  * to map element returned from bpf_map_lookup_elem()
10508                  */
10509                 if (meta.map_ptr == NULL) {
10510                         verbose(env,
10511                                 "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
10512                         return -EINVAL;
10513                 }
10514                 regs[BPF_REG_0].map_ptr = meta.map_ptr;
10515                 regs[BPF_REG_0].map_uid = meta.map_uid;
10516                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MAP_VALUE | ret_flag;
10517                 if (!type_may_be_null(ret_type) &&
10518                     btf_record_has_field(meta.map_ptr->record, BPF_SPIN_LOCK)) {
10519                         regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
10520                 }
10521                 break;
10522         case RET_PTR_TO_SOCKET:
10523                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
10524                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_SOCKET | ret_flag;
10525                 break;
10526         case RET_PTR_TO_SOCK_COMMON:
10527                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
10528                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_SOCK_COMMON | ret_flag;
10529                 break;
10530         case RET_PTR_TO_TCP_SOCK:
10531                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
10532                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_TCP_SOCK | ret_flag;
10533                 break;
10534         case RET_PTR_TO_MEM:
10535                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
10536                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM | ret_flag;
10537                 regs[BPF_REG_0].mem_size = meta.mem_size;
10538                 break;
10539         case RET_PTR_TO_MEM_OR_BTF_ID:
10540         {
10541                 const struct btf_type *t;
10542
10543                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
10544                 t = btf_type_skip_modifiers(meta.ret_btf, meta.ret_btf_id, NULL);
10545                 if (!btf_type_is_struct(t)) {
10546                         u32 tsize;
10547                         const struct btf_type *ret;
10548                         const char *tname;
10549
10550                         /* resolve the type size of ksym. */
10551                         ret = btf_resolve_size(meta.ret_btf, t, &tsize);
10552                         if (IS_ERR(ret)) {
10553                                 tname = btf_name_by_offset(meta.ret_btf, t->name_off);
10554                                 verbose(env, "unable to resolve the size of type '%s': %ld\n",
10555                                         tname, PTR_ERR(ret));
10556                                 return -EINVAL;
10557                         }
10558                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM | ret_flag;
10559                         regs[BPF_REG_0].mem_size = tsize;
10560                 } else {
10561                         if (returns_cpu_specific_alloc_ptr) {
10562                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | MEM_RCU;
10563                         } else {
10564                                 /* MEM_RDONLY may be carried from ret_flag, but it
10565                                  * doesn't apply on PTR_TO_BTF_ID. Fold it, otherwise
10566                                  * it will confuse the check of PTR_TO_BTF_ID in
10567                                  * check_mem_access().
10568                                  */
10569                                 ret_flag &= ~MEM_RDONLY;
10570                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | ret_flag;
10571                         }
10572
10573                         regs[BPF_REG_0].btf = meta.ret_btf;
10574                         regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.ret_btf_id;
10575                 }
10576                 break;
10577         }
10578         case RET_PTR_TO_BTF_ID:
10579         {
10580                 struct btf *ret_btf;
10581                 int ret_btf_id;
10582
10583                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
10584                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | ret_flag;
10585                 if (func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg) {
10586                         ret_btf = meta.kptr_field->kptr.btf;
10587                         ret_btf_id = meta.kptr_field->kptr.btf_id;
10588                         if (!btf_is_kernel(ret_btf)) {
10589                                 regs[BPF_REG_0].type |= MEM_ALLOC;
10590                                 if (meta.kptr_field->type == BPF_KPTR_PERCPU)
10591                                         regs[BPF_REG_0].type |= MEM_PERCPU;
10592                         }
10593                 } else {
10594                         if (fn->ret_btf_id == BPF_PTR_POISON) {
10595                                 verbose(env, "verifier internal error:");
10596                                 verbose(env, "func %s has non-overwritten BPF_PTR_POISON return type\n",
10597                                         func_id_name(func_id));
10598                                 return -EINVAL;
10599                         }
10600                         ret_btf = btf_vmlinux;
10601                         ret_btf_id = *fn->ret_btf_id;
10602                 }
10603                 if (ret_btf_id == 0) {
10604                         verbose(env, "invalid return type %u of func %s#%d\n",
10605                                 base_type(ret_type), func_id_name(func_id),
10606                                 func_id);
10607                         return -EINVAL;
10608                 }
10609                 regs[BPF_REG_0].btf = ret_btf;
10610                 regs[BPF_REG_0].btf_id = ret_btf_id;
10611                 break;
10612         }
10613         default:
10614                 verbose(env, "unknown return type %u of func %s#%d\n",
10615                         base_type(ret_type), func_id_name(func_id), func_id);
10616                 return -EINVAL;
10617         }
10618
10619         if (type_may_be_null(regs[BPF_REG_0].type))
10620                 regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
10621
10622         if (helper_multiple_ref_obj_use(func_id, meta.map_ptr)) {
10623                 verbose(env, "verifier internal error: func %s#%d sets ref_obj_id more than once\n",
10624                         func_id_name(func_id), func_id);
10625                 return -EFAULT;
10626         }
10627
10628         if (is_dynptr_ref_function(func_id))
10629                 regs[BPF_REG_0].dynptr_id = meta.dynptr_id;
10630
10631         if (is_ptr_cast_function(func_id) || is_dynptr_ref_function(func_id)) {
10632                 /* For release_reference() */
10633                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = meta.ref_obj_id;
10634         } else if (is_acquire_function(func_id, meta.map_ptr)) {
10635                 int id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
10636
10637                 if (id < 0)
10638                         return id;
10639                 /* For mark_ptr_or_null_reg() */
10640                 regs[BPF_REG_0].id = id;
10641                 /* For release_reference() */
10642                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = id;
10643         }
10644
10645         err = do_refine_retval_range(env, regs, fn->ret_type, func_id, &meta);
10646         if (err)
10647                 return err;
10648
10649         err = check_map_func_compatibility(env, meta.map_ptr, func_id);
10650         if (err)
10651                 return err;
10652
10653         if ((func_id == BPF_FUNC_get_stack ||
10654              func_id == BPF_FUNC_get_task_stack) &&
10655             !env->prog->has_callchain_buf) {
10656                 const char *err_str;
10657
10658 #ifdef CONFIG_PERF_EVENTS
10659                 err = get_callchain_buffers(sysctl_perf_event_max_stack);
10660                 err_str = "cannot get callchain buffer for func %s#%d\n";
10661 #else
10662                 err = -ENOTSUPP;
10663                 err_str = "func %s#%d not supported without CONFIG_PERF_EVENTS\n";
10664 #endif
10665                 if (err) {
10666                         verbose(env, err_str, func_id_name(func_id), func_id);
10667                         return err;
10668                 }
10669
10670                 env->prog->has_callchain_buf = true;
10671         }
10672
10673         if (func_id == BPF_FUNC_get_stackid || func_id == BPF_FUNC_get_stack)
10674                 env->prog->call_get_stack = true;
10675
10676         if (func_id == BPF_FUNC_get_func_ip) {
10677                 if (check_get_func_ip(env))
10678                         return -ENOTSUPP;
10679                 env->prog->call_get_func_ip = true;
10680         }
10681
10682         if (changes_data)
10683                 clear_all_pkt_pointers(env);
10684         return 0;
10685 }
10686
10687 /* mark_btf_func_reg_size() is used when the reg size is determined by
10688  * the BTF func_proto's return value size and argument.
10689  */
10690 static void mark_btf_func_reg_size(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
10691                                    size_t reg_size)
10692 {
10693         struct bpf_reg_state *reg = &cur_regs(env)[regno];
10694
10695         if (regno == BPF_REG_0) {
10696                 /* Function return value */
10697                 reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
10698                 reg->subreg_def = reg_size == sizeof(u64) ?
10699                         DEF_NOT_SUBREG : env->insn_idx + 1;
10700         } else {
10701                 /* Function argument */
10702                 if (reg_size == sizeof(u64)) {
10703                         mark_insn_zext(env, reg);
10704                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
10705                 } else {
10706                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ32);
10707                 }
10708         }
10709 }
10710
10711 static bool is_kfunc_acquire(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10712 {
10713         return meta->kfunc_flags & KF_ACQUIRE;
10714 }
10715
10716 static bool is_kfunc_release(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10717 {
10718         return meta->kfunc_flags & KF_RELEASE;
10719 }
10720
10721 static bool is_kfunc_trusted_args(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10722 {
10723         return (meta->kfunc_flags & KF_TRUSTED_ARGS) || is_kfunc_release(meta);
10724 }
10725
10726 static bool is_kfunc_sleepable(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10727 {
10728         return meta->kfunc_flags & KF_SLEEPABLE;
10729 }
10730
10731 static bool is_kfunc_destructive(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10732 {
10733         return meta->kfunc_flags & KF_DESTRUCTIVE;
10734 }
10735
10736 static bool is_kfunc_rcu(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10737 {
10738         return meta->kfunc_flags & KF_RCU;
10739 }
10740
10741 static bool is_kfunc_rcu_protected(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10742 {
10743         return meta->kfunc_flags & KF_RCU_PROTECTED;
10744 }
10745
10746 static bool is_kfunc_arg_mem_size(const struct btf *btf,
10747                                   const struct btf_param *arg,
10748                                   const struct bpf_reg_state *reg)
10749 {
10750         const struct btf_type *t;
10751
10752         t = btf_type_skip_modifiers(btf, arg->type, NULL);
10753         if (!btf_type_is_scalar(t) || reg->type != SCALAR_VALUE)
10754                 return false;
10755
10756         return btf_param_match_suffix(btf, arg, "__sz");
10757 }
10758
10759 static bool is_kfunc_arg_const_mem_size(const struct btf *btf,
10760                                         const struct btf_param *arg,
10761                                         const struct bpf_reg_state *reg)
10762 {
10763         const struct btf_type *t;
10764
10765         t = btf_type_skip_modifiers(btf, arg->type, NULL);
10766         if (!btf_type_is_scalar(t) || reg->type != SCALAR_VALUE)
10767                 return false;
10768
10769         return btf_param_match_suffix(btf, arg, "__szk");
10770 }
10771
10772 static bool is_kfunc_arg_optional(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10773 {
10774         return btf_param_match_suffix(btf, arg, "__opt");
10775 }
10776
10777 static bool is_kfunc_arg_constant(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10778 {
10779         return btf_param_match_suffix(btf, arg, "__k");
10780 }
10781
10782 static bool is_kfunc_arg_ignore(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10783 {
10784         return btf_param_match_suffix(btf, arg, "__ign");
10785 }
10786
10787 static bool is_kfunc_arg_map(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10788 {
10789         return btf_param_match_suffix(btf, arg, "__map");
10790 }
10791
10792 static bool is_kfunc_arg_alloc_obj(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10793 {
10794         return btf_param_match_suffix(btf, arg, "__alloc");
10795 }
10796
10797 static bool is_kfunc_arg_uninit(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10798 {
10799         return btf_param_match_suffix(btf, arg, "__uninit");
10800 }
10801
10802 static bool is_kfunc_arg_refcounted_kptr(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10803 {
10804         return btf_param_match_suffix(btf, arg, "__refcounted_kptr");
10805 }
10806
10807 static bool is_kfunc_arg_nullable(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10808 {
10809         return btf_param_match_suffix(btf, arg, "__nullable");
10810 }
10811
10812 static bool is_kfunc_arg_const_str(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10813 {
10814         return btf_param_match_suffix(btf, arg, "__str");
10815 }
10816
10817 static bool is_kfunc_arg_scalar_with_name(const struct btf *btf,
10818                                           const struct btf_param *arg,
10819                                           const char *name)
10820 {
10821         int len, target_len = strlen(name);
10822         const char *param_name;
10823
10824         param_name = btf_name_by_offset(btf, arg->name_off);
10825         if (str_is_empty(param_name))
10826                 return false;
10827         len = strlen(param_name);
10828         if (len != target_len)
10829                 return false;
10830         if (strcmp(param_name, name))
10831                 return false;
10832
10833         return true;
10834 }
10835
10836 enum {
10837         KF_ARG_DYNPTR_ID,
10838         KF_ARG_LIST_HEAD_ID,
10839         KF_ARG_LIST_NODE_ID,
10840         KF_ARG_RB_ROOT_ID,
10841         KF_ARG_RB_NODE_ID,
10842 };
10843
10844 BTF_ID_LIST(kf_arg_btf_ids)
10845 BTF_ID(struct, bpf_dynptr_kern)
10846 BTF_ID(struct, bpf_list_head)
10847 BTF_ID(struct, bpf_list_node)
10848 BTF_ID(struct, bpf_rb_root)
10849 BTF_ID(struct, bpf_rb_node)
10850
10851 static bool __is_kfunc_ptr_arg_type(const struct btf *btf,
10852                                     const struct btf_param *arg, int type)
10853 {
10854         const struct btf_type *t;
10855         u32 res_id;
10856
10857         t = btf_type_skip_modifiers(btf, arg->type, NULL);
10858         if (!t)
10859                 return false;
10860         if (!btf_type_is_ptr(t))
10861                 return false;
10862         t = btf_type_skip_modifiers(btf, t->type, &res_id);
10863         if (!t)
10864                 return false;
10865         return btf_types_are_same(btf, res_id, btf_vmlinux, kf_arg_btf_ids[type]);
10866 }
10867
10868 static bool is_kfunc_arg_dynptr(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10869 {
10870         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_DYNPTR_ID);
10871 }
10872
10873 static bool is_kfunc_arg_list_head(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10874 {
10875         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_LIST_HEAD_ID);
10876 }
10877
10878 static bool is_kfunc_arg_list_node(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10879 {
10880         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_LIST_NODE_ID);
10881 }
10882
10883 static bool is_kfunc_arg_rbtree_root(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10884 {
10885         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_RB_ROOT_ID);
10886 }
10887
10888 static bool is_kfunc_arg_rbtree_node(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10889 {
10890         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_RB_NODE_ID);
10891 }
10892
10893 static bool is_kfunc_arg_callback(struct bpf_verifier_env *env, const struct btf *btf,
10894                                   const struct btf_param *arg)
10895 {
10896         const struct btf_type *t;
10897
10898         t = btf_type_resolve_func_ptr(btf, arg->type, NULL);
10899         if (!t)
10900                 return false;
10901
10902         return true;
10903 }
10904
10905 /* Returns true if struct is composed of scalars, 4 levels of nesting allowed */
10906 static bool __btf_type_is_scalar_struct(struct bpf_verifier_env *env,
10907                                         const struct btf *btf,
10908                                         const struct btf_type *t, int rec)
10909 {
10910         const struct btf_type *member_type;
10911         const struct btf_member *member;
10912         u32 i;
10913
10914         if (!btf_type_is_struct(t))
10915                 return false;
10916
10917         for_each_member(i, t, member) {
10918                 const struct btf_array *array;
10919
10920                 member_type = btf_type_skip_modifiers(btf, member->type, NULL);
10921                 if (btf_type_is_struct(member_type)) {
10922                         if (rec >= 3) {
10923                                 verbose(env, "max struct nesting depth exceeded\n");
10924                                 return false;
10925                         }
10926                         if (!__btf_type_is_scalar_struct(env, btf, member_type, rec + 1))
10927                                 return false;
10928                         continue;
10929                 }
10930                 if (btf_type_is_array(member_type)) {
10931                         array = btf_array(member_type);
10932                         if (!array->nelems)
10933                                 return false;
10934                         member_type = btf_type_skip_modifiers(btf, array->type, NULL);
10935                         if (!btf_type_is_scalar(member_type))
10936                                 return false;
10937                         continue;
10938                 }
10939                 if (!btf_type_is_scalar(member_type))
10940                         return false;
10941         }
10942         return true;
10943 }
10944
10945 enum kfunc_ptr_arg_type {
10946         KF_ARG_PTR_TO_CTX,
10947         KF_ARG_PTR_TO_ALLOC_BTF_ID,    /* Allocated object */
10948         KF_ARG_PTR_TO_REFCOUNTED_KPTR, /* Refcounted local kptr */
10949         KF_ARG_PTR_TO_DYNPTR,
10950         KF_ARG_PTR_TO_ITER,
10951         KF_ARG_PTR_TO_LIST_HEAD,
10952         KF_ARG_PTR_TO_LIST_NODE,
10953         KF_ARG_PTR_TO_BTF_ID,          /* Also covers reg2btf_ids conversions */
10954         KF_ARG_PTR_TO_MEM,
10955         KF_ARG_PTR_TO_MEM_SIZE,        /* Size derived from next argument, skip it */
10956         KF_ARG_PTR_TO_CALLBACK,
10957         KF_ARG_PTR_TO_RB_ROOT,
10958         KF_ARG_PTR_TO_RB_NODE,
10959         KF_ARG_PTR_TO_NULL,
10960         KF_ARG_PTR_TO_CONST_STR,
10961         KF_ARG_PTR_TO_MAP,
10962 };
10963
10964 enum special_kfunc_type {
10965         KF_bpf_obj_new_impl,
10966         KF_bpf_obj_drop_impl,
10967         KF_bpf_refcount_acquire_impl,
10968         KF_bpf_list_push_front_impl,
10969         KF_bpf_list_push_back_impl,
10970         KF_bpf_list_pop_front,
10971         KF_bpf_list_pop_back,
10972         KF_bpf_cast_to_kern_ctx,
10973         KF_bpf_rdonly_cast,
10974         KF_bpf_rcu_read_lock,
10975         KF_bpf_rcu_read_unlock,
10976         KF_bpf_rbtree_remove,
10977         KF_bpf_rbtree_add_impl,
10978         KF_bpf_rbtree_first,
10979         KF_bpf_dynptr_from_skb,
10980         KF_bpf_dynptr_from_xdp,
10981         KF_bpf_dynptr_slice,
10982         KF_bpf_dynptr_slice_rdwr,
10983         KF_bpf_dynptr_clone,
10984         KF_bpf_percpu_obj_new_impl,
10985         KF_bpf_percpu_obj_drop_impl,
10986         KF_bpf_throw,
10987         KF_bpf_iter_css_task_new,
10988 };
10989
10990 BTF_SET_START(special_kfunc_set)
10991 BTF_ID(func, bpf_obj_new_impl)
10992 BTF_ID(func, bpf_obj_drop_impl)
10993 BTF_ID(func, bpf_refcount_acquire_impl)
10994 BTF_ID(func, bpf_list_push_front_impl)
10995 BTF_ID(func, bpf_list_push_back_impl)
10996 BTF_ID(func, bpf_list_pop_front)
10997 BTF_ID(func, bpf_list_pop_back)
10998 BTF_ID(func, bpf_cast_to_kern_ctx)
10999 BTF_ID(func, bpf_rdonly_cast)
11000 BTF_ID(func, bpf_rbtree_remove)
11001 BTF_ID(func, bpf_rbtree_add_impl)
11002 BTF_ID(func, bpf_rbtree_first)
11003 BTF_ID(func, bpf_dynptr_from_skb)
11004 BTF_ID(func, bpf_dynptr_from_xdp)
11005 BTF_ID(func, bpf_dynptr_slice)
11006 BTF_ID(func, bpf_dynptr_slice_rdwr)
11007 BTF_ID(func, bpf_dynptr_clone)
11008 BTF_ID(func, bpf_percpu_obj_new_impl)
11009 BTF_ID(func, bpf_percpu_obj_drop_impl)
11010 BTF_ID(func, bpf_throw)
11011 #ifdef CONFIG_CGROUPS
11012 BTF_ID(func, bpf_iter_css_task_new)
11013 #endif
11014 BTF_SET_END(special_kfunc_set)
11015
11016 BTF_ID_LIST(special_kfunc_list)
11017 BTF_ID(func, bpf_obj_new_impl)
11018 BTF_ID(func, bpf_obj_drop_impl)
11019 BTF_ID(func, bpf_refcount_acquire_impl)
11020 BTF_ID(func, bpf_list_push_front_impl)
11021 BTF_ID(func, bpf_list_push_back_impl)
11022 BTF_ID(func, bpf_list_pop_front)
11023 BTF_ID(func, bpf_list_pop_back)
11024 BTF_ID(func, bpf_cast_to_kern_ctx)
11025 BTF_ID(func, bpf_rdonly_cast)
11026 BTF_ID(func, bpf_rcu_read_lock)
11027 BTF_ID(func, bpf_rcu_read_unlock)
11028 BTF_ID(func, bpf_rbtree_remove)
11029 BTF_ID(func, bpf_rbtree_add_impl)
11030 BTF_ID(func, bpf_rbtree_first)
11031 BTF_ID(func, bpf_dynptr_from_skb)
11032 BTF_ID(func, bpf_dynptr_from_xdp)
11033 BTF_ID(func, bpf_dynptr_slice)
11034 BTF_ID(func, bpf_dynptr_slice_rdwr)
11035 BTF_ID(func, bpf_dynptr_clone)
11036 BTF_ID(func, bpf_percpu_obj_new_impl)
11037 BTF_ID(func, bpf_percpu_obj_drop_impl)
11038 BTF_ID(func, bpf_throw)
11039 #ifdef CONFIG_CGROUPS
11040 BTF_ID(func, bpf_iter_css_task_new)
11041 #else
11042 BTF_ID_UNUSED
11043 #endif
11044
11045 static bool is_kfunc_ret_null(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
11046 {
11047         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl] &&
11048             meta->arg_owning_ref) {
11049                 return false;
11050         }
11051
11052         return meta->kfunc_flags & KF_RET_NULL;
11053 }
11054
11055 static bool is_kfunc_bpf_rcu_read_lock(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
11056 {
11057         return meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rcu_read_lock];
11058 }
11059
11060 static bool is_kfunc_bpf_rcu_read_unlock(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
11061 {
11062         return meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rcu_read_unlock];
11063 }
11064
11065 static enum kfunc_ptr_arg_type
11066 get_kfunc_ptr_arg_type(struct bpf_verifier_env *env,
11067                        struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
11068                        const struct btf_type *t, const struct btf_type *ref_t,
11069                        const char *ref_tname, const struct btf_param *args,
11070                        int argno, int nargs)
11071 {
11072         u32 regno = argno + 1;
11073         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
11074         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
11075         bool arg_mem_size = false;
11076
11077         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_cast_to_kern_ctx])
11078                 return KF_ARG_PTR_TO_CTX;
11079
11080         /* In this function, we verify the kfunc's BTF as per the argument type,
11081          * leaving the rest of the verification with respect to the register
11082          * type to our caller. When a set of conditions hold in the BTF type of
11083          * arguments, we resolve it to a known kfunc_ptr_arg_type.
11084          */
11085         if (btf_is_prog_ctx_type(&env->log, meta->btf, t, resolve_prog_type(env->prog), argno))
11086                 return KF_ARG_PTR_TO_CTX;
11087
11088         if (is_kfunc_arg_alloc_obj(meta->btf, &args[argno]))
11089                 return KF_ARG_PTR_TO_ALLOC_BTF_ID;
11090
11091         if (is_kfunc_arg_refcounted_kptr(meta->btf, &args[argno]))
11092                 return KF_ARG_PTR_TO_REFCOUNTED_KPTR;
11093
11094         if (is_kfunc_arg_dynptr(meta->btf, &args[argno]))
11095                 return KF_ARG_PTR_TO_DYNPTR;
11096
11097         if (is_kfunc_arg_iter(meta, argno))
11098                 return KF_ARG_PTR_TO_ITER;
11099
11100         if (is_kfunc_arg_list_head(meta->btf, &args[argno]))
11101                 return KF_ARG_PTR_TO_LIST_HEAD;
11102
11103         if (is_kfunc_arg_list_node(meta->btf, &args[argno]))
11104                 return KF_ARG_PTR_TO_LIST_NODE;
11105
11106         if (is_kfunc_arg_rbtree_root(meta->btf, &args[argno]))
11107                 return KF_ARG_PTR_TO_RB_ROOT;
11108
11109         if (is_kfunc_arg_rbtree_node(meta->btf, &args[argno]))
11110                 return KF_ARG_PTR_TO_RB_NODE;
11111
11112         if (is_kfunc_arg_const_str(meta->btf, &args[argno]))
11113                 return KF_ARG_PTR_TO_CONST_STR;
11114
11115         if (is_kfunc_arg_map(meta->btf, &args[argno]))
11116                 return KF_ARG_PTR_TO_MAP;
11117
11118         if ((base_type(reg->type) == PTR_TO_BTF_ID || reg2btf_ids[base_type(reg->type)])) {
11119                 if (!btf_type_is_struct(ref_t)) {
11120                         verbose(env, "kernel function %s args#%d pointer type %s %s is not supported\n",
11121                                 meta->func_name, argno, btf_type_str(ref_t), ref_tname);
11122                         return -EINVAL;
11123                 }
11124                 return KF_ARG_PTR_TO_BTF_ID;
11125         }
11126
11127         if (is_kfunc_arg_callback(env, meta->btf, &args[argno]))
11128                 return KF_ARG_PTR_TO_CALLBACK;
11129
11130         if (is_kfunc_arg_nullable(meta->btf, &args[argno]) && register_is_null(reg))
11131                 return KF_ARG_PTR_TO_NULL;
11132
11133         if (argno + 1 < nargs &&
11134             (is_kfunc_arg_mem_size(meta->btf, &args[argno + 1], &regs[regno + 1]) ||
11135              is_kfunc_arg_const_mem_size(meta->btf, &args[argno + 1], &regs[regno + 1])))
11136                 arg_mem_size = true;
11137
11138         /* This is the catch all argument type of register types supported by
11139          * check_helper_mem_access. However, we only allow when argument type is
11140          * pointer to scalar, or struct composed (recursively) of scalars. When
11141          * arg_mem_size is true, the pointer can be void *.
11142          */
11143         if (!btf_type_is_scalar(ref_t) && !__btf_type_is_scalar_struct(env, meta->btf, ref_t, 0) &&
11144             (arg_mem_size ? !btf_type_is_void(ref_t) : 1)) {
11145                 verbose(env, "arg#%d pointer type %s %s must point to %sscalar, or struct with scalar\n",
11146                         argno, btf_type_str(ref_t), ref_tname, arg_mem_size ? "void, " : "");
11147                 return -EINVAL;
11148         }
11149         return arg_mem_size ? KF_ARG_PTR_TO_MEM_SIZE : KF_ARG_PTR_TO_MEM;
11150 }
11151
11152 static int process_kf_arg_ptr_to_btf_id(struct bpf_verifier_env *env,
11153                                         struct bpf_reg_state *reg,
11154                                         const struct btf_type *ref_t,
11155                                         const char *ref_tname, u32 ref_id,
11156                                         struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
11157                                         int argno)
11158 {
11159         const struct btf_type *reg_ref_t;
11160         bool strict_type_match = false;
11161         const struct btf *reg_btf;
11162         const char *reg_ref_tname;
11163         u32 reg_ref_id;
11164
11165         if (base_type(reg->type) == PTR_TO_BTF_ID) {
11166                 reg_btf = reg->btf;
11167                 reg_ref_id = reg->btf_id;
11168         } else {
11169                 reg_btf = btf_vmlinux;
11170                 reg_ref_id = *reg2btf_ids[base_type(reg->type)];
11171         }
11172
11173         /* Enforce strict type matching for calls to kfuncs that are acquiring
11174          * or releasing a reference, or are no-cast aliases. We do _not_
11175          * enforce strict matching for plain KF_TRUSTED_ARGS kfuncs by default,
11176          * as we want to enable BPF programs to pass types that are bitwise
11177          * equivalent without forcing them to explicitly cast with something
11178          * like bpf_cast_to_kern_ctx().
11179          *
11180          * For example, say we had a type like the following:
11181          *
11182          * struct bpf_cpumask {
11183          *      cpumask_t cpumask;
11184          *      refcount_t usage;
11185          * };
11186          *
11187          * Note that as specified in <linux/cpumask.h>, cpumask_t is typedef'ed
11188          * to a struct cpumask, so it would be safe to pass a struct
11189          * bpf_cpumask * to a kfunc expecting a struct cpumask *.
11190          *
11191          * The philosophy here is similar to how we allow scalars of different
11192          * types to be passed to kfuncs as long as the size is the same. The
11193          * only difference here is that we're simply allowing
11194          * btf_struct_ids_match() to walk the struct at the 0th offset, and
11195          * resolve types.
11196          */
11197         if (is_kfunc_acquire(meta) ||
11198             (is_kfunc_release(meta) && reg->ref_obj_id) ||
11199             btf_type_ids_nocast_alias(&env->log, reg_btf, reg_ref_id, meta->btf, ref_id))
11200                 strict_type_match = true;
11201
11202         WARN_ON_ONCE(is_kfunc_trusted_args(meta) && reg->off);
11203
11204         reg_ref_t = btf_type_skip_modifiers(reg_btf, reg_ref_id, &reg_ref_id);
11205         reg_ref_tname = btf_name_by_offset(reg_btf, reg_ref_t->name_off);
11206         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg_btf, reg_ref_id, reg->off, meta->btf, ref_id, strict_type_match)) {
11207                 verbose(env, "kernel function %s args#%d expected pointer to %s %s but R%d has a pointer to %s %s\n",
11208                         meta->func_name, argno, btf_type_str(ref_t), ref_tname, argno + 1,
11209                         btf_type_str(reg_ref_t), reg_ref_tname);
11210                 return -EINVAL;
11211         }
11212         return 0;
11213 }
11214
11215 static int ref_set_non_owning(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
11216 {
11217         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
11218         struct btf_record *rec = reg_btf_record(reg);
11219
11220         if (!state->active_lock.ptr) {
11221                 verbose(env, "verifier internal error: ref_set_non_owning w/o active lock\n");
11222                 return -EFAULT;
11223         }
11224
11225         if (type_flag(reg->type) & NON_OWN_REF) {
11226                 verbose(env, "verifier internal error: NON_OWN_REF already set\n");
11227                 return -EFAULT;
11228         }
11229
11230         reg->type |= NON_OWN_REF;
11231         if (rec->refcount_off >= 0)
11232                 reg->type |= MEM_RCU;
11233
11234         return 0;
11235 }
11236
11237 static int ref_convert_owning_non_owning(struct bpf_verifier_env *env, u32 ref_obj_id)
11238 {
11239         struct bpf_func_state *state, *unused;
11240         struct bpf_reg_state *reg;
11241         int i;
11242
11243         state = cur_func(env);
11244
11245         if (!ref_obj_id) {
11246                 verbose(env, "verifier internal error: ref_obj_id is zero for "
11247                              "owning -> non-owning conversion\n");
11248                 return -EFAULT;
11249         }
11250
11251         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
11252                 if (state->refs[i].id != ref_obj_id)
11253                         continue;
11254
11255                 /* Clear ref_obj_id here so release_reference doesn't clobber
11256                  * the whole reg
11257                  */
11258                 bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, unused, reg, ({
11259                         if (reg->ref_obj_id == ref_obj_id) {
11260                                 reg->ref_obj_id = 0;
11261                                 ref_set_non_owning(env, reg);
11262                         }
11263                 }));
11264                 return 0;
11265         }
11266
11267         verbose(env, "verifier internal error: ref state missing for ref_obj_id\n");
11268         return -EFAULT;
11269 }
11270
11271 /* Implementation details:
11272  *
11273  * Each register points to some region of memory, which we define as an
11274  * allocation. Each allocation may embed a bpf_spin_lock which protects any
11275  * special BPF objects (bpf_list_head, bpf_rb_root, etc.) part of the same
11276  * allocation. The lock and the data it protects are colocated in the same
11277  * memory region.
11278  *
11279  * Hence, everytime a register holds a pointer value pointing to such
11280  * allocation, the verifier preserves a unique reg->id for it.
11281  *
11282  * The verifier remembers the lock 'ptr' and the lock 'id' whenever
11283  * bpf_spin_lock is called.
11284  *
11285  * To enable this, lock state in the verifier captures two values:
11286  *      active_lock.ptr = Register's type specific pointer
11287  *      active_lock.id  = A unique ID for each register pointer value
11288  *
11289  * Currently, PTR_TO_MAP_VALUE and PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC are the two
11290  * supported register types.
11291  *
11292  * The active_lock.ptr in case of map values is the reg->map_ptr, and in case of
11293  * allocated objects is the reg->btf pointer.
11294  *
11295  * The active_lock.id is non-unique for maps supporting direct_value_addr, as we
11296  * can establish the provenance of the map value statically for each distinct
11297  * lookup into such maps. They always contain a single map value hence unique
11298  * IDs for each pseudo load pessimizes the algorithm and rejects valid programs.
11299  *
11300  * So, in case of global variables, they use array maps with max_entries = 1,
11301  * hence their active_lock.ptr becomes map_ptr and id = 0 (since they all point
11302  * into the same map value as max_entries is 1, as described above).
11303  *
11304  * In case of inner map lookups, the inner map pointer has same map_ptr as the
11305  * outer map pointer (in verifier context), but each lookup into an inner map
11306  * assigns a fresh reg->id to the lookup, so while lookups into distinct inner
11307  * maps from the same outer map share the same map_ptr as active_lock.ptr, they
11308  * will get different reg->id assigned to each lookup, hence different
11309  * active_lock.id.
11310  *
11311  * In case of allocated objects, active_lock.ptr is the reg->btf, and the
11312  * reg->id is a unique ID preserved after the NULL pointer check on the pointer
11313  * returned from bpf_obj_new. Each allocation receives a new reg->id.
11314  */
11315 static int check_reg_allocation_locked(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
11316 {
11317         void *ptr;
11318         u32 id;
11319
11320         switch ((int)reg->type) {
11321         case PTR_TO_MAP_VALUE:
11322                 ptr = reg->map_ptr;
11323                 break;
11324         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC:
11325                 ptr = reg->btf;
11326                 break;
11327         default:
11328                 verbose(env, "verifier internal error: unknown reg type for lock check\n");
11329                 return -EFAULT;
11330         }
11331         id = reg->id;
11332
11333         if (!env->cur_state->active_lock.ptr)
11334                 return -EINVAL;
11335         if (env->cur_state->active_lock.ptr != ptr ||
11336             env->cur_state->active_lock.id != id) {
11337                 verbose(env, "held lock and object are not in the same allocation\n");
11338                 return -EINVAL;
11339         }
11340         return 0;
11341 }
11342
11343 static bool is_bpf_list_api_kfunc(u32 btf_id)
11344 {
11345         return btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_front_impl] ||
11346                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_back_impl] ||
11347                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_pop_front] ||
11348                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_pop_back];
11349 }
11350
11351 static bool is_bpf_rbtree_api_kfunc(u32 btf_id)
11352 {
11353         return btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl] ||
11354                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_remove] ||
11355                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_first];
11356 }
11357
11358 static bool is_bpf_graph_api_kfunc(u32 btf_id)
11359 {
11360         return is_bpf_list_api_kfunc(btf_id) || is_bpf_rbtree_api_kfunc(btf_id) ||
11361                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl];
11362 }
11363
11364 static bool is_sync_callback_calling_kfunc(u32 btf_id)
11365 {
11366         return btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl];
11367 }
11368
11369 static bool is_bpf_throw_kfunc(struct bpf_insn *insn)
11370 {
11371         return bpf_pseudo_kfunc_call(insn) && insn->off == 0 &&
11372                insn->imm == special_kfunc_list[KF_bpf_throw];
11373 }
11374
11375 static bool is_rbtree_lock_required_kfunc(u32 btf_id)
11376 {
11377         return is_bpf_rbtree_api_kfunc(btf_id);
11378 }
11379
11380 static bool check_kfunc_is_graph_root_api(struct bpf_verifier_env *env,
11381                                           enum btf_field_type head_field_type,
11382                                           u32 kfunc_btf_id)
11383 {
11384         bool ret;
11385
11386         switch (head_field_type) {
11387         case BPF_LIST_HEAD:
11388                 ret = is_bpf_list_api_kfunc(kfunc_btf_id);
11389                 break;
11390         case BPF_RB_ROOT:
11391                 ret = is_bpf_rbtree_api_kfunc(kfunc_btf_id);
11392                 break;
11393         default:
11394                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected graph root argument type %s\n",
11395                         btf_field_type_name(head_field_type));
11396                 return false;
11397         }
11398
11399         if (!ret)
11400                 verbose(env, "verifier internal error: %s head arg for unknown kfunc\n",
11401                         btf_field_type_name(head_field_type));
11402         return ret;
11403 }
11404
11405 static bool check_kfunc_is_graph_node_api(struct bpf_verifier_env *env,
11406                                           enum btf_field_type node_field_type,
11407                                           u32 kfunc_btf_id)
11408 {
11409         bool ret;
11410
11411         switch (node_field_type) {
11412         case BPF_LIST_NODE:
11413                 ret = (kfunc_btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_front_impl] ||
11414                        kfunc_btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_back_impl]);
11415                 break;
11416         case BPF_RB_NODE:
11417                 ret = (kfunc_btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_remove] ||
11418                        kfunc_btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl]);
11419                 break;
11420         default:
11421                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected graph node argument type %s\n",
11422                         btf_field_type_name(node_field_type));
11423                 return false;
11424         }
11425
11426         if (!ret)
11427                 verbose(env, "verifier internal error: %s node arg for unknown kfunc\n",
11428                         btf_field_type_name(node_field_type));
11429         return ret;
11430 }
11431
11432 static int
11433 __process_kf_arg_ptr_to_graph_root(struct bpf_verifier_env *env,
11434                                    struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
11435                                    struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
11436                                    enum btf_field_type head_field_type,
11437                                    struct btf_field **head_field)
11438 {
11439         const char *head_type_name;
11440         struct btf_field *field;
11441         struct btf_record *rec;
11442         u32 head_off;
11443
11444         if (meta->btf != btf_vmlinux) {
11445                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected btf mismatch in kfunc call\n");
11446                 return -EFAULT;
11447         }
11448
11449         if (!check_kfunc_is_graph_root_api(env, head_field_type, meta->func_id))
11450                 return -EFAULT;
11451
11452         head_type_name = btf_field_type_name(head_field_type);
11453         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
11454                 verbose(env,
11455                         "R%d doesn't have constant offset. %s has to be at the constant offset\n",
11456                         regno, head_type_name);
11457                 return -EINVAL;
11458         }
11459
11460         rec = reg_btf_record(reg);
11461         head_off = reg->off + reg->var_off.value;
11462         field = btf_record_find(rec, head_off, head_field_type);
11463         if (!field) {
11464                 verbose(env, "%s not found at offset=%u\n", head_type_name, head_off);
11465                 return -EINVAL;
11466         }
11467
11468         /* All functions require bpf_list_head to be protected using a bpf_spin_lock */
11469         if (check_reg_allocation_locked(env, reg)) {
11470                 verbose(env, "bpf_spin_lock at off=%d must be held for %s\n",
11471                         rec->spin_lock_off, head_type_name);
11472                 return -EINVAL;
11473         }
11474
11475         if (*head_field) {
11476                 verbose(env, "verifier internal error: repeating %s arg\n", head_type_name);
11477                 return -EFAULT;
11478         }
11479         *head_field = field;
11480         return 0;
11481 }
11482
11483 static int process_kf_arg_ptr_to_list_head(struct bpf_verifier_env *env,
11484                                            struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
11485                                            struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
11486 {
11487         return __process_kf_arg_ptr_to_graph_root(env, reg, regno, meta, BPF_LIST_HEAD,
11488                                                           &meta->arg_list_head.field);
11489 }
11490
11491 static int process_kf_arg_ptr_to_rbtree_root(struct bpf_verifier_env *env,
11492                                              struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
11493                                              struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
11494 {
11495         return __process_kf_arg_ptr_to_graph_root(env, reg, regno, meta, BPF_RB_ROOT,
11496                                                           &meta->arg_rbtree_root.field);
11497 }
11498
11499 static int
11500 __process_kf_arg_ptr_to_graph_node(struct bpf_verifier_env *env,
11501                                    struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
11502                                    struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
11503                                    enum btf_field_type head_field_type,
11504                                    enum btf_field_type node_field_type,
11505                                    struct btf_field **node_field)
11506 {
11507         const char *node_type_name;
11508         const struct btf_type *et, *t;
11509         struct btf_field *field;
11510         u32 node_off;
11511
11512         if (meta->btf != btf_vmlinux) {
11513                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected btf mismatch in kfunc call\n");
11514                 return -EFAULT;
11515         }
11516
11517         if (!check_kfunc_is_graph_node_api(env, node_field_type, meta->func_id))
11518                 return -EFAULT;
11519
11520         node_type_name = btf_field_type_name(node_field_type);
11521         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
11522                 verbose(env,
11523                         "R%d doesn't have constant offset. %s has to be at the constant offset\n",
11524                         regno, node_type_name);
11525                 return -EINVAL;
11526         }
11527
11528         node_off = reg->off + reg->var_off.value;
11529         field = reg_find_field_offset(reg, node_off, node_field_type);
11530         if (!field || field->offset != node_off) {
11531                 verbose(env, "%s not found at offset=%u\n", node_type_name, node_off);
11532                 return -EINVAL;
11533         }
11534
11535         field = *node_field;
11536
11537         et = btf_type_by_id(field->graph_root.btf, field->graph_root.value_btf_id);
11538         t = btf_type_by_id(reg->btf, reg->btf_id);
11539         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg->btf, reg->btf_id, 0, field->graph_root.btf,
11540                                   field->graph_root.value_btf_id, true)) {
11541                 verbose(env, "operation on %s expects arg#1 %s at offset=%d "
11542                         "in struct %s, but arg is at offset=%d in struct %s\n",
11543                         btf_field_type_name(head_field_type),
11544                         btf_field_type_name(node_field_type),
11545                         field->graph_root.node_offset,
11546                         btf_name_by_offset(field->graph_root.btf, et->name_off),
11547                         node_off, btf_name_by_offset(reg->btf, t->name_off));
11548                 return -EINVAL;
11549         }
11550         meta->arg_btf = reg->btf;
11551         meta->arg_btf_id = reg->btf_id;
11552
11553         if (node_off != field->graph_root.node_offset) {
11554                 verbose(env, "arg#1 offset=%d, but expected %s at offset=%d in struct %s\n",
11555                         node_off, btf_field_type_name(node_field_type),
11556                         field->graph_root.node_offset,
11557                         btf_name_by_offset(field->graph_root.btf, et->name_off));
11558                 return -EINVAL;
11559         }
11560
11561         return 0;
11562 }
11563
11564 static int process_kf_arg_ptr_to_list_node(struct bpf_verifier_env *env,
11565                                            struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
11566                                            struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
11567 {
11568         return __process_kf_arg_ptr_to_graph_node(env, reg, regno, meta,
11569                                                   BPF_LIST_HEAD, BPF_LIST_NODE,
11570                                                   &meta->arg_list_head.field);
11571 }
11572
11573 static int process_kf_arg_ptr_to_rbtree_node(struct bpf_verifier_env *env,
11574                                              struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
11575                                              struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
11576 {
11577         return __process_kf_arg_ptr_to_graph_node(env, reg, regno, meta,
11578                                                   BPF_RB_ROOT, BPF_RB_NODE,
11579                                                   &meta->arg_rbtree_root.field);
11580 }
11581
11582 /*
11583  * css_task iter allowlist is needed to avoid dead locking on css_set_lock.
11584  * LSM hooks and iters (both sleepable and non-sleepable) are safe.
11585  * Any sleepable progs are also safe since bpf_check_attach_target() enforce
11586  * them can only be attached to some specific hook points.
11587  */
11588 static bool check_css_task_iter_allowlist(struct bpf_verifier_env *env)
11589 {
11590         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
11591
11592         switch (prog_type) {
11593         case BPF_PROG_TYPE_LSM:
11594                 return true;
11595         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
11596                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_ITER)
11597                         return true;
11598                 fallthrough;
11599         default:
11600                 return in_sleepable(env);
11601         }
11602 }
11603
11604 static int check_kfunc_args(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
11605                             int insn_idx)
11606 {
11607         const char *func_name = meta->func_name, *ref_tname;
11608         const struct btf *btf = meta->btf;
11609         const struct btf_param *args;
11610         struct btf_record *rec;
11611         u32 i, nargs;
11612         int ret;
11613
11614         args = (const struct btf_param *)(meta->func_proto + 1);
11615         nargs = btf_type_vlen(meta->func_proto);
11616         if (nargs > MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS) {
11617                 verbose(env, "Function %s has %d > %d args\n", func_name, nargs,
11618                         MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS);
11619                 return -EINVAL;
11620         }
11621
11622         /* Check that BTF function arguments match actual types that the
11623          * verifier sees.
11624          */
11625         for (i = 0; i < nargs; i++) {
11626                 struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[i + 1];
11627                 const struct btf_type *t, *ref_t, *resolve_ret;
11628                 enum bpf_arg_type arg_type = ARG_DONTCARE;
11629                 u32 regno = i + 1, ref_id, type_size;
11630                 bool is_ret_buf_sz = false;
11631                 int kf_arg_type;
11632
11633                 t = btf_type_skip_modifiers(btf, args[i].type, NULL);
11634
11635                 if (is_kfunc_arg_ignore(btf, &args[i]))
11636                         continue;
11637
11638                 if (btf_type_is_scalar(t)) {
11639                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
11640                                 verbose(env, "R%d is not a scalar\n", regno);
11641                                 return -EINVAL;
11642                         }
11643
11644                         if (is_kfunc_arg_constant(meta->btf, &args[i])) {
11645                                 if (meta->arg_constant.found) {
11646                                         verbose(env, "verifier internal error: only one constant argument permitted\n");
11647                                         return -EFAULT;
11648                                 }
11649                                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
11650                                         verbose(env, "R%d must be a known constant\n", regno);
11651                                         return -EINVAL;
11652                                 }
11653                                 ret = mark_chain_precision(env, regno);
11654                                 if (ret < 0)
11655                                         return ret;
11656                                 meta->arg_constant.found = true;
11657                                 meta->arg_constant.value = reg->var_off.value;
11658                         } else if (is_kfunc_arg_scalar_with_name(btf, &args[i], "rdonly_buf_size")) {
11659                                 meta->r0_rdonly = true;
11660                                 is_ret_buf_sz = true;
11661                         } else if (is_kfunc_arg_scalar_with_name(btf, &args[i], "rdwr_buf_size")) {
11662                                 is_ret_buf_sz = true;
11663                         }
11664
11665                         if (is_ret_buf_sz) {
11666                                 if (meta->r0_size) {
11667                                         verbose(env, "2 or more rdonly/rdwr_buf_size parameters for kfunc");
11668                                         return -EINVAL;
11669                                 }
11670
11671                                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
11672                                         verbose(env, "R%d is not a const\n", regno);
11673                                         return -EINVAL;
11674                                 }
11675
11676                                 meta->r0_size = reg->var_off.value;
11677                                 ret = mark_chain_precision(env, regno);
11678                                 if (ret)
11679                                         return ret;
11680                         }
11681                         continue;
11682                 }
11683
11684                 if (!btf_type_is_ptr(t)) {
11685                         verbose(env, "Unrecognized arg#%d type %s\n", i, btf_type_str(t));
11686                         return -EINVAL;
11687                 }
11688
11689                 if ((is_kfunc_trusted_args(meta) || is_kfunc_rcu(meta)) &&
11690                     (register_is_null(reg) || type_may_be_null(reg->type)) &&
11691                         !is_kfunc_arg_nullable(meta->btf, &args[i])) {
11692                         verbose(env, "Possibly NULL pointer passed to trusted arg%d\n", i);
11693                         return -EACCES;
11694                 }
11695
11696                 if (reg->ref_obj_id) {
11697                         if (is_kfunc_release(meta) && meta->ref_obj_id) {
11698                                 verbose(env, "verifier internal error: more than one arg with ref_obj_id R%d %u %u\n",
11699                                         regno, reg->ref_obj_id,
11700                                         meta->ref_obj_id);
11701                                 return -EFAULT;
11702                         }
11703                         meta->ref_obj_id = reg->ref_obj_id;
11704                         if (is_kfunc_release(meta))
11705                                 meta->release_regno = regno;
11706                 }
11707
11708                 ref_t = btf_type_skip_modifiers(btf, t->type, &ref_id);
11709                 ref_tname = btf_name_by_offset(btf, ref_t->name_off);
11710
11711                 kf_arg_type = get_kfunc_ptr_arg_type(env, meta, t, ref_t, ref_tname, args, i, nargs);
11712                 if (kf_arg_type < 0)
11713                         return kf_arg_type;
11714
11715                 switch (kf_arg_type) {
11716                 case KF_ARG_PTR_TO_NULL:
11717                         continue;
11718                 case KF_ARG_PTR_TO_MAP:
11719                 case KF_ARG_PTR_TO_ALLOC_BTF_ID:
11720                 case KF_ARG_PTR_TO_BTF_ID:
11721                         if (!is_kfunc_trusted_args(meta) && !is_kfunc_rcu(meta))
11722                                 break;
11723
11724                         if (!is_trusted_reg(reg)) {
11725                                 if (!is_kfunc_rcu(meta)) {
11726                                         verbose(env, "R%d must be referenced or trusted\n", regno);
11727                                         return -EINVAL;
11728                                 }
11729                                 if (!is_rcu_reg(reg)) {
11730                                         verbose(env, "R%d must be a rcu pointer\n", regno);
11731                                         return -EINVAL;
11732                                 }
11733                         }
11734
11735                         fallthrough;
11736                 case KF_ARG_PTR_TO_CTX:
11737                         /* Trusted arguments have the same offset checks as release arguments */
11738                         arg_type |= OBJ_RELEASE;
11739                         break;
11740                 case KF_ARG_PTR_TO_DYNPTR:
11741                 case KF_ARG_PTR_TO_ITER:
11742                 case KF_ARG_PTR_TO_LIST_HEAD:
11743                 case KF_ARG_PTR_TO_LIST_NODE:
11744                 case KF_ARG_PTR_TO_RB_ROOT:
11745                 case KF_ARG_PTR_TO_RB_NODE:
11746                 case KF_ARG_PTR_TO_MEM:
11747                 case KF_ARG_PTR_TO_MEM_SIZE:
11748                 case KF_ARG_PTR_TO_CALLBACK:
11749                 case KF_ARG_PTR_TO_REFCOUNTED_KPTR:
11750                 case KF_ARG_PTR_TO_CONST_STR:
11751                         /* Trusted by default */
11752                         break;
11753                 default:
11754                         WARN_ON_ONCE(1);
11755                         return -EFAULT;
11756                 }
11757
11758                 if (is_kfunc_release(meta) && reg->ref_obj_id)
11759                         arg_type |= OBJ_RELEASE;
11760                 ret = check_func_arg_reg_off(env, reg, regno, arg_type);
11761                 if (ret < 0)
11762                         return ret;
11763
11764                 switch (kf_arg_type) {
11765                 case KF_ARG_PTR_TO_CTX:
11766                         if (reg->type != PTR_TO_CTX) {
11767                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to ctx, but got %s\n", i, btf_type_str(t));
11768                                 return -EINVAL;
11769                         }
11770
11771                         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_cast_to_kern_ctx]) {
11772                                 ret = get_kern_ctx_btf_id(&env->log, resolve_prog_type(env->prog));
11773                                 if (ret < 0)
11774                                         return -EINVAL;
11775                                 meta->ret_btf_id  = ret;
11776                         }
11777                         break;
11778                 case KF_ARG_PTR_TO_ALLOC_BTF_ID:
11779                         if (reg->type == (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
11780                                 if (meta->func_id != special_kfunc_list[KF_bpf_obj_drop_impl]) {
11781                                         verbose(env, "arg#%d expected for bpf_obj_drop_impl()\n", i);
11782                                         return -EINVAL;
11783                                 }
11784                         } else if (reg->type == (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | MEM_PERCPU)) {
11785                                 if (meta->func_id != special_kfunc_list[KF_bpf_percpu_obj_drop_impl]) {
11786                                         verbose(env, "arg#%d expected for bpf_percpu_obj_drop_impl()\n", i);
11787                                         return -EINVAL;
11788                                 }
11789                         } else {
11790                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to allocated object\n", i);
11791                                 return -EINVAL;
11792                         }
11793                         if (!reg->ref_obj_id) {
11794                                 verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
11795                                 return -EINVAL;
11796                         }
11797                         if (meta->btf == btf_vmlinux) {
11798                                 meta->arg_btf = reg->btf;
11799                                 meta->arg_btf_id = reg->btf_id;
11800                         }
11801                         break;
11802                 case KF_ARG_PTR_TO_DYNPTR:
11803                 {
11804                         enum bpf_arg_type dynptr_arg_type = ARG_PTR_TO_DYNPTR;
11805                         int clone_ref_obj_id = 0;
11806
11807                         if (reg->type != PTR_TO_STACK &&
11808                             reg->type != CONST_PTR_TO_DYNPTR) {
11809                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to stack or dynptr_ptr\n", i);
11810                                 return -EINVAL;
11811                         }
11812
11813                         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
11814                                 dynptr_arg_type |= MEM_RDONLY;
11815
11816                         if (is_kfunc_arg_uninit(btf, &args[i]))
11817                                 dynptr_arg_type |= MEM_UNINIT;
11818
11819                         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_from_skb]) {
11820                                 dynptr_arg_type |= DYNPTR_TYPE_SKB;
11821                         } else if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_from_xdp]) {
11822                                 dynptr_arg_type |= DYNPTR_TYPE_XDP;
11823                         } else if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_clone] &&
11824                                    (dynptr_arg_type & MEM_UNINIT)) {
11825                                 enum bpf_dynptr_type parent_type = meta->initialized_dynptr.type;
11826
11827                                 if (parent_type == BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID) {
11828                                         verbose(env, "verifier internal error: no dynptr type for parent of clone\n");
11829                                         return -EFAULT;
11830                                 }
11831
11832                                 dynptr_arg_type |= (unsigned int)get_dynptr_type_flag(parent_type);
11833                                 clone_ref_obj_id = meta->initialized_dynptr.ref_obj_id;
11834                                 if (dynptr_type_refcounted(parent_type) && !clone_ref_obj_id) {
11835                                         verbose(env, "verifier internal error: missing ref obj id for parent of clone\n");
11836                                         return -EFAULT;
11837                                 }
11838                         }
11839
11840                         ret = process_dynptr_func(env, regno, insn_idx, dynptr_arg_type, clone_ref_obj_id);
11841                         if (ret < 0)
11842                                 return ret;
11843
11844                         if (!(dynptr_arg_type & MEM_UNINIT)) {
11845                                 int id = dynptr_id(env, reg);
11846
11847                                 if (id < 0) {
11848                                         verbose(env, "verifier internal error: failed to obtain dynptr id\n");
11849                                         return id;
11850                                 }
11851                                 meta->initialized_dynptr.id = id;
11852                                 meta->initialized_dynptr.type = dynptr_get_type(env, reg);
11853                                 meta->initialized_dynptr.ref_obj_id = dynptr_ref_obj_id(env, reg);
11854                         }
11855
11856                         break;
11857                 }
11858                 case KF_ARG_PTR_TO_ITER:
11859                         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_iter_css_task_new]) {
11860                                 if (!check_css_task_iter_allowlist(env)) {
11861                                         verbose(env, "css_task_iter is only allowed in bpf_lsm, bpf_iter and sleepable progs\n");
11862                                         return -EINVAL;
11863                                 }
11864                         }
11865                         ret = process_iter_arg(env, regno, insn_idx, meta);
11866                         if (ret < 0)
11867                                 return ret;
11868                         break;
11869                 case KF_ARG_PTR_TO_LIST_HEAD:
11870                         if (reg->type != PTR_TO_MAP_VALUE &&
11871                             reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
11872                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to map value or allocated object\n", i);
11873                                 return -EINVAL;
11874                         }
11875                         if (reg->type == (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC) && !reg->ref_obj_id) {
11876                                 verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
11877                                 return -EINVAL;
11878                         }
11879                         ret = process_kf_arg_ptr_to_list_head(env, reg, regno, meta);
11880                         if (ret < 0)
11881                                 return ret;
11882                         break;
11883                 case KF_ARG_PTR_TO_RB_ROOT:
11884                         if (reg->type != PTR_TO_MAP_VALUE &&
11885                             reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
11886                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to map value or allocated object\n", i);
11887                                 return -EINVAL;
11888                         }
11889                         if (reg->type == (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC) && !reg->ref_obj_id) {
11890                                 verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
11891                                 return -EINVAL;
11892                         }
11893                         ret = process_kf_arg_ptr_to_rbtree_root(env, reg, regno, meta);
11894                         if (ret < 0)
11895                                 return ret;
11896                         break;
11897                 case KF_ARG_PTR_TO_LIST_NODE:
11898                         if (reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
11899                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to allocated object\n", i);
11900                                 return -EINVAL;
11901                         }
11902                         if (!reg->ref_obj_id) {
11903                                 verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
11904                                 return -EINVAL;
11905                         }
11906                         ret = process_kf_arg_ptr_to_list_node(env, reg, regno, meta);
11907                         if (ret < 0)
11908                                 return ret;
11909                         break;
11910                 case KF_ARG_PTR_TO_RB_NODE:
11911                         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_remove]) {
11912                                 if (!type_is_non_owning_ref(reg->type) || reg->ref_obj_id) {
11913                                         verbose(env, "rbtree_remove node input must be non-owning ref\n");
11914                                         return -EINVAL;
11915                                 }
11916                                 if (in_rbtree_lock_required_cb(env)) {
11917                                         verbose(env, "rbtree_remove not allowed in rbtree cb\n");
11918                                         return -EINVAL;
11919                                 }
11920                         } else {
11921                                 if (reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
11922                                         verbose(env, "arg#%d expected pointer to allocated object\n", i);
11923                                         return -EINVAL;
11924                                 }
11925                                 if (!reg->ref_obj_id) {
11926                                         verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
11927                                         return -EINVAL;
11928                                 }
11929                         }
11930
11931                         ret = process_kf_arg_ptr_to_rbtree_node(env, reg, regno, meta);
11932                         if (ret < 0)
11933                                 return ret;
11934                         break;
11935                 case KF_ARG_PTR_TO_MAP:
11936                         /* If argument has '__map' suffix expect 'struct bpf_map *' */
11937                         ref_id = *reg2btf_ids[CONST_PTR_TO_MAP];
11938                         ref_t = btf_type_by_id(btf_vmlinux, ref_id);
11939                         ref_tname = btf_name_by_offset(btf, ref_t->name_off);
11940                         fallthrough;
11941                 case KF_ARG_PTR_TO_BTF_ID:
11942                         /* Only base_type is checked, further checks are done here */
11943                         if ((base_type(reg->type) != PTR_TO_BTF_ID ||
11944                              (bpf_type_has_unsafe_modifiers(reg->type) && !is_rcu_reg(reg))) &&
11945                             !reg2btf_ids[base_type(reg->type)]) {
11946                                 verbose(env, "arg#%d is %s ", i, reg_type_str(env, reg->type));
11947                                 verbose(env, "expected %s or socket\n",
11948                                         reg_type_str(env, base_type(reg->type) |
11949                                                           (type_flag(reg->type) & BPF_REG_TRUSTED_MODIFIERS)));
11950                                 return -EINVAL;
11951                         }
11952                         ret = process_kf_arg_ptr_to_btf_id(env, reg, ref_t, ref_tname, ref_id, meta, i);
11953                         if (ret < 0)
11954                                 return ret;
11955                         break;
11956                 case KF_ARG_PTR_TO_MEM:
11957                         resolve_ret = btf_resolve_size(btf, ref_t, &type_size);
11958                         if (IS_ERR(resolve_ret)) {
11959                                 verbose(env, "arg#%d reference type('%s %s') size cannot be determined: %ld\n",
11960                                         i, btf_type_str(ref_t), ref_tname, PTR_ERR(resolve_ret));
11961                                 return -EINVAL;
11962                         }
11963                         ret = check_mem_reg(env, reg, regno, type_size);
11964                         if (ret < 0)
11965                                 return ret;
11966                         break;
11967                 case KF_ARG_PTR_TO_MEM_SIZE:
11968                 {
11969                         struct bpf_reg_state *buff_reg = &regs[regno];
11970                         const struct btf_param *buff_arg = &args[i];
11971                         struct bpf_reg_state *size_reg = &regs[regno + 1];
11972                         const struct btf_param *size_arg = &args[i + 1];
11973
11974                         if (!register_is_null(buff_reg) || !is_kfunc_arg_optional(meta->btf, buff_arg)) {
11975                                 ret = check_kfunc_mem_size_reg(env, size_reg, regno + 1);
11976                                 if (ret < 0) {
11977                                         verbose(env, "arg#%d arg#%d memory, len pair leads to invalid memory access\n", i, i + 1);
11978                                         return ret;
11979                                 }
11980                         }
11981
11982                         if (is_kfunc_arg_const_mem_size(meta->btf, size_arg, size_reg)) {
11983                                 if (meta->arg_constant.found) {
11984                                         verbose(env, "verifier internal error: only one constant argument permitted\n");
11985                                         return -EFAULT;
11986                                 }
11987                                 if (!tnum_is_const(size_reg->var_off)) {
11988                                         verbose(env, "R%d must be a known constant\n", regno + 1);
11989                                         return -EINVAL;
11990                                 }
11991                                 meta->arg_constant.found = true;
11992                                 meta->arg_constant.value = size_reg->var_off.value;
11993                         }
11994
11995                         /* Skip next '__sz' or '__szk' argument */
11996                         i++;
11997                         break;
11998                 }
11999                 case KF_ARG_PTR_TO_CALLBACK:
12000                         if (reg->type != PTR_TO_FUNC) {
12001                                 verbose(env, "arg%d expected pointer to func\n", i);
12002                                 return -EINVAL;
12003                         }
12004                         meta->subprogno = reg->subprogno;
12005                         break;
12006                 case KF_ARG_PTR_TO_REFCOUNTED_KPTR:
12007                         if (!type_is_ptr_alloc_obj(reg->type)) {
12008                                 verbose(env, "arg#%d is neither owning or non-owning ref\n", i);
12009                                 return -EINVAL;
12010                         }
12011                         if (!type_is_non_owning_ref(reg->type))
12012                                 meta->arg_owning_ref = true;
12013
12014                         rec = reg_btf_record(reg);
12015                         if (!rec) {
12016                                 verbose(env, "verifier internal error: Couldn't find btf_record\n");
12017                                 return -EFAULT;
12018                         }
12019
12020                         if (rec->refcount_off < 0) {
12021                                 verbose(env, "arg#%d doesn't point to a type with bpf_refcount field\n", i);
12022                                 return -EINVAL;
12023                         }
12024
12025                         meta->arg_btf = reg->btf;
12026                         meta->arg_btf_id = reg->btf_id;
12027                         break;
12028                 case KF_ARG_PTR_TO_CONST_STR:
12029                         if (reg->type != PTR_TO_MAP_VALUE) {
12030                                 verbose(env, "arg#%d doesn't point to a const string\n", i);
12031                                 return -EINVAL;
12032                         }
12033                         ret = check_reg_const_str(env, reg, regno);
12034                         if (ret)
12035                                 return ret;
12036                         break;
12037                 }
12038         }
12039
12040         if (is_kfunc_release(meta) && !meta->release_regno) {
12041                 verbose(env, "release kernel function %s expects refcounted PTR_TO_BTF_ID\n",
12042                         func_name);
12043                 return -EINVAL;
12044         }
12045
12046         return 0;
12047 }
12048
12049 static int fetch_kfunc_meta(struct bpf_verifier_env *env,
12050                             struct bpf_insn *insn,
12051                             struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
12052                             const char **kfunc_name)
12053 {
12054         const struct btf_type *func, *func_proto;
12055         u32 func_id, *kfunc_flags;
12056         const char *func_name;
12057         struct btf *desc_btf;
12058
12059         if (kfunc_name)
12060                 *kfunc_name = NULL;
12061
12062         if (!insn->imm)
12063                 return -EINVAL;
12064
12065         desc_btf = find_kfunc_desc_btf(env, insn->off);
12066         if (IS_ERR(desc_btf))
12067                 return PTR_ERR(desc_btf);
12068
12069         func_id = insn->imm;
12070         func = btf_type_by_id(desc_btf, func_id);
12071         func_name = btf_name_by_offset(desc_btf, func->name_off);
12072         if (kfunc_name)
12073                 *kfunc_name = func_name;
12074         func_proto = btf_type_by_id(desc_btf, func->type);
12075
12076         kfunc_flags = btf_kfunc_id_set_contains(desc_btf, func_id, env->prog);
12077         if (!kfunc_flags) {
12078                 return -EACCES;
12079         }
12080
12081         memset(meta, 0, sizeof(*meta));
12082         meta->btf = desc_btf;
12083         meta->func_id = func_id;
12084         meta->kfunc_flags = *kfunc_flags;
12085         meta->func_proto = func_proto;
12086         meta->func_name = func_name;
12087
12088         return 0;
12089 }
12090
12091 static int check_return_code(struct bpf_verifier_env *env, int regno, const char *reg_name);
12092
12093 static int check_kfunc_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
12094                             int *insn_idx_p)
12095 {
12096         const struct btf_type *t, *ptr_type;
12097         u32 i, nargs, ptr_type_id, release_ref_obj_id;
12098         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
12099         const char *func_name, *ptr_type_name;
12100         bool sleepable, rcu_lock, rcu_unlock;
12101         struct bpf_kfunc_call_arg_meta meta;
12102         struct bpf_insn_aux_data *insn_aux;
12103         int err, insn_idx = *insn_idx_p;
12104         const struct btf_param *args;
12105         const struct btf_type *ret_t;
12106         struct btf *desc_btf;
12107
12108         /* skip for now, but return error when we find this in fixup_kfunc_call */
12109         if (!insn->imm)
12110                 return 0;
12111
12112         err = fetch_kfunc_meta(env, insn, &meta, &func_name);
12113         if (err == -EACCES && func_name)
12114                 verbose(env, "calling kernel function %s is not allowed\n", func_name);
12115         if (err)
12116                 return err;
12117         desc_btf = meta.btf;
12118         insn_aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
12119
12120         insn_aux->is_iter_next = is_iter_next_kfunc(&meta);
12121
12122         if (is_kfunc_destructive(&meta) && !capable(CAP_SYS_BOOT)) {
12123                 verbose(env, "destructive kfunc calls require CAP_SYS_BOOT capability\n");
12124                 return -EACCES;
12125         }
12126
12127         sleepable = is_kfunc_sleepable(&meta);
12128         if (sleepable && !in_sleepable(env)) {
12129                 verbose(env, "program must be sleepable to call sleepable kfunc %s\n", func_name);
12130                 return -EACCES;
12131         }
12132
12133         /* Check the arguments */
12134         err = check_kfunc_args(env, &meta, insn_idx);
12135         if (err < 0)
12136                 return err;
12137
12138         if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl]) {
12139                 err = push_callback_call(env, insn, insn_idx, meta.subprogno,
12140                                          set_rbtree_add_callback_state);
12141                 if (err) {
12142                         verbose(env, "kfunc %s#%d failed callback verification\n",
12143                                 func_name, meta.func_id);
12144                         return err;
12145                 }
12146         }
12147
12148         rcu_lock = is_kfunc_bpf_rcu_read_lock(&meta);
12149         rcu_unlock = is_kfunc_bpf_rcu_read_unlock(&meta);
12150
12151         if (env->cur_state->active_rcu_lock) {
12152                 struct bpf_func_state *state;
12153                 struct bpf_reg_state *reg;
12154                 u32 clear_mask = (1 << STACK_SPILL) | (1 << STACK_ITER);
12155
12156                 if (in_rbtree_lock_required_cb(env) && (rcu_lock || rcu_unlock)) {
12157                         verbose(env, "Calling bpf_rcu_read_{lock,unlock} in unnecessary rbtree callback\n");
12158                         return -EACCES;
12159                 }
12160
12161                 if (rcu_lock) {
12162                         verbose(env, "nested rcu read lock (kernel function %s)\n", func_name);
12163                         return -EINVAL;
12164                 } else if (rcu_unlock) {
12165                         bpf_for_each_reg_in_vstate_mask(env->cur_state, state, reg, clear_mask, ({
12166                                 if (reg->type & MEM_RCU) {
12167                                         reg->type &= ~(MEM_RCU | PTR_MAYBE_NULL);
12168                                         reg->type |= PTR_UNTRUSTED;
12169                                 }
12170                         }));
12171                         env->cur_state->active_rcu_lock = false;
12172                 } else if (sleepable) {
12173                         verbose(env, "kernel func %s is sleepable within rcu_read_lock region\n", func_name);
12174                         return -EACCES;
12175                 }
12176         } else if (rcu_lock) {
12177                 env->cur_state->active_rcu_lock = true;
12178         } else if (rcu_unlock) {
12179                 verbose(env, "unmatched rcu read unlock (kernel function %s)\n", func_name);
12180                 return -EINVAL;
12181         }
12182
12183         /* In case of release function, we get register number of refcounted
12184          * PTR_TO_BTF_ID in bpf_kfunc_arg_meta, do the release now.
12185          */
12186         if (meta.release_regno) {
12187                 err = release_reference(env, regs[meta.release_regno].ref_obj_id);
12188                 if (err) {
12189                         verbose(env, "kfunc %s#%d reference has not been acquired before\n",
12190                                 func_name, meta.func_id);
12191                         return err;
12192                 }
12193         }
12194
12195         if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_front_impl] ||
12196             meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_back_impl] ||
12197             meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl]) {
12198                 release_ref_obj_id = regs[BPF_REG_2].ref_obj_id;
12199                 insn_aux->insert_off = regs[BPF_REG_2].off;
12200                 insn_aux->kptr_struct_meta = btf_find_struct_meta(meta.arg_btf, meta.arg_btf_id);
12201                 err = ref_convert_owning_non_owning(env, release_ref_obj_id);
12202                 if (err) {
12203                         verbose(env, "kfunc %s#%d conversion of owning ref to non-owning failed\n",
12204                                 func_name, meta.func_id);
12205                         return err;
12206                 }
12207
12208                 err = release_reference(env, release_ref_obj_id);
12209                 if (err) {
12210                         verbose(env, "kfunc %s#%d reference has not been acquired before\n",
12211                                 func_name, meta.func_id);
12212                         return err;
12213                 }
12214         }
12215
12216         if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_throw]) {
12217                 if (!bpf_jit_supports_exceptions()) {
12218                         verbose(env, "JIT does not support calling kfunc %s#%d\n",
12219                                 func_name, meta.func_id);
12220                         return -ENOTSUPP;
12221                 }
12222                 env->seen_exception = true;
12223
12224                 /* In the case of the default callback, the cookie value passed
12225                  * to bpf_throw becomes the return value of the program.
12226                  */
12227                 if (!env->exception_callback_subprog) {
12228                         err = check_return_code(env, BPF_REG_1, "R1");
12229                         if (err < 0)
12230                                 return err;
12231                 }
12232         }
12233
12234         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++)
12235                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
12236
12237         /* Check return type */
12238         t = btf_type_skip_modifiers(desc_btf, meta.func_proto->type, NULL);
12239
12240         if (is_kfunc_acquire(&meta) && !btf_type_is_struct_ptr(meta.btf, t)) {
12241                 /* Only exception is bpf_obj_new_impl */
12242                 if (meta.btf != btf_vmlinux ||
12243                     (meta.func_id != special_kfunc_list[KF_bpf_obj_new_impl] &&
12244                      meta.func_id != special_kfunc_list[KF_bpf_percpu_obj_new_impl] &&
12245                      meta.func_id != special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl])) {
12246                         verbose(env, "acquire kernel function does not return PTR_TO_BTF_ID\n");
12247                         return -EINVAL;
12248                 }
12249         }
12250
12251         if (btf_type_is_scalar(t)) {
12252                 mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
12253                 mark_btf_func_reg_size(env, BPF_REG_0, t->size);
12254         } else if (btf_type_is_ptr(t)) {
12255                 ptr_type = btf_type_skip_modifiers(desc_btf, t->type, &ptr_type_id);
12256
12257                 if (meta.btf == btf_vmlinux && btf_id_set_contains(&special_kfunc_set, meta.func_id)) {
12258                         if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_new_impl] ||
12259                             meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_percpu_obj_new_impl]) {
12260                                 struct btf_struct_meta *struct_meta;
12261                                 struct btf *ret_btf;
12262                                 u32 ret_btf_id;
12263
12264                                 if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_new_impl] && !bpf_global_ma_set)
12265                                         return -ENOMEM;
12266
12267                                 if (((u64)(u32)meta.arg_constant.value) != meta.arg_constant.value) {
12268                                         verbose(env, "local type ID argument must be in range [0, U32_MAX]\n");
12269                                         return -EINVAL;
12270                                 }
12271
12272                                 ret_btf = env->prog->aux->btf;
12273                                 ret_btf_id = meta.arg_constant.value;
12274
12275                                 /* This may be NULL due to user not supplying a BTF */
12276                                 if (!ret_btf) {
12277                                         verbose(env, "bpf_obj_new/bpf_percpu_obj_new requires prog BTF\n");
12278                                         return -EINVAL;
12279                                 }
12280
12281                                 ret_t = btf_type_by_id(ret_btf, ret_btf_id);
12282                                 if (!ret_t || !__btf_type_is_struct(ret_t)) {
12283                                         verbose(env, "bpf_obj_new/bpf_percpu_obj_new type ID argument must be of a struct\n");
12284                                         return -EINVAL;
12285                                 }
12286
12287                                 if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_percpu_obj_new_impl]) {
12288                                         if (ret_t->size > BPF_GLOBAL_PERCPU_MA_MAX_SIZE) {
12289                                                 verbose(env, "bpf_percpu_obj_new type size (%d) is greater than %d\n",
12290                                                         ret_t->size, BPF_GLOBAL_PERCPU_MA_MAX_SIZE);
12291                                                 return -EINVAL;
12292                                         }
12293
12294                                         if (!bpf_global_percpu_ma_set) {
12295                                                 mutex_lock(&bpf_percpu_ma_lock);
12296                                                 if (!bpf_global_percpu_ma_set) {
12297                                                         /* Charge memory allocated with bpf_global_percpu_ma to
12298                                                          * root memcg. The obj_cgroup for root memcg is NULL.
12299                                                          */
12300                                                         err = bpf_mem_alloc_percpu_init(&bpf_global_percpu_ma, NULL);
12301                                                         if (!err)
12302                                                                 bpf_global_percpu_ma_set = true;
12303                                                 }
12304                                                 mutex_unlock(&bpf_percpu_ma_lock);
12305                                                 if (err)
12306                                                         return err;
12307                                         }
12308
12309                                         mutex_lock(&bpf_percpu_ma_lock);
12310                                         err = bpf_mem_alloc_percpu_unit_init(&bpf_global_percpu_ma, ret_t->size);
12311                                         mutex_unlock(&bpf_percpu_ma_lock);
12312                                         if (err)
12313                                                 return err;
12314                                 }
12315
12316                                 struct_meta = btf_find_struct_meta(ret_btf, ret_btf_id);
12317                                 if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_percpu_obj_new_impl]) {
12318                                         if (!__btf_type_is_scalar_struct(env, ret_btf, ret_t, 0)) {
12319                                                 verbose(env, "bpf_percpu_obj_new type ID argument must be of a struct of scalars\n");
12320                                                 return -EINVAL;
12321                                         }
12322
12323                                         if (struct_meta) {
12324                                                 verbose(env, "bpf_percpu_obj_new type ID argument must not contain special fields\n");
12325                                                 return -EINVAL;
12326                                         }
12327                                 }
12328
12329                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
12330                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC;
12331                                 regs[BPF_REG_0].btf = ret_btf;
12332                                 regs[BPF_REG_0].btf_id = ret_btf_id;
12333                                 if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_percpu_obj_new_impl])
12334                                         regs[BPF_REG_0].type |= MEM_PERCPU;
12335
12336                                 insn_aux->obj_new_size = ret_t->size;
12337                                 insn_aux->kptr_struct_meta = struct_meta;
12338                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl]) {
12339                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
12340                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC;
12341                                 regs[BPF_REG_0].btf = meta.arg_btf;
12342                                 regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.arg_btf_id;
12343
12344                                 insn_aux->kptr_struct_meta =
12345                                         btf_find_struct_meta(meta.arg_btf,
12346                                                              meta.arg_btf_id);
12347                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_pop_front] ||
12348                                    meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_pop_back]) {
12349                                 struct btf_field *field = meta.arg_list_head.field;
12350
12351                                 mark_reg_graph_node(regs, BPF_REG_0, &field->graph_root);
12352                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_remove] ||
12353                                    meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_first]) {
12354                                 struct btf_field *field = meta.arg_rbtree_root.field;
12355
12356                                 mark_reg_graph_node(regs, BPF_REG_0, &field->graph_root);
12357                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_cast_to_kern_ctx]) {
12358                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
12359                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED;
12360                                 regs[BPF_REG_0].btf = desc_btf;
12361                                 regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.ret_btf_id;
12362                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rdonly_cast]) {
12363                                 ret_t = btf_type_by_id(desc_btf, meta.arg_constant.value);
12364                                 if (!ret_t || !btf_type_is_struct(ret_t)) {
12365                                         verbose(env,
12366                                                 "kfunc bpf_rdonly_cast type ID argument must be of a struct\n");
12367                                         return -EINVAL;
12368                                 }
12369
12370                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
12371                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED;
12372                                 regs[BPF_REG_0].btf = desc_btf;
12373                                 regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.arg_constant.value;
12374                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_slice] ||
12375                                    meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_slice_rdwr]) {
12376                                 enum bpf_type_flag type_flag = get_dynptr_type_flag(meta.initialized_dynptr.type);
12377
12378                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
12379
12380                                 if (!meta.arg_constant.found) {
12381                                         verbose(env, "verifier internal error: bpf_dynptr_slice(_rdwr) no constant size\n");
12382                                         return -EFAULT;
12383                                 }
12384
12385                                 regs[BPF_REG_0].mem_size = meta.arg_constant.value;
12386
12387                                 /* PTR_MAYBE_NULL will be added when is_kfunc_ret_null is checked */
12388                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM | type_flag;
12389
12390                                 if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_slice]) {
12391                                         regs[BPF_REG_0].type |= MEM_RDONLY;
12392                                 } else {
12393                                         /* this will set env->seen_direct_write to true */
12394                                         if (!may_access_direct_pkt_data(env, NULL, BPF_WRITE)) {
12395                                                 verbose(env, "the prog does not allow writes to packet data\n");
12396                                                 return -EINVAL;
12397                                         }
12398                                 }
12399
12400                                 if (!meta.initialized_dynptr.id) {
12401                                         verbose(env, "verifier internal error: no dynptr id\n");
12402                                         return -EFAULT;
12403                                 }
12404                                 regs[BPF_REG_0].dynptr_id = meta.initialized_dynptr.id;
12405
12406                                 /* we don't need to set BPF_REG_0's ref obj id
12407                                  * because packet slices are not refcounted (see
12408                                  * dynptr_type_refcounted)
12409                                  */
12410                         } else {
12411                                 verbose(env, "kernel function %s unhandled dynamic return type\n",
12412                                         meta.func_name);
12413                                 return -EFAULT;
12414                         }
12415                 } else if (btf_type_is_void(ptr_type)) {
12416                         /* kfunc returning 'void *' is equivalent to returning scalar */
12417                         mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
12418                 } else if (!__btf_type_is_struct(ptr_type)) {
12419                         if (!meta.r0_size) {
12420                                 __u32 sz;
12421
12422                                 if (!IS_ERR(btf_resolve_size(desc_btf, ptr_type, &sz))) {
12423                                         meta.r0_size = sz;
12424                                         meta.r0_rdonly = true;
12425                                 }
12426                         }
12427                         if (!meta.r0_size) {
12428                                 ptr_type_name = btf_name_by_offset(desc_btf,
12429                                                                    ptr_type->name_off);
12430                                 verbose(env,
12431                                         "kernel function %s returns pointer type %s %s is not supported\n",
12432                                         func_name,
12433                                         btf_type_str(ptr_type),
12434                                         ptr_type_name);
12435                                 return -EINVAL;
12436                         }
12437
12438                         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
12439                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM;
12440                         regs[BPF_REG_0].mem_size = meta.r0_size;
12441
12442                         if (meta.r0_rdonly)
12443                                 regs[BPF_REG_0].type |= MEM_RDONLY;
12444
12445                         /* Ensures we don't access the memory after a release_reference() */
12446                         if (meta.ref_obj_id)
12447                                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = meta.ref_obj_id;
12448                 } else {
12449                         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
12450                         regs[BPF_REG_0].btf = desc_btf;
12451                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID;
12452                         regs[BPF_REG_0].btf_id = ptr_type_id;
12453                 }
12454
12455                 if (is_kfunc_ret_null(&meta)) {
12456                         regs[BPF_REG_0].type |= PTR_MAYBE_NULL;
12457                         /* For mark_ptr_or_null_reg, see 93c230e3f5bd6 */
12458                         regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
12459                 }
12460                 mark_btf_func_reg_size(env, BPF_REG_0, sizeof(void *));
12461                 if (is_kfunc_acquire(&meta)) {
12462                         int id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
12463
12464                         if (id < 0)
12465                                 return id;
12466                         if (is_kfunc_ret_null(&meta))
12467                                 regs[BPF_REG_0].id = id;
12468                         regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = id;
12469                 } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_first]) {
12470                         ref_set_non_owning(env, &regs[BPF_REG_0]);
12471                 }
12472
12473                 if (reg_may_point_to_spin_lock(&regs[BPF_REG_0]) && !regs[BPF_REG_0].id)
12474                         regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
12475         } else if (btf_type_is_void(t)) {
12476                 if (meta.btf == btf_vmlinux && btf_id_set_contains(&special_kfunc_set, meta.func_id)) {
12477                         if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_drop_impl] ||
12478                             meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_percpu_obj_drop_impl]) {
12479                                 insn_aux->kptr_struct_meta =
12480                                         btf_find_struct_meta(meta.arg_btf,
12481                                                              meta.arg_btf_id);
12482                         }
12483                 }
12484         }
12485
12486         nargs = btf_type_vlen(meta.func_proto);
12487         args = (const struct btf_param *)(meta.func_proto + 1);
12488         for (i = 0; i < nargs; i++) {
12489                 u32 regno = i + 1;
12490
12491                 t = btf_type_skip_modifiers(desc_btf, args[i].type, NULL);
12492                 if (btf_type_is_ptr(t))
12493                         mark_btf_func_reg_size(env, regno, sizeof(void *));
12494                 else
12495                         /* scalar. ensured by btf_check_kfunc_arg_match() */
12496                         mark_btf_func_reg_size(env, regno, t->size);
12497         }
12498
12499         if (is_iter_next_kfunc(&meta)) {
12500                 err = process_iter_next_call(env, insn_idx, &meta);
12501                 if (err)
12502                         return err;
12503         }
12504
12505         return 0;
12506 }
12507
12508 static bool signed_add_overflows(s64 a, s64 b)
12509 {
12510         /* Do the add in u64, where overflow is well-defined */
12511         s64 res = (s64)((u64)a + (u64)b);
12512
12513         if (b < 0)
12514                 return res > a;
12515         return res < a;
12516 }
12517
12518 static bool signed_add32_overflows(s32 a, s32 b)
12519 {
12520         /* Do the add in u32, where overflow is well-defined */
12521         s32 res = (s32)((u32)a + (u32)b);
12522
12523         if (b < 0)
12524                 return res > a;
12525         return res < a;
12526 }
12527
12528 static bool signed_sub_overflows(s64 a, s64 b)
12529 {
12530         /* Do the sub in u64, where overflow is well-defined */
12531         s64 res = (s64)((u64)a - (u64)b);
12532
12533         if (b < 0)
12534                 return res < a;
12535         return res > a;
12536 }
12537
12538 static bool signed_sub32_overflows(s32 a, s32 b)
12539 {
12540         /* Do the sub in u32, where overflow is well-defined */
12541         s32 res = (s32)((u32)a - (u32)b);
12542
12543         if (b < 0)
12544                 return res < a;
12545         return res > a;
12546 }
12547
12548 static bool check_reg_sane_offset(struct bpf_verifier_env *env,
12549                                   const struct bpf_reg_state *reg,
12550                                   enum bpf_reg_type type)
12551 {
12552         bool known = tnum_is_const(reg->var_off);
12553         s64 val = reg->var_off.value;
12554         s64 smin = reg->smin_value;
12555
12556         if (known && (val >= BPF_MAX_VAR_OFF || val <= -BPF_MAX_VAR_OFF)) {
12557                 verbose(env, "math between %s pointer and %lld is not allowed\n",
12558                         reg_type_str(env, type), val);
12559                 return false;
12560         }
12561
12562         if (reg->off >= BPF_MAX_VAR_OFF || reg->off <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
12563                 verbose(env, "%s pointer offset %d is not allowed\n",
12564                         reg_type_str(env, type), reg->off);
12565                 return false;
12566         }
12567
12568         if (smin == S64_MIN) {
12569                 verbose(env, "math between %s pointer and register with unbounded min value is not allowed\n",
12570                         reg_type_str(env, type));
12571                 return false;
12572         }
12573
12574         if (smin >= BPF_MAX_VAR_OFF || smin <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
12575                 verbose(env, "value %lld makes %s pointer be out of bounds\n",
12576                         smin, reg_type_str(env, type));
12577                 return false;
12578         }
12579
12580         return true;
12581 }
12582
12583 enum {
12584         REASON_BOUNDS   = -1,
12585         REASON_TYPE     = -2,
12586         REASON_PATHS    = -3,
12587         REASON_LIMIT    = -4,
12588         REASON_STACK    = -5,
12589 };
12590
12591 static int retrieve_ptr_limit(const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
12592                               u32 *alu_limit, bool mask_to_left)
12593 {
12594         u32 max = 0, ptr_limit = 0;
12595
12596         switch (ptr_reg->type) {
12597         case PTR_TO_STACK:
12598                 /* Offset 0 is out-of-bounds, but acceptable start for the
12599                  * left direction, see BPF_REG_FP. Also, unknown scalar
12600                  * offset where we would need to deal with min/max bounds is
12601                  * currently prohibited for unprivileged.
12602                  */
12603                 max = MAX_BPF_STACK + mask_to_left;
12604                 ptr_limit = -(ptr_reg->var_off.value + ptr_reg->off);
12605                 break;
12606         case PTR_TO_MAP_VALUE:
12607                 max = ptr_reg->map_ptr->value_size;
12608                 ptr_limit = (mask_to_left ?
12609                              ptr_reg->smin_value :
12610                              ptr_reg->umax_value) + ptr_reg->off;
12611                 break;
12612         default:
12613                 return REASON_TYPE;
12614         }
12615
12616         if (ptr_limit >= max)
12617                 return REASON_LIMIT;
12618         *alu_limit = ptr_limit;
12619         return 0;
12620 }
12621
12622 static bool can_skip_alu_sanitation(const struct bpf_verifier_env *env,
12623                                     const struct bpf_insn *insn)
12624 {
12625         return env->bypass_spec_v1 || BPF_SRC(insn->code) == BPF_K;
12626 }
12627
12628 static int update_alu_sanitation_state(struct bpf_insn_aux_data *aux,
12629                                        u32 alu_state, u32 alu_limit)
12630 {
12631         /* If we arrived here from different branches with different
12632          * state or limits to sanitize, then this won't work.
12633          */
12634         if (aux->alu_state &&
12635             (aux->alu_state != alu_state ||
12636              aux->alu_limit != alu_limit))
12637                 return REASON_PATHS;
12638
12639         /* Corresponding fixup done in do_misc_fixups(). */
12640         aux->alu_state = alu_state;
12641         aux->alu_limit = alu_limit;
12642         return 0;
12643 }
12644
12645 static int sanitize_val_alu(struct bpf_verifier_env *env,
12646                             struct bpf_insn *insn)
12647 {
12648         struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
12649
12650         if (can_skip_alu_sanitation(env, insn))
12651                 return 0;
12652
12653         return update_alu_sanitation_state(aux, BPF_ALU_NON_POINTER, 0);
12654 }
12655
12656 static bool sanitize_needed(u8 opcode)
12657 {
12658         return opcode == BPF_ADD || opcode == BPF_SUB;
12659 }
12660
12661 struct bpf_sanitize_info {
12662         struct bpf_insn_aux_data aux;
12663         bool mask_to_left;
12664 };
12665
12666 static struct bpf_verifier_state *
12667 sanitize_speculative_path(struct bpf_verifier_env *env,
12668                           const struct bpf_insn *insn,
12669                           u32 next_idx, u32 curr_idx)
12670 {
12671         struct bpf_verifier_state *branch;
12672         struct bpf_reg_state *regs;
12673
12674         branch = push_stack(env, next_idx, curr_idx, true);
12675         if (branch && insn) {
12676                 regs = branch->frame[branch->curframe]->regs;
12677                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
12678                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
12679                 } else if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
12680                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
12681                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->src_reg);
12682                 }
12683         }
12684         return branch;
12685 }
12686
12687 static int sanitize_ptr_alu(struct bpf_verifier_env *env,
12688                             struct bpf_insn *insn,
12689                             const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
12690                             const struct bpf_reg_state *off_reg,
12691                             struct bpf_reg_state *dst_reg,
12692                             struct bpf_sanitize_info *info,
12693                             const bool commit_window)
12694 {
12695         struct bpf_insn_aux_data *aux = commit_window ? cur_aux(env) : &info->aux;
12696         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
12697         bool off_is_imm = tnum_is_const(off_reg->var_off);
12698         bool off_is_neg = off_reg->smin_value < 0;
12699         bool ptr_is_dst_reg = ptr_reg == dst_reg;
12700         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
12701         u32 alu_state, alu_limit;
12702         struct bpf_reg_state tmp;
12703         bool ret;
12704         int err;
12705
12706         if (can_skip_alu_sanitation(env, insn))
12707                 return 0;
12708
12709         /* We already marked aux for masking from non-speculative
12710          * paths, thus we got here in the first place. We only care
12711          * to explore bad access from here.
12712          */
12713         if (vstate->speculative)
12714                 goto do_sim;
12715
12716         if (!commit_window) {
12717                 if (!tnum_is_const(off_reg->var_off) &&
12718                     (off_reg->smin_value < 0) != (off_reg->smax_value < 0))
12719                         return REASON_BOUNDS;
12720
12721                 info->mask_to_left = (opcode == BPF_ADD &&  off_is_neg) ||
12722                                      (opcode == BPF_SUB && !off_is_neg);
12723         }
12724
12725         err = retrieve_ptr_limit(ptr_reg, &alu_limit, info->mask_to_left);
12726         if (err < 0)
12727                 return err;
12728
12729         if (commit_window) {
12730                 /* In commit phase we narrow the masking window based on
12731                  * the observed pointer move after the simulated operation.
12732                  */
12733                 alu_state = info->aux.alu_state;
12734                 alu_limit = abs(info->aux.alu_limit - alu_limit);
12735         } else {
12736                 alu_state  = off_is_neg ? BPF_ALU_NEG_VALUE : 0;
12737                 alu_state |= off_is_imm ? BPF_ALU_IMMEDIATE : 0;
12738                 alu_state |= ptr_is_dst_reg ?
12739                              BPF_ALU_SANITIZE_SRC : BPF_ALU_SANITIZE_DST;
12740
12741                 /* Limit pruning on unknown scalars to enable deep search for
12742                  * potential masking differences from other program paths.
12743                  */
12744                 if (!off_is_imm)
12745                         env->explore_alu_limits = true;
12746         }
12747
12748         err = update_alu_sanitation_state(aux, alu_state, alu_limit);
12749         if (err < 0)
12750                 return err;
12751 do_sim:
12752         /* If we're in commit phase, we're done here given we already
12753          * pushed the truncated dst_reg into the speculative verification
12754          * stack.
12755          *
12756          * Also, when register is a known constant, we rewrite register-based
12757          * operation to immediate-based, and thus do not need masking (and as
12758          * a consequence, do not need to simulate the zero-truncation either).
12759          */
12760         if (commit_window || off_is_imm)
12761                 return 0;
12762
12763         /* Simulate and find potential out-of-bounds access under
12764          * speculative execution from truncation as a result of
12765          * masking when off was not within expected range. If off
12766          * sits in dst, then we temporarily need to move ptr there
12767          * to simulate dst (== 0) +/-= ptr. Needed, for example,
12768          * for cases where we use K-based arithmetic in one direction
12769          * and truncated reg-based in the other in order to explore
12770          * bad access.
12771          */
12772         if (!ptr_is_dst_reg) {
12773                 tmp = *dst_reg;
12774                 copy_register_state(dst_reg, ptr_reg);
12775         }
12776         ret = sanitize_speculative_path(env, NULL, env->insn_idx + 1,
12777                                         env->insn_idx);
12778         if (!ptr_is_dst_reg && ret)
12779                 *dst_reg = tmp;
12780         return !ret ? REASON_STACK : 0;
12781 }
12782
12783 static void sanitize_mark_insn_seen(struct bpf_verifier_env *env)
12784 {
12785         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
12786
12787         /* If we simulate paths under speculation, we don't update the
12788          * insn as 'seen' such that when we verify unreachable paths in
12789          * the non-speculative domain, sanitize_dead_code() can still
12790          * rewrite/sanitize them.
12791          */
12792         if (!vstate->speculative)
12793                 env->insn_aux_data[env->insn_idx].seen = env->pass_cnt;
12794 }
12795
12796 static int sanitize_err(struct bpf_verifier_env *env,
12797                         const struct bpf_insn *insn, int reason,
12798                         const struct bpf_reg_state *off_reg,
12799                         const struct bpf_reg_state *dst_reg)
12800 {
12801         static const char *err = "pointer arithmetic with it prohibited for !root";
12802         const char *op = BPF_OP(insn->code) == BPF_ADD ? "add" : "sub";
12803         u32 dst = insn->dst_reg, src = insn->src_reg;
12804
12805         switch (reason) {
12806         case REASON_BOUNDS:
12807                 verbose(env, "R%d has unknown scalar with mixed signed bounds, %s\n",
12808                         off_reg == dst_reg ? dst : src, err);
12809                 break;
12810         case REASON_TYPE:
12811                 verbose(env, "R%d has pointer with unsupported alu operation, %s\n",
12812                         off_reg == dst_reg ? src : dst, err);
12813                 break;
12814         case REASON_PATHS:
12815                 verbose(env, "R%d tried to %s from different maps, paths or scalars, %s\n",
12816                         dst, op, err);
12817                 break;
12818         case REASON_LIMIT:
12819                 verbose(env, "R%d tried to %s beyond pointer bounds, %s\n",
12820                         dst, op, err);
12821                 break;
12822         case REASON_STACK:
12823                 verbose(env, "R%d could not be pushed for speculative verification, %s\n",
12824                         dst, err);
12825                 break;
12826         default:
12827                 verbose(env, "verifier internal error: unknown reason (%d)\n",
12828                         reason);
12829                 break;
12830         }
12831
12832         return -EACCES;
12833 }
12834
12835 /* check that stack access falls within stack limits and that 'reg' doesn't
12836  * have a variable offset.
12837  *
12838  * Variable offset is prohibited for unprivileged mode for simplicity since it
12839  * requires corresponding support in Spectre masking for stack ALU.  See also
12840  * retrieve_ptr_limit().
12841  *
12842  *
12843  * 'off' includes 'reg->off'.
12844  */
12845 static int check_stack_access_for_ptr_arithmetic(
12846                                 struct bpf_verifier_env *env,
12847                                 int regno,
12848                                 const struct bpf_reg_state *reg,
12849                                 int off)
12850 {
12851         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
12852                 char tn_buf[48];
12853
12854                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
12855                 verbose(env, "R%d variable stack access prohibited for !root, var_off=%s off=%d\n",
12856                         regno, tn_buf, off);
12857                 return -EACCES;
12858         }
12859
12860         if (off >= 0 || off < -MAX_BPF_STACK) {
12861                 verbose(env, "R%d stack pointer arithmetic goes out of range, "
12862                         "prohibited for !root; off=%d\n", regno, off);
12863                 return -EACCES;
12864         }
12865
12866         return 0;
12867 }
12868
12869 static int sanitize_check_bounds(struct bpf_verifier_env *env,
12870                                  const struct bpf_insn *insn,
12871                                  const struct bpf_reg_state *dst_reg)
12872 {
12873         u32 dst = insn->dst_reg;
12874
12875         /* For unprivileged we require that resulting offset must be in bounds
12876          * in order to be able to sanitize access later on.
12877          */
12878         if (env->bypass_spec_v1)
12879                 return 0;
12880
12881         switch (dst_reg->type) {
12882         case PTR_TO_STACK:
12883                 if (check_stack_access_for_ptr_arithmetic(env, dst, dst_reg,
12884                                         dst_reg->off + dst_reg->var_off.value))
12885                         return -EACCES;
12886                 break;
12887         case PTR_TO_MAP_VALUE:
12888                 if (check_map_access(env, dst, dst_reg->off, 1, false, ACCESS_HELPER)) {
12889                         verbose(env, "R%d pointer arithmetic of map value goes out of range, "
12890                                 "prohibited for !root\n", dst);
12891                         return -EACCES;
12892                 }
12893                 break;
12894         default:
12895                 break;
12896         }
12897
12898         return 0;
12899 }
12900
12901 /* Handles arithmetic on a pointer and a scalar: computes new min/max and var_off.
12902  * Caller should also handle BPF_MOV case separately.
12903  * If we return -EACCES, caller may want to try again treating pointer as a
12904  * scalar.  So we only emit a diagnostic if !env->allow_ptr_leaks.
12905  */
12906 static int adjust_ptr_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
12907                                    struct bpf_insn *insn,
12908                                    const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
12909                                    const struct bpf_reg_state *off_reg)
12910 {
12911         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
12912         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
12913         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *dst_reg;
12914         bool known = tnum_is_const(off_reg->var_off);
12915         s64 smin_val = off_reg->smin_value, smax_val = off_reg->smax_value,
12916             smin_ptr = ptr_reg->smin_value, smax_ptr = ptr_reg->smax_value;
12917         u64 umin_val = off_reg->umin_value, umax_val = off_reg->umax_value,
12918             umin_ptr = ptr_reg->umin_value, umax_ptr = ptr_reg->umax_value;
12919         struct bpf_sanitize_info info = {};
12920         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
12921         u32 dst = insn->dst_reg;
12922         int ret;
12923
12924         dst_reg = &regs[dst];
12925
12926         if ((known && (smin_val != smax_val || umin_val != umax_val)) ||
12927             smin_val > smax_val || umin_val > umax_val) {
12928                 /* Taint dst register if offset had invalid bounds derived from
12929                  * e.g. dead branches.
12930                  */
12931                 __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
12932                 return 0;
12933         }
12934
12935         if (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_ALU64) {
12936                 /* 32-bit ALU ops on pointers produce (meaningless) scalars */
12937                 if (opcode == BPF_SUB && env->allow_ptr_leaks) {
12938                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
12939                         return 0;
12940                 }
12941
12942                 verbose(env,
12943                         "R%d 32-bit pointer arithmetic prohibited\n",
12944                         dst);
12945                 return -EACCES;
12946         }
12947
12948         if (ptr_reg->type & PTR_MAYBE_NULL) {
12949                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic on %s prohibited, null-check it first\n",
12950                         dst, reg_type_str(env, ptr_reg->type));
12951                 return -EACCES;
12952         }
12953
12954         switch (base_type(ptr_reg->type)) {
12955         case PTR_TO_CTX:
12956         case PTR_TO_MAP_VALUE:
12957         case PTR_TO_MAP_KEY:
12958         case PTR_TO_STACK:
12959         case PTR_TO_PACKET_META:
12960         case PTR_TO_PACKET:
12961         case PTR_TO_TP_BUFFER:
12962         case PTR_TO_BTF_ID:
12963         case PTR_TO_MEM:
12964         case PTR_TO_BUF:
12965         case PTR_TO_FUNC:
12966         case CONST_PTR_TO_DYNPTR:
12967                 break;
12968         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
12969                 if (known)
12970                         break;
12971                 fallthrough;
12972         case CONST_PTR_TO_MAP:
12973                 /* smin_val represents the known value */
12974                 if (known && smin_val == 0 && opcode == BPF_ADD)
12975                         break;
12976                 fallthrough;
12977         default:
12978                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic on %s prohibited\n",
12979                         dst, reg_type_str(env, ptr_reg->type));
12980                 return -EACCES;
12981         }
12982
12983         /* In case of 'scalar += pointer', dst_reg inherits pointer type and id.
12984          * The id may be overwritten later if we create a new variable offset.
12985          */
12986         dst_reg->type = ptr_reg->type;
12987         dst_reg->id = ptr_reg->id;
12988
12989         if (!check_reg_sane_offset(env, off_reg, ptr_reg->type) ||
12990             !check_reg_sane_offset(env, ptr_reg, ptr_reg->type))
12991                 return -EINVAL;
12992
12993         /* pointer types do not carry 32-bit bounds at the moment. */
12994         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
12995
12996         if (sanitize_needed(opcode)) {
12997                 ret = sanitize_ptr_alu(env, insn, ptr_reg, off_reg, dst_reg,
12998                                        &info, false);
12999                 if (ret < 0)
13000                         return sanitize_err(env, insn, ret, off_reg, dst_reg);
13001         }
13002
13003         switch (opcode) {
13004         case BPF_ADD:
13005                 /* We can take a fixed offset as long as it doesn't overflow
13006                  * the s32 'off' field
13007                  */
13008                 if (known && (ptr_reg->off + smin_val ==
13009                               (s64)(s32)(ptr_reg->off + smin_val))) {
13010                         /* pointer += K.  Accumulate it into fixed offset */
13011                         dst_reg->smin_value = smin_ptr;
13012                         dst_reg->smax_value = smax_ptr;
13013                         dst_reg->umin_value = umin_ptr;
13014                         dst_reg->umax_value = umax_ptr;
13015                         dst_reg->var_off = ptr_reg->var_off;
13016                         dst_reg->off = ptr_reg->off + smin_val;
13017                         dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
13018                         break;
13019                 }
13020                 /* A new variable offset is created.  Note that off_reg->off
13021                  * == 0, since it's a scalar.
13022                  * dst_reg gets the pointer type and since some positive
13023                  * integer value was added to the pointer, give it a new 'id'
13024                  * if it's a PTR_TO_PACKET.
13025                  * this creates a new 'base' pointer, off_reg (variable) gets
13026                  * added into the variable offset, and we copy the fixed offset
13027                  * from ptr_reg.
13028                  */
13029                 if (signed_add_overflows(smin_ptr, smin_val) ||
13030                     signed_add_overflows(smax_ptr, smax_val)) {
13031                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
13032                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
13033                 } else {
13034                         dst_reg->smin_value = smin_ptr + smin_val;
13035                         dst_reg->smax_value = smax_ptr + smax_val;
13036                 }
13037                 if (umin_ptr + umin_val < umin_ptr ||
13038                     umax_ptr + umax_val < umax_ptr) {
13039                         dst_reg->umin_value = 0;
13040                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
13041                 } else {
13042                         dst_reg->umin_value = umin_ptr + umin_val;
13043                         dst_reg->umax_value = umax_ptr + umax_val;
13044                 }
13045                 dst_reg->var_off = tnum_add(ptr_reg->var_off, off_reg->var_off);
13046                 dst_reg->off = ptr_reg->off;
13047                 dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
13048                 if (reg_is_pkt_pointer(ptr_reg)) {
13049                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
13050                         /* something was added to pkt_ptr, set range to zero */
13051                         memset(&dst_reg->raw, 0, sizeof(dst_reg->raw));
13052                 }
13053                 break;
13054         case BPF_SUB:
13055                 if (dst_reg == off_reg) {
13056                         /* scalar -= pointer.  Creates an unknown scalar */
13057                         verbose(env, "R%d tried to subtract pointer from scalar\n",
13058                                 dst);
13059                         return -EACCES;
13060                 }
13061                 /* We don't allow subtraction from FP, because (according to
13062                  * test_verifier.c test "invalid fp arithmetic", JITs might not
13063                  * be able to deal with it.
13064                  */
13065                 if (ptr_reg->type == PTR_TO_STACK) {
13066                         verbose(env, "R%d subtraction from stack pointer prohibited\n",
13067                                 dst);
13068                         return -EACCES;
13069                 }
13070                 if (known && (ptr_reg->off - smin_val ==
13071                               (s64)(s32)(ptr_reg->off - smin_val))) {
13072                         /* pointer -= K.  Subtract it from fixed offset */
13073                         dst_reg->smin_value = smin_ptr;
13074                         dst_reg->smax_value = smax_ptr;
13075                         dst_reg->umin_value = umin_ptr;
13076                         dst_reg->umax_value = umax_ptr;
13077                         dst_reg->var_off = ptr_reg->var_off;
13078                         dst_reg->id = ptr_reg->id;
13079                         dst_reg->off = ptr_reg->off - smin_val;
13080                         dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
13081                         break;
13082                 }
13083                 /* A new variable offset is created.  If the subtrahend is known
13084                  * nonnegative, then any reg->range we had before is still good.
13085                  */
13086                 if (signed_sub_overflows(smin_ptr, smax_val) ||
13087                     signed_sub_overflows(smax_ptr, smin_val)) {
13088                         /* Overflow possible, we know nothing */
13089                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
13090                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
13091                 } else {
13092                         dst_reg->smin_value = smin_ptr - smax_val;
13093                         dst_reg->smax_value = smax_ptr - smin_val;
13094                 }
13095                 if (umin_ptr < umax_val) {
13096                         /* Overflow possible, we know nothing */
13097                         dst_reg->umin_value = 0;
13098                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
13099                 } else {
13100                         /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
13101                         dst_reg->umin_value = umin_ptr - umax_val;
13102                         dst_reg->umax_value = umax_ptr - umin_val;
13103                 }
13104                 dst_reg->var_off = tnum_sub(ptr_reg->var_off, off_reg->var_off);
13105                 dst_reg->off = ptr_reg->off;
13106                 dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
13107                 if (reg_is_pkt_pointer(ptr_reg)) {
13108                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
13109                         /* something was added to pkt_ptr, set range to zero */
13110                         if (smin_val < 0)
13111                                 memset(&dst_reg->raw, 0, sizeof(dst_reg->raw));
13112                 }
13113                 break;
13114         case BPF_AND:
13115         case BPF_OR:
13116         case BPF_XOR:
13117                 /* bitwise ops on pointers are troublesome, prohibit. */
13118                 verbose(env, "R%d bitwise operator %s on pointer prohibited\n",
13119                         dst, bpf_alu_string[opcode >> 4]);
13120                 return -EACCES;
13121         default:
13122                 /* other operators (e.g. MUL,LSH) produce non-pointer results */
13123                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic with %s operator prohibited\n",
13124                         dst, bpf_alu_string[opcode >> 4]);
13125                 return -EACCES;
13126         }
13127
13128         if (!check_reg_sane_offset(env, dst_reg, ptr_reg->type))
13129                 return -EINVAL;
13130         reg_bounds_sync(dst_reg);
13131         if (sanitize_check_bounds(env, insn, dst_reg) < 0)
13132                 return -EACCES;
13133         if (sanitize_needed(opcode)) {
13134                 ret = sanitize_ptr_alu(env, insn, dst_reg, off_reg, dst_reg,
13135                                        &info, true);
13136                 if (ret < 0)
13137                         return sanitize_err(env, insn, ret, off_reg, dst_reg);
13138         }
13139
13140         return 0;
13141 }
13142
13143 static void scalar32_min_max_add(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13144                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
13145 {
13146         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
13147         s32 smax_val = src_reg->s32_max_value;
13148         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
13149         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
13150
13151         if (signed_add32_overflows(dst_reg->s32_min_value, smin_val) ||
13152             signed_add32_overflows(dst_reg->s32_max_value, smax_val)) {
13153                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
13154                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
13155         } else {
13156                 dst_reg->s32_min_value += smin_val;
13157                 dst_reg->s32_max_value += smax_val;
13158         }
13159         if (dst_reg->u32_min_value + umin_val < umin_val ||
13160             dst_reg->u32_max_value + umax_val < umax_val) {
13161                 dst_reg->u32_min_value = 0;
13162                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
13163         } else {
13164                 dst_reg->u32_min_value += umin_val;
13165                 dst_reg->u32_max_value += umax_val;
13166         }
13167 }
13168
13169 static void scalar_min_max_add(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13170                                struct bpf_reg_state *src_reg)
13171 {
13172         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
13173         s64 smax_val = src_reg->smax_value;
13174         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
13175         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
13176
13177         if (signed_add_overflows(dst_reg->smin_value, smin_val) ||
13178             signed_add_overflows(dst_reg->smax_value, smax_val)) {
13179                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
13180                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
13181         } else {
13182                 dst_reg->smin_value += smin_val;
13183                 dst_reg->smax_value += smax_val;
13184         }
13185         if (dst_reg->umin_value + umin_val < umin_val ||
13186             dst_reg->umax_value + umax_val < umax_val) {
13187                 dst_reg->umin_value = 0;
13188                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
13189         } else {
13190                 dst_reg->umin_value += umin_val;
13191                 dst_reg->umax_value += umax_val;
13192         }
13193 }
13194
13195 static void scalar32_min_max_sub(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13196                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
13197 {
13198         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
13199         s32 smax_val = src_reg->s32_max_value;
13200         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
13201         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
13202
13203         if (signed_sub32_overflows(dst_reg->s32_min_value, smax_val) ||
13204             signed_sub32_overflows(dst_reg->s32_max_value, smin_val)) {
13205                 /* Overflow possible, we know nothing */
13206                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
13207                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
13208         } else {
13209                 dst_reg->s32_min_value -= smax_val;
13210                 dst_reg->s32_max_value -= smin_val;
13211         }
13212         if (dst_reg->u32_min_value < umax_val) {
13213                 /* Overflow possible, we know nothing */
13214                 dst_reg->u32_min_value = 0;
13215                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
13216         } else {
13217                 /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
13218                 dst_reg->u32_min_value -= umax_val;
13219                 dst_reg->u32_max_value -= umin_val;
13220         }
13221 }
13222
13223 static void scalar_min_max_sub(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13224                                struct bpf_reg_state *src_reg)
13225 {
13226         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
13227         s64 smax_val = src_reg->smax_value;
13228         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
13229         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
13230
13231         if (signed_sub_overflows(dst_reg->smin_value, smax_val) ||
13232             signed_sub_overflows(dst_reg->smax_value, smin_val)) {
13233                 /* Overflow possible, we know nothing */
13234                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
13235                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
13236         } else {
13237                 dst_reg->smin_value -= smax_val;
13238                 dst_reg->smax_value -= smin_val;
13239         }
13240         if (dst_reg->umin_value < umax_val) {
13241                 /* Overflow possible, we know nothing */
13242                 dst_reg->umin_value = 0;
13243                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
13244         } else {
13245                 /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
13246                 dst_reg->umin_value -= umax_val;
13247                 dst_reg->umax_value -= umin_val;
13248         }
13249 }
13250
13251 static void scalar32_min_max_mul(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13252                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
13253 {
13254         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
13255         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
13256         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
13257
13258         if (smin_val < 0 || dst_reg->s32_min_value < 0) {
13259                 /* Ain't nobody got time to multiply that sign */
13260                 __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
13261                 return;
13262         }
13263         /* Both values are positive, so we can work with unsigned and
13264          * copy the result to signed (unless it exceeds S32_MAX).
13265          */
13266         if (umax_val > U16_MAX || dst_reg->u32_max_value > U16_MAX) {
13267                 /* Potential overflow, we know nothing */
13268                 __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
13269                 return;
13270         }
13271         dst_reg->u32_min_value *= umin_val;
13272         dst_reg->u32_max_value *= umax_val;
13273         if (dst_reg->u32_max_value > S32_MAX) {
13274                 /* Overflow possible, we know nothing */
13275                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
13276                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
13277         } else {
13278                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
13279                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
13280         }
13281 }
13282
13283 static void scalar_min_max_mul(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13284                                struct bpf_reg_state *src_reg)
13285 {
13286         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
13287         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
13288         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
13289
13290         if (smin_val < 0 || dst_reg->smin_value < 0) {
13291                 /* Ain't nobody got time to multiply that sign */
13292                 __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
13293                 return;
13294         }
13295         /* Both values are positive, so we can work with unsigned and
13296          * copy the result to signed (unless it exceeds S64_MAX).
13297          */
13298         if (umax_val > U32_MAX || dst_reg->umax_value > U32_MAX) {
13299                 /* Potential overflow, we know nothing */
13300                 __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
13301                 return;
13302         }
13303         dst_reg->umin_value *= umin_val;
13304         dst_reg->umax_value *= umax_val;
13305         if (dst_reg->umax_value > S64_MAX) {
13306                 /* Overflow possible, we know nothing */
13307                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
13308                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
13309         } else {
13310                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
13311                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
13312         }
13313 }
13314
13315 static void scalar32_min_max_and(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13316                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
13317 {
13318         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
13319         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
13320         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
13321         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
13322         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
13323
13324         if (src_known && dst_known) {
13325                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
13326                 return;
13327         }
13328
13329         /* We get our minimum from the var_off, since that's inherently
13330          * bitwise.  Our maximum is the minimum of the operands' maxima.
13331          */
13332         dst_reg->u32_min_value = var32_off.value;
13333         dst_reg->u32_max_value = min(dst_reg->u32_max_value, umax_val);
13334         if (dst_reg->s32_min_value < 0 || smin_val < 0) {
13335                 /* Lose signed bounds when ANDing negative numbers,
13336                  * ain't nobody got time for that.
13337                  */
13338                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
13339                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
13340         } else {
13341                 /* ANDing two positives gives a positive, so safe to
13342                  * cast result into s64.
13343                  */
13344                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
13345                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
13346         }
13347 }
13348
13349 static void scalar_min_max_and(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13350                                struct bpf_reg_state *src_reg)
13351 {
13352         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
13353         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
13354         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
13355         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
13356
13357         if (src_known && dst_known) {
13358                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
13359                 return;
13360         }
13361
13362         /* We get our minimum from the var_off, since that's inherently
13363          * bitwise.  Our maximum is the minimum of the operands' maxima.
13364          */
13365         dst_reg->umin_value = dst_reg->var_off.value;
13366         dst_reg->umax_value = min(dst_reg->umax_value, umax_val);
13367         if (dst_reg->smin_value < 0 || smin_val < 0) {
13368                 /* Lose signed bounds when ANDing negative numbers,
13369                  * ain't nobody got time for that.
13370                  */
13371                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
13372                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
13373         } else {
13374                 /* ANDing two positives gives a positive, so safe to
13375                  * cast result into s64.
13376                  */
13377                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
13378                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
13379         }
13380         /* We may learn something more from the var_off */
13381         __update_reg_bounds(dst_reg);
13382 }
13383
13384 static void scalar32_min_max_or(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13385                                 struct bpf_reg_state *src_reg)
13386 {
13387         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
13388         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
13389         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
13390         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
13391         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
13392
13393         if (src_known && dst_known) {
13394                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
13395                 return;
13396         }
13397
13398         /* We get our maximum from the var_off, and our minimum is the
13399          * maximum of the operands' minima
13400          */
13401         dst_reg->u32_min_value = max(dst_reg->u32_min_value, umin_val);
13402         dst_reg->u32_max_value = var32_off.value | var32_off.mask;
13403         if (dst_reg->s32_min_value < 0 || smin_val < 0) {
13404                 /* Lose signed bounds when ORing negative numbers,
13405                  * ain't nobody got time for that.
13406                  */
13407                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
13408                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
13409         } else {
13410                 /* ORing two positives gives a positive, so safe to
13411                  * cast result into s64.
13412                  */
13413                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
13414                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
13415         }
13416 }
13417
13418 static void scalar_min_max_or(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13419                               struct bpf_reg_state *src_reg)
13420 {
13421         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
13422         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
13423         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
13424         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
13425
13426         if (src_known && dst_known) {
13427                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
13428                 return;
13429         }
13430
13431         /* We get our maximum from the var_off, and our minimum is the
13432          * maximum of the operands' minima
13433          */
13434         dst_reg->umin_value = max(dst_reg->umin_value, umin_val);
13435         dst_reg->umax_value = dst_reg->var_off.value | dst_reg->var_off.mask;
13436         if (dst_reg->smin_value < 0 || smin_val < 0) {
13437                 /* Lose signed bounds when ORing negative numbers,
13438                  * ain't nobody got time for that.
13439                  */
13440                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
13441                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
13442         } else {
13443                 /* ORing two positives gives a positive, so safe to
13444                  * cast result into s64.
13445                  */
13446                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
13447                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
13448         }
13449         /* We may learn something more from the var_off */
13450         __update_reg_bounds(dst_reg);
13451 }
13452
13453 static void scalar32_min_max_xor(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13454                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
13455 {
13456         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
13457         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
13458         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
13459         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
13460
13461         if (src_known && dst_known) {
13462                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
13463                 return;
13464         }
13465
13466         /* We get both minimum and maximum from the var32_off. */
13467         dst_reg->u32_min_value = var32_off.value;
13468         dst_reg->u32_max_value = var32_off.value | var32_off.mask;
13469
13470         if (dst_reg->s32_min_value >= 0 && smin_val >= 0) {
13471                 /* XORing two positive sign numbers gives a positive,
13472                  * so safe to cast u32 result into s32.
13473                  */
13474                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
13475                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
13476         } else {
13477                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
13478                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
13479         }
13480 }
13481
13482 static void scalar_min_max_xor(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13483                                struct bpf_reg_state *src_reg)
13484 {
13485         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
13486         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
13487         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
13488
13489         if (src_known && dst_known) {
13490                 /* dst_reg->var_off.value has been updated earlier */
13491                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
13492                 return;
13493         }
13494
13495         /* We get both minimum and maximum from the var_off. */
13496         dst_reg->umin_value = dst_reg->var_off.value;
13497         dst_reg->umax_value = dst_reg->var_off.value | dst_reg->var_off.mask;
13498
13499         if (dst_reg->smin_value >= 0 && smin_val >= 0) {
13500                 /* XORing two positive sign numbers gives a positive,
13501                  * so safe to cast u64 result into s64.
13502                  */
13503                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
13504                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
13505         } else {
13506                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
13507                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
13508         }
13509
13510         __update_reg_bounds(dst_reg);
13511 }
13512
13513 static void __scalar32_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13514                                    u64 umin_val, u64 umax_val)
13515 {
13516         /* We lose all sign bit information (except what we can pick
13517          * up from var_off)
13518          */
13519         dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
13520         dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
13521         /* If we might shift our top bit out, then we know nothing */
13522         if (umax_val > 31 || dst_reg->u32_max_value > 1ULL << (31 - umax_val)) {
13523                 dst_reg->u32_min_value = 0;
13524                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
13525         } else {
13526                 dst_reg->u32_min_value <<= umin_val;
13527                 dst_reg->u32_max_value <<= umax_val;
13528         }
13529 }
13530
13531 static void scalar32_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13532                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
13533 {
13534         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
13535         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
13536         /* u32 alu operation will zext upper bits */
13537         struct tnum subreg = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
13538
13539         __scalar32_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
13540         dst_reg->var_off = tnum_subreg(tnum_lshift(subreg, umin_val));
13541         /* Not required but being careful mark reg64 bounds as unknown so
13542          * that we are forced to pick them up from tnum and zext later and
13543          * if some path skips this step we are still safe.
13544          */
13545         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
13546         __update_reg32_bounds(dst_reg);
13547 }
13548
13549 static void __scalar64_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13550                                    u64 umin_val, u64 umax_val)
13551 {
13552         /* Special case <<32 because it is a common compiler pattern to sign
13553          * extend subreg by doing <<32 s>>32. In this case if 32bit bounds are
13554          * positive we know this shift will also be positive so we can track
13555          * bounds correctly. Otherwise we lose all sign bit information except
13556          * what we can pick up from var_off. Perhaps we can generalize this
13557          * later to shifts of any length.
13558          */
13559         if (umin_val == 32 && umax_val == 32 && dst_reg->s32_max_value >= 0)
13560                 dst_reg->smax_value = (s64)dst_reg->s32_max_value << 32;
13561         else
13562                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
13563
13564         if (umin_val == 32 && umax_val == 32 && dst_reg->s32_min_value >= 0)
13565                 dst_reg->smin_value = (s64)dst_reg->s32_min_value << 32;
13566         else
13567                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
13568
13569         /* If we might shift our top bit out, then we know nothing */
13570         if (dst_reg->umax_value > 1ULL << (63 - umax_val)) {
13571                 dst_reg->umin_value = 0;
13572                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
13573         } else {
13574                 dst_reg->umin_value <<= umin_val;
13575                 dst_reg->umax_value <<= umax_val;
13576         }
13577 }
13578
13579 static void scalar_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13580                                struct bpf_reg_state *src_reg)
13581 {
13582         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
13583         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
13584
13585         /* scalar64 calc uses 32bit unshifted bounds so must be called first */
13586         __scalar64_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
13587         __scalar32_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
13588
13589         dst_reg->var_off = tnum_lshift(dst_reg->var_off, umin_val);
13590         /* We may learn something more from the var_off */
13591         __update_reg_bounds(dst_reg);
13592 }
13593
13594 static void scalar32_min_max_rsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13595                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
13596 {
13597         struct tnum subreg = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
13598         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
13599         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
13600
13601         /* BPF_RSH is an unsigned shift.  If the value in dst_reg might
13602          * be negative, then either:
13603          * 1) src_reg might be zero, so the sign bit of the result is
13604          *    unknown, so we lose our signed bounds
13605          * 2) it's known negative, thus the unsigned bounds capture the
13606          *    signed bounds
13607          * 3) the signed bounds cross zero, so they tell us nothing
13608          *    about the result
13609          * If the value in dst_reg is known nonnegative, then again the
13610          * unsigned bounds capture the signed bounds.
13611          * Thus, in all cases it suffices to blow away our signed bounds
13612          * and rely on inferring new ones from the unsigned bounds and
13613          * var_off of the result.
13614          */
13615         dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
13616         dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
13617
13618         dst_reg->var_off = tnum_rshift(subreg, umin_val);
13619         dst_reg->u32_min_value >>= umax_val;
13620         dst_reg->u32_max_value >>= umin_val;
13621
13622         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
13623         __update_reg32_bounds(dst_reg);
13624 }
13625
13626 static void scalar_min_max_rsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13627                                struct bpf_reg_state *src_reg)
13628 {
13629         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
13630         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
13631
13632         /* BPF_RSH is an unsigned shift.  If the value in dst_reg might
13633          * be negative, then either:
13634          * 1) src_reg might be zero, so the sign bit of the result is
13635          *    unknown, so we lose our signed bounds
13636          * 2) it's known negative, thus the unsigned bounds capture the
13637          *    signed bounds
13638          * 3) the signed bounds cross zero, so they tell us nothing
13639          *    about the result
13640          * If the value in dst_reg is known nonnegative, then again the
13641          * unsigned bounds capture the signed bounds.
13642          * Thus, in all cases it suffices to blow away our signed bounds
13643          * and rely on inferring new ones from the unsigned bounds and
13644          * var_off of the result.
13645          */
13646         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
13647         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
13648         dst_reg->var_off = tnum_rshift(dst_reg->var_off, umin_val);
13649         dst_reg->umin_value >>= umax_val;
13650         dst_reg->umax_value >>= umin_val;
13651
13652         /* Its not easy to operate on alu32 bounds here because it depends
13653          * on bits being shifted in. Take easy way out and mark unbounded
13654          * so we can recalculate later from tnum.
13655          */
13656         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
13657         __update_reg_bounds(dst_reg);
13658 }
13659
13660 static void scalar32_min_max_arsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13661                                   struct bpf_reg_state *src_reg)
13662 {
13663         u64 umin_val = src_reg->u32_min_value;
13664
13665         /* Upon reaching here, src_known is true and
13666          * umax_val is equal to umin_val.
13667          */
13668         dst_reg->s32_min_value = (u32)(((s32)dst_reg->s32_min_value) >> umin_val);
13669         dst_reg->s32_max_value = (u32)(((s32)dst_reg->s32_max_value) >> umin_val);
13670
13671         dst_reg->var_off = tnum_arshift(tnum_subreg(dst_reg->var_off), umin_val, 32);
13672
13673         /* blow away the dst_reg umin_value/umax_value and rely on
13674          * dst_reg var_off to refine the result.
13675          */
13676         dst_reg->u32_min_value = 0;
13677         dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
13678
13679         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
13680         __update_reg32_bounds(dst_reg);
13681 }
13682
13683 static void scalar_min_max_arsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13684                                 struct bpf_reg_state *src_reg)
13685 {
13686         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
13687
13688         /* Upon reaching here, src_known is true and umax_val is equal
13689          * to umin_val.
13690          */
13691         dst_reg->smin_value >>= umin_val;
13692         dst_reg->smax_value >>= umin_val;
13693
13694         dst_reg->var_off = tnum_arshift(dst_reg->var_off, umin_val, 64);
13695
13696         /* blow away the dst_reg umin_value/umax_value and rely on
13697          * dst_reg var_off to refine the result.
13698          */
13699         dst_reg->umin_value = 0;
13700         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
13701
13702         /* Its not easy to operate on alu32 bounds here because it depends
13703          * on bits being shifted in from upper 32-bits. Take easy way out
13704          * and mark unbounded so we can recalculate later from tnum.
13705          */
13706         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
13707         __update_reg_bounds(dst_reg);
13708 }
13709
13710 /* WARNING: This function does calculations on 64-bit values, but the actual
13711  * execution may occur on 32-bit values. Therefore, things like bitshifts
13712  * need extra checks in the 32-bit case.
13713  */
13714 static int adjust_scalar_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
13715                                       struct bpf_insn *insn,
13716                                       struct bpf_reg_state *dst_reg,
13717                                       struct bpf_reg_state src_reg)
13718 {
13719         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
13720         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
13721         bool src_known;
13722         s64 smin_val, smax_val;
13723         u64 umin_val, umax_val;
13724         s32 s32_min_val, s32_max_val;
13725         u32 u32_min_val, u32_max_val;
13726         u64 insn_bitness = (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) ? 64 : 32;
13727         bool alu32 = (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_ALU64);
13728         int ret;
13729
13730         smin_val = src_reg.smin_value;
13731         smax_val = src_reg.smax_value;
13732         umin_val = src_reg.umin_value;
13733         umax_val = src_reg.umax_value;
13734
13735         s32_min_val = src_reg.s32_min_value;
13736         s32_max_val = src_reg.s32_max_value;
13737         u32_min_val = src_reg.u32_min_value;
13738         u32_max_val = src_reg.u32_max_value;
13739
13740         if (alu32) {
13741                 src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg.var_off);
13742                 if ((src_known &&
13743                      (s32_min_val != s32_max_val || u32_min_val != u32_max_val)) ||
13744                     s32_min_val > s32_max_val || u32_min_val > u32_max_val) {
13745                         /* Taint dst register if offset had invalid bounds
13746                          * derived from e.g. dead branches.
13747                          */
13748                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
13749                         return 0;
13750                 }
13751         } else {
13752                 src_known = tnum_is_const(src_reg.var_off);
13753                 if ((src_known &&
13754                      (smin_val != smax_val || umin_val != umax_val)) ||
13755                     smin_val > smax_val || umin_val > umax_val) {
13756                         /* Taint dst register if offset had invalid bounds
13757                          * derived from e.g. dead branches.
13758                          */
13759                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
13760                         return 0;
13761                 }
13762         }
13763
13764         if (!src_known &&
13765             opcode != BPF_ADD && opcode != BPF_SUB && opcode != BPF_AND) {
13766                 __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
13767                 return 0;
13768         }
13769
13770         if (sanitize_needed(opcode)) {
13771                 ret = sanitize_val_alu(env, insn);
13772                 if (ret < 0)
13773                         return sanitize_err(env, insn, ret, NULL, NULL);
13774         }
13775
13776         /* Calculate sign/unsigned bounds and tnum for alu32 and alu64 bit ops.
13777          * There are two classes of instructions: The first class we track both
13778          * alu32 and alu64 sign/unsigned bounds independently this provides the
13779          * greatest amount of precision when alu operations are mixed with jmp32
13780          * operations. These operations are BPF_ADD, BPF_SUB, BPF_MUL, BPF_ADD,
13781          * and BPF_OR. This is possible because these ops have fairly easy to
13782          * understand and calculate behavior in both 32-bit and 64-bit alu ops.
13783          * See alu32 verifier tests for examples. The second class of
13784          * operations, BPF_LSH, BPF_RSH, and BPF_ARSH, however are not so easy
13785          * with regards to tracking sign/unsigned bounds because the bits may
13786          * cross subreg boundaries in the alu64 case. When this happens we mark
13787          * the reg unbounded in the subreg bound space and use the resulting
13788          * tnum to calculate an approximation of the sign/unsigned bounds.
13789          */
13790         switch (opcode) {
13791         case BPF_ADD:
13792                 scalar32_min_max_add(dst_reg, &src_reg);
13793                 scalar_min_max_add(dst_reg, &src_reg);
13794                 dst_reg->var_off = tnum_add(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
13795                 break;
13796         case BPF_SUB:
13797                 scalar32_min_max_sub(dst_reg, &src_reg);
13798                 scalar_min_max_sub(dst_reg, &src_reg);
13799                 dst_reg->var_off = tnum_sub(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
13800                 break;
13801         case BPF_MUL:
13802                 dst_reg->var_off = tnum_mul(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
13803                 scalar32_min_max_mul(dst_reg, &src_reg);
13804                 scalar_min_max_mul(dst_reg, &src_reg);
13805                 break;
13806         case BPF_AND:
13807                 dst_reg->var_off = tnum_and(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
13808                 scalar32_min_max_and(dst_reg, &src_reg);
13809                 scalar_min_max_and(dst_reg, &src_reg);
13810                 break;
13811         case BPF_OR:
13812                 dst_reg->var_off = tnum_or(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
13813                 scalar32_min_max_or(dst_reg, &src_reg);
13814                 scalar_min_max_or(dst_reg, &src_reg);
13815                 break;
13816         case BPF_XOR:
13817                 dst_reg->var_off = tnum_xor(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
13818                 scalar32_min_max_xor(dst_reg, &src_reg);
13819                 scalar_min_max_xor(dst_reg, &src_reg);
13820                 break;
13821         case BPF_LSH:
13822                 if (umax_val >= insn_bitness) {
13823                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
13824                          * This includes shifts by a negative number.
13825                          */
13826                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
13827                         break;
13828                 }
13829                 if (alu32)
13830                         scalar32_min_max_lsh(dst_reg, &src_reg);
13831                 else
13832                         scalar_min_max_lsh(dst_reg, &src_reg);
13833                 break;
13834         case BPF_RSH:
13835                 if (umax_val >= insn_bitness) {
13836                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
13837                          * This includes shifts by a negative number.
13838                          */
13839                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
13840                         break;
13841                 }
13842                 if (alu32)
13843                         scalar32_min_max_rsh(dst_reg, &src_reg);
13844                 else
13845                         scalar_min_max_rsh(dst_reg, &src_reg);
13846                 break;
13847         case BPF_ARSH:
13848                 if (umax_val >= insn_bitness) {
13849                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
13850                          * This includes shifts by a negative number.
13851                          */
13852                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
13853                         break;
13854                 }
13855                 if (alu32)
13856                         scalar32_min_max_arsh(dst_reg, &src_reg);
13857                 else
13858                         scalar_min_max_arsh(dst_reg, &src_reg);
13859                 break;
13860         default:
13861                 mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
13862                 break;
13863         }
13864
13865         /* ALU32 ops are zero extended into 64bit register */
13866         if (alu32)
13867                 zext_32_to_64(dst_reg);
13868         reg_bounds_sync(dst_reg);
13869         return 0;
13870 }
13871
13872 /* Handles ALU ops other than BPF_END, BPF_NEG and BPF_MOV: computes new min/max
13873  * and var_off.
13874  */
13875 static int adjust_reg_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
13876                                    struct bpf_insn *insn)
13877 {
13878         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
13879         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
13880         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *dst_reg, *src_reg;
13881         struct bpf_reg_state *ptr_reg = NULL, off_reg = {0};
13882         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
13883         int err;
13884
13885         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
13886         src_reg = NULL;
13887
13888         if (dst_reg->type == PTR_TO_ARENA) {
13889                 struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
13890
13891                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64)
13892                         /*
13893                          * 32-bit operations zero upper bits automatically.
13894                          * 64-bit operations need to be converted to 32.
13895                          */
13896                         aux->needs_zext = true;
13897
13898                 /* Any arithmetic operations are allowed on arena pointers */
13899                 return 0;
13900         }
13901
13902         if (dst_reg->type != SCALAR_VALUE)
13903                 ptr_reg = dst_reg;
13904         else
13905                 /* Make sure ID is cleared otherwise dst_reg min/max could be
13906                  * incorrectly propagated into other registers by find_equal_scalars()
13907                  */
13908                 dst_reg->id = 0;
13909         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
13910                 src_reg = &regs[insn->src_reg];
13911                 if (src_reg->type != SCALAR_VALUE) {
13912                         if (dst_reg->type != SCALAR_VALUE) {
13913                                 /* Combining two pointers by any ALU op yields
13914                                  * an arbitrary scalar. Disallow all math except
13915                                  * pointer subtraction
13916                                  */
13917                                 if (opcode == BPF_SUB && env->allow_ptr_leaks) {
13918                                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
13919                                         return 0;
13920                                 }
13921                                 verbose(env, "R%d pointer %s pointer prohibited\n",
13922                                         insn->dst_reg,
13923                                         bpf_alu_string[opcode >> 4]);
13924                                 return -EACCES;
13925                         } else {
13926                                 /* scalar += pointer
13927                                  * This is legal, but we have to reverse our
13928                                  * src/dest handling in computing the range
13929                                  */
13930                                 err = mark_chain_precision(env, insn->dst_reg);
13931                                 if (err)
13932                                         return err;
13933                                 return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
13934                                                                src_reg, dst_reg);
13935                         }
13936                 } else if (ptr_reg) {
13937                         /* pointer += scalar */
13938                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
13939                         if (err)
13940                                 return err;
13941                         return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
13942                                                        dst_reg, src_reg);
13943                 } else if (dst_reg->precise) {
13944                         /* if dst_reg is precise, src_reg should be precise as well */
13945                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
13946                         if (err)
13947                                 return err;
13948                 }
13949         } else {
13950                 /* Pretend the src is a reg with a known value, since we only
13951                  * need to be able to read from this state.
13952                  */
13953                 off_reg.type = SCALAR_VALUE;
13954                 __mark_reg_known(&off_reg, insn->imm);
13955                 src_reg = &off_reg;
13956                 if (ptr_reg) /* pointer += K */
13957                         return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
13958                                                        ptr_reg, src_reg);
13959         }
13960
13961         /* Got here implies adding two SCALAR_VALUEs */
13962         if (WARN_ON_ONCE(ptr_reg)) {
13963                 print_verifier_state(env, state, true);
13964                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected ptr_reg\n");
13965                 return -EINVAL;
13966         }
13967         if (WARN_ON(!src_reg)) {
13968                 print_verifier_state(env, state, true);
13969                 verbose(env, "verifier internal error: no src_reg\n");
13970                 return -EINVAL;
13971         }
13972         return adjust_scalar_min_max_vals(env, insn, dst_reg, *src_reg);
13973 }
13974
13975 /* check validity of 32-bit and 64-bit arithmetic operations */
13976 static int check_alu_op(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
13977 {
13978         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
13979         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
13980         int err;
13981
13982         if (opcode == BPF_END || opcode == BPF_NEG) {
13983                 if (opcode == BPF_NEG) {
13984                         if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
13985                             insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
13986                             insn->off != 0 || insn->imm != 0) {
13987                                 verbose(env, "BPF_NEG uses reserved fields\n");
13988                                 return -EINVAL;
13989                         }
13990                 } else {
13991                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0 ||
13992                             (insn->imm != 16 && insn->imm != 32 && insn->imm != 64) ||
13993                             (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64 &&
13994                              BPF_SRC(insn->code) != BPF_TO_LE)) {
13995                                 verbose(env, "BPF_END uses reserved fields\n");
13996                                 return -EINVAL;
13997                         }
13998                 }
13999
14000                 /* check src operand */
14001                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
14002                 if (err)
14003                         return err;
14004
14005                 if (is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
14006                         verbose(env, "R%d pointer arithmetic prohibited\n",
14007                                 insn->dst_reg);
14008                         return -EACCES;
14009                 }
14010
14011                 /* check dest operand */
14012                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP);
14013                 if (err)
14014                         return err;
14015
14016         } else if (opcode == BPF_MOV) {
14017
14018                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
14019                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU) {
14020                                 if ((insn->off != 0 && insn->off != 8 && insn->off != 16) ||
14021                                     insn->imm) {
14022                                         verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
14023                                         return -EINVAL;
14024                                 }
14025                         } else if (insn->off == BPF_ADDR_SPACE_CAST) {
14026                                 if (insn->imm != 1 && insn->imm != 1u << 16) {
14027                                         verbose(env, "addr_space_cast insn can only convert between address space 1 and 0\n");
14028                                         return -EINVAL;
14029                                 }
14030                                 if (!env->prog->aux->arena) {
14031                                         verbose(env, "addr_space_cast insn can only be used in a program that has an associated arena\n");
14032                                         return -EINVAL;
14033                                 }
14034                         } else {
14035                                 if ((insn->off != 0 && insn->off != 8 && insn->off != 16 &&
14036                                      insn->off != 32) || insn->imm) {
14037                                         verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
14038                                         return -EINVAL;
14039                                 }
14040                         }
14041
14042                         /* check src operand */
14043                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
14044                         if (err)
14045                                 return err;
14046                 } else {
14047                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0) {
14048                                 verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
14049                                 return -EINVAL;
14050                         }
14051                 }
14052
14053                 /* check dest operand, mark as required later */
14054                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
14055                 if (err)
14056                         return err;
14057
14058                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
14059                         struct bpf_reg_state *src_reg = regs + insn->src_reg;
14060                         struct bpf_reg_state *dst_reg = regs + insn->dst_reg;
14061
14062                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
14063                                 if (insn->imm) {
14064                                         /* off == BPF_ADDR_SPACE_CAST */
14065                                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
14066                                         if (insn->imm == 1) { /* cast from as(1) to as(0) */
14067                                                 dst_reg->type = PTR_TO_ARENA;
14068                                                 /* PTR_TO_ARENA is 32-bit */
14069                                                 dst_reg->subreg_def = env->insn_idx + 1;
14070                                         }
14071                                 } else if (insn->off == 0) {
14072                                         /* case: R1 = R2
14073                                          * copy register state to dest reg
14074                                          */
14075                                         assign_scalar_id_before_mov(env, src_reg);
14076                                         copy_register_state(dst_reg, src_reg);
14077                                         dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
14078                                         dst_reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
14079                                 } else {
14080                                         /* case: R1 = (s8, s16 s32)R2 */
14081                                         if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
14082                                                 verbose(env,
14083                                                         "R%d sign-extension part of pointer\n",
14084                                                         insn->src_reg);
14085                                                 return -EACCES;
14086                                         } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE) {
14087                                                 bool no_sext;
14088
14089                                                 no_sext = src_reg->umax_value < (1ULL << (insn->off - 1));
14090                                                 if (no_sext)
14091                                                         assign_scalar_id_before_mov(env, src_reg);
14092                                                 copy_register_state(dst_reg, src_reg);
14093                                                 if (!no_sext)
14094                                                         dst_reg->id = 0;
14095                                                 coerce_reg_to_size_sx(dst_reg, insn->off >> 3);
14096                                                 dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
14097                                                 dst_reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
14098                                         } else {
14099                                                 mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
14100                                         }
14101                                 }
14102                         } else {
14103                                 /* R1 = (u32) R2 */
14104                                 if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
14105                                         verbose(env,
14106                                                 "R%d partial copy of pointer\n",
14107                                                 insn->src_reg);
14108                                         return -EACCES;
14109                                 } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE) {
14110                                         if (insn->off == 0) {
14111                                                 bool is_src_reg_u32 = get_reg_width(src_reg) <= 32;
14112
14113                                                 if (is_src_reg_u32)
14114                                                         assign_scalar_id_before_mov(env, src_reg);
14115                                                 copy_register_state(dst_reg, src_reg);
14116                                                 /* Make sure ID is cleared if src_reg is not in u32
14117                                                  * range otherwise dst_reg min/max could be incorrectly
14118                                                  * propagated into src_reg by find_equal_scalars()
14119                                                  */
14120                                                 if (!is_src_reg_u32)
14121                                                         dst_reg->id = 0;
14122                                                 dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
14123                                                 dst_reg->subreg_def = env->insn_idx + 1;
14124                                         } else {
14125                                                 /* case: W1 = (s8, s16)W2 */
14126                                                 bool no_sext = src_reg->umax_value < (1ULL << (insn->off - 1));
14127
14128                                                 if (no_sext)
14129                                                         assign_scalar_id_before_mov(env, src_reg);
14130                                                 copy_register_state(dst_reg, src_reg);
14131                                                 if (!no_sext)
14132                                                         dst_reg->id = 0;
14133                                                 dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
14134                                                 dst_reg->subreg_def = env->insn_idx + 1;
14135                                                 coerce_subreg_to_size_sx(dst_reg, insn->off >> 3);
14136                                         }
14137                                 } else {
14138                                         mark_reg_unknown(env, regs,
14139                                                          insn->dst_reg);
14140                                 }
14141                                 zext_32_to_64(dst_reg);
14142                                 reg_bounds_sync(dst_reg);
14143                         }
14144                 } else {
14145                         /* case: R = imm
14146                          * remember the value we stored into this reg
14147                          */
14148                         /* clear any state __mark_reg_known doesn't set */
14149                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
14150                         regs[insn->dst_reg].type = SCALAR_VALUE;
14151                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
14152                                 __mark_reg_known(regs + insn->dst_reg,
14153                                                  insn->imm);
14154                         } else {
14155                                 __mark_reg_known(regs + insn->dst_reg,
14156                                                  (u32)insn->imm);
14157                         }
14158                 }
14159
14160         } else if (opcode > BPF_END) {
14161                 verbose(env, "invalid BPF_ALU opcode %x\n", opcode);
14162                 return -EINVAL;
14163
14164         } else {        /* all other ALU ops: and, sub, xor, add, ... */
14165
14166                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
14167                         if (insn->imm != 0 || insn->off > 1 ||
14168                             (insn->off == 1 && opcode != BPF_MOD && opcode != BPF_DIV)) {
14169                                 verbose(env, "BPF_ALU uses reserved fields\n");
14170                                 return -EINVAL;
14171                         }
14172                         /* check src1 operand */
14173                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
14174                         if (err)
14175                                 return err;
14176                 } else {
14177                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off > 1 ||
14178                             (insn->off == 1 && opcode != BPF_MOD && opcode != BPF_DIV)) {
14179                                 verbose(env, "BPF_ALU uses reserved fields\n");
14180                                 return -EINVAL;
14181                         }
14182                 }
14183
14184                 /* check src2 operand */
14185                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
14186                 if (err)
14187                         return err;
14188
14189                 if ((opcode == BPF_MOD || opcode == BPF_DIV) &&
14190                     BPF_SRC(insn->code) == BPF_K && insn->imm == 0) {
14191                         verbose(env, "div by zero\n");
14192                         return -EINVAL;
14193                 }
14194
14195                 if ((opcode == BPF_LSH || opcode == BPF_RSH ||
14196                      opcode == BPF_ARSH) && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
14197                         int size = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64 ? 64 : 32;
14198
14199                         if (insn->imm < 0 || insn->imm >= size) {
14200                                 verbose(env, "invalid shift %d\n", insn->imm);
14201                                 return -EINVAL;
14202                         }
14203                 }
14204
14205                 /* check dest operand */
14206                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
14207                 err = err ?: adjust_reg_min_max_vals(env, insn);
14208                 if (err)
14209                         return err;
14210         }
14211
14212         return reg_bounds_sanity_check(env, &regs[insn->dst_reg], "alu");
14213 }
14214
14215 static void find_good_pkt_pointers(struct bpf_verifier_state *vstate,
14216                                    struct bpf_reg_state *dst_reg,
14217                                    enum bpf_reg_type type,
14218                                    bool range_right_open)
14219 {
14220         struct bpf_func_state *state;
14221         struct bpf_reg_state *reg;
14222         int new_range;
14223
14224         if (dst_reg->off < 0 ||
14225             (dst_reg->off == 0 && range_right_open))
14226                 /* This doesn't give us any range */
14227                 return;
14228
14229         if (dst_reg->umax_value > MAX_PACKET_OFF ||
14230             dst_reg->umax_value + dst_reg->off > MAX_PACKET_OFF)
14231                 /* Risk of overflow.  For instance, ptr + (1<<63) may be less
14232                  * than pkt_end, but that's because it's also less than pkt.
14233                  */
14234                 return;
14235
14236         new_range = dst_reg->off;
14237         if (range_right_open)
14238                 new_range++;
14239
14240         /* Examples for register markings:
14241          *
14242          * pkt_data in dst register:
14243          *
14244          *   r2 = r3;
14245          *   r2 += 8;
14246          *   if (r2 > pkt_end) goto <handle exception>
14247          *   <access okay>
14248          *
14249          *   r2 = r3;
14250          *   r2 += 8;
14251          *   if (r2 < pkt_end) goto <access okay>
14252          *   <handle exception>
14253          *
14254          *   Where:
14255          *     r2 == dst_reg, pkt_end == src_reg
14256          *     r2=pkt(id=n,off=8,r=0)
14257          *     r3=pkt(id=n,off=0,r=0)
14258          *
14259          * pkt_data in src register:
14260          *
14261          *   r2 = r3;
14262          *   r2 += 8;
14263          *   if (pkt_end >= r2) goto <access okay>
14264          *   <handle exception>
14265          *
14266          *   r2 = r3;
14267          *   r2 += 8;
14268          *   if (pkt_end <= r2) goto <handle exception>
14269          *   <access okay>
14270          *
14271          *   Where:
14272          *     pkt_end == dst_reg, r2 == src_reg
14273          *     r2=pkt(id=n,off=8,r=0)
14274          *     r3=pkt(id=n,off=0,r=0)
14275          *
14276          * Find register r3 and mark its range as r3=pkt(id=n,off=0,r=8)
14277          * or r3=pkt(id=n,off=0,r=8-1), so that range of bytes [r3, r3 + 8)
14278          * and [r3, r3 + 8-1) respectively is safe to access depending on
14279          * the check.
14280          */
14281
14282         /* If our ids match, then we must have the same max_value.  And we
14283          * don't care about the other reg's fixed offset, since if it's too big
14284          * the range won't allow anything.
14285          * dst_reg->off is known < MAX_PACKET_OFF, therefore it fits in a u16.
14286          */
14287         bpf_for_each_reg_in_vstate(vstate, state, reg, ({
14288                 if (reg->type == type && reg->id == dst_reg->id)
14289                         /* keep the maximum range already checked */
14290                         reg->range = max(reg->range, new_range);
14291         }));
14292 }
14293
14294 /*
14295  * <reg1> <op> <reg2>, currently assuming reg2 is a constant
14296  */
14297 static int is_scalar_branch_taken(struct bpf_reg_state *reg1, struct bpf_reg_state *reg2,
14298                                   u8 opcode, bool is_jmp32)
14299 {
14300         struct tnum t1 = is_jmp32 ? tnum_subreg(reg1->var_off) : reg1->var_off;
14301         struct tnum t2 = is_jmp32 ? tnum_subreg(reg2->var_off) : reg2->var_off;
14302         u64 umin1 = is_jmp32 ? (u64)reg1->u32_min_value : reg1->umin_value;
14303         u64 umax1 = is_jmp32 ? (u64)reg1->u32_max_value : reg1->umax_value;
14304         s64 smin1 = is_jmp32 ? (s64)reg1->s32_min_value : reg1->smin_value;
14305         s64 smax1 = is_jmp32 ? (s64)reg1->s32_max_value : reg1->smax_value;
14306         u64 umin2 = is_jmp32 ? (u64)reg2->u32_min_value : reg2->umin_value;
14307         u64 umax2 = is_jmp32 ? (u64)reg2->u32_max_value : reg2->umax_value;
14308         s64 smin2 = is_jmp32 ? (s64)reg2->s32_min_value : reg2->smin_value;
14309         s64 smax2 = is_jmp32 ? (s64)reg2->s32_max_value : reg2->smax_value;
14310
14311         switch (opcode) {
14312         case BPF_JEQ:
14313                 /* constants, umin/umax and smin/smax checks would be
14314                  * redundant in this case because they all should match
14315                  */
14316                 if (tnum_is_const(t1) && tnum_is_const(t2))
14317                         return t1.value == t2.value;
14318                 /* non-overlapping ranges */
14319                 if (umin1 > umax2 || umax1 < umin2)
14320                         return 0;
14321                 if (smin1 > smax2 || smax1 < smin2)
14322                         return 0;
14323                 if (!is_jmp32) {
14324                         /* if 64-bit ranges are inconclusive, see if we can
14325                          * utilize 32-bit subrange knowledge to eliminate
14326                          * branches that can't be taken a priori
14327                          */
14328                         if (reg1->u32_min_value > reg2->u32_max_value ||
14329                             reg1->u32_max_value < reg2->u32_min_value)
14330                                 return 0;
14331                         if (reg1->s32_min_value > reg2->s32_max_value ||
14332                             reg1->s32_max_value < reg2->s32_min_value)
14333                                 return 0;
14334                 }
14335                 break;
14336         case BPF_JNE:
14337                 /* constants, umin/umax and smin/smax checks would be
14338                  * redundant in this case because they all should match
14339                  */
14340                 if (tnum_is_const(t1) && tnum_is_const(t2))
14341                         return t1.value != t2.value;
14342                 /* non-overlapping ranges */
14343                 if (umin1 > umax2 || umax1 < umin2)
14344                         return 1;
14345                 if (smin1 > smax2 || smax1 < smin2)
14346                         return 1;
14347                 if (!is_jmp32) {
14348                         /* if 64-bit ranges are inconclusive, see if we can
14349                          * utilize 32-bit subrange knowledge to eliminate
14350                          * branches that can't be taken a priori
14351                          */
14352                         if (reg1->u32_min_value > reg2->u32_max_value ||
14353                             reg1->u32_max_value < reg2->u32_min_value)
14354                                 return 1;
14355                         if (reg1->s32_min_value > reg2->s32_max_value ||
14356                             reg1->s32_max_value < reg2->s32_min_value)
14357                                 return 1;
14358                 }
14359                 break;
14360         case BPF_JSET:
14361                 if (!is_reg_const(reg2, is_jmp32)) {
14362                         swap(reg1, reg2);
14363                         swap(t1, t2);
14364                 }
14365                 if (!is_reg_const(reg2, is_jmp32))
14366                         return -1;
14367                 if ((~t1.mask & t1.value) & t2.value)
14368                         return 1;
14369                 if (!((t1.mask | t1.value) & t2.value))
14370                         return 0;
14371                 break;
14372         case BPF_JGT:
14373                 if (umin1 > umax2)
14374                         return 1;
14375                 else if (umax1 <= umin2)
14376                         return 0;
14377                 break;
14378         case BPF_JSGT:
14379                 if (smin1 > smax2)
14380                         return 1;
14381                 else if (smax1 <= smin2)
14382                         return 0;
14383                 break;
14384         case BPF_JLT:
14385                 if (umax1 < umin2)
14386                         return 1;
14387                 else if (umin1 >= umax2)
14388                         return 0;
14389                 break;
14390         case BPF_JSLT:
14391                 if (smax1 < smin2)
14392                         return 1;
14393                 else if (smin1 >= smax2)
14394                         return 0;
14395                 break;
14396         case BPF_JGE:
14397                 if (umin1 >= umax2)
14398                         return 1;
14399                 else if (umax1 < umin2)
14400                         return 0;
14401                 break;
14402         case BPF_JSGE:
14403                 if (smin1 >= smax2)
14404                         return 1;
14405                 else if (smax1 < smin2)
14406                         return 0;
14407                 break;
14408         case BPF_JLE:
14409                 if (umax1 <= umin2)
14410                         return 1;
14411                 else if (umin1 > umax2)
14412                         return 0;
14413                 break;
14414         case BPF_JSLE:
14415                 if (smax1 <= smin2)
14416                         return 1;
14417                 else if (smin1 > smax2)
14418                         return 0;
14419                 break;
14420         }
14421
14422         return -1;
14423 }
14424
14425 static int flip_opcode(u32 opcode)
14426 {
14427         /* How can we transform "a <op> b" into "b <op> a"? */
14428         static const u8 opcode_flip[16] = {
14429                 /* these stay the same */
14430                 [BPF_JEQ  >> 4] = BPF_JEQ,
14431                 [BPF_JNE  >> 4] = BPF_JNE,
14432                 [BPF_JSET >> 4] = BPF_JSET,
14433                 /* these swap "lesser" and "greater" (L and G in the opcodes) */
14434                 [BPF_JGE  >> 4] = BPF_JLE,
14435                 [BPF_JGT  >> 4] = BPF_JLT,
14436                 [BPF_JLE  >> 4] = BPF_JGE,
14437                 [BPF_JLT  >> 4] = BPF_JGT,
14438                 [BPF_JSGE >> 4] = BPF_JSLE,
14439                 [BPF_JSGT >> 4] = BPF_JSLT,
14440                 [BPF_JSLE >> 4] = BPF_JSGE,
14441                 [BPF_JSLT >> 4] = BPF_JSGT
14442         };
14443         return opcode_flip[opcode >> 4];
14444 }
14445
14446 static int is_pkt_ptr_branch_taken(struct bpf_reg_state *dst_reg,
14447                                    struct bpf_reg_state *src_reg,
14448                                    u8 opcode)
14449 {
14450         struct bpf_reg_state *pkt;
14451
14452         if (src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) {
14453                 pkt = dst_reg;
14454         } else if (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) {
14455                 pkt = src_reg;
14456                 opcode = flip_opcode(opcode);
14457         } else {
14458                 return -1;
14459         }
14460
14461         if (pkt->range >= 0)
14462                 return -1;
14463
14464         switch (opcode) {
14465         case BPF_JLE:
14466                 /* pkt <= pkt_end */
14467                 fallthrough;
14468         case BPF_JGT:
14469                 /* pkt > pkt_end */
14470                 if (pkt->range == BEYOND_PKT_END)
14471                         /* pkt has at last one extra byte beyond pkt_end */
14472                         return opcode == BPF_JGT;
14473                 break;
14474         case BPF_JLT:
14475                 /* pkt < pkt_end */
14476                 fallthrough;
14477         case BPF_JGE:
14478                 /* pkt >= pkt_end */
14479                 if (pkt->range == BEYOND_PKT_END || pkt->range == AT_PKT_END)
14480                         return opcode == BPF_JGE;
14481                 break;
14482         }
14483         return -1;
14484 }
14485
14486 /* compute branch direction of the expression "if (<reg1> opcode <reg2>) goto target;"
14487  * and return:
14488  *  1 - branch will be taken and "goto target" will be executed
14489  *  0 - branch will not be taken and fall-through to next insn
14490  * -1 - unknown. Example: "if (reg1 < 5)" is unknown when register value
14491  *      range [0,10]
14492  */
14493 static int is_branch_taken(struct bpf_reg_state *reg1, struct bpf_reg_state *reg2,
14494                            u8 opcode, bool is_jmp32)
14495 {
14496         if (reg_is_pkt_pointer_any(reg1) && reg_is_pkt_pointer_any(reg2) && !is_jmp32)
14497                 return is_pkt_ptr_branch_taken(reg1, reg2, opcode);
14498
14499         if (__is_pointer_value(false, reg1) || __is_pointer_value(false, reg2)) {
14500                 u64 val;
14501
14502                 /* arrange that reg2 is a scalar, and reg1 is a pointer */
14503                 if (!is_reg_const(reg2, is_jmp32)) {
14504                         opcode = flip_opcode(opcode);
14505                         swap(reg1, reg2);
14506                 }
14507                 /* and ensure that reg2 is a constant */
14508                 if (!is_reg_const(reg2, is_jmp32))
14509                         return -1;
14510
14511                 if (!reg_not_null(reg1))
14512                         return -1;
14513
14514                 /* If pointer is valid tests against zero will fail so we can
14515                  * use this to direct branch taken.
14516                  */
14517                 val = reg_const_value(reg2, is_jmp32);
14518                 if (val != 0)
14519                         return -1;
14520
14521                 switch (opcode) {
14522                 case BPF_JEQ:
14523                         return 0;
14524                 case BPF_JNE:
14525                         return 1;
14526                 default:
14527                         return -1;
14528                 }
14529         }
14530
14531         /* now deal with two scalars, but not necessarily constants */
14532         return is_scalar_branch_taken(reg1, reg2, opcode, is_jmp32);
14533 }
14534
14535 /* Opcode that corresponds to a *false* branch condition.
14536  * E.g., if r1 < r2, then reverse (false) condition is r1 >= r2
14537  */
14538 static u8 rev_opcode(u8 opcode)
14539 {
14540         switch (opcode) {
14541         case BPF_JEQ:           return BPF_JNE;
14542         case BPF_JNE:           return BPF_JEQ;
14543         /* JSET doesn't have it's reverse opcode in BPF, so add
14544          * BPF_X flag to denote the reverse of that operation
14545          */
14546         case BPF_JSET:          return BPF_JSET | BPF_X;
14547         case BPF_JSET | BPF_X:  return BPF_JSET;
14548         case BPF_JGE:           return BPF_JLT;
14549         case BPF_JGT:           return BPF_JLE;
14550         case BPF_JLE:           return BPF_JGT;
14551         case BPF_JLT:           return BPF_JGE;
14552         case BPF_JSGE:          return BPF_JSLT;
14553         case BPF_JSGT:          return BPF_JSLE;
14554         case BPF_JSLE:          return BPF_JSGT;
14555         case BPF_JSLT:          return BPF_JSGE;
14556         default:                return 0;
14557         }
14558 }
14559
14560 /* Refine range knowledge for <reg1> <op> <reg>2 conditional operation. */
14561 static void regs_refine_cond_op(struct bpf_reg_state *reg1, struct bpf_reg_state *reg2,
14562                                 u8 opcode, bool is_jmp32)
14563 {
14564         struct tnum t;
14565         u64 val;
14566
14567 again:
14568         switch (opcode) {
14569         case BPF_JEQ:
14570                 if (is_jmp32) {
14571                         reg1->u32_min_value = max(reg1->u32_min_value, reg2->u32_min_value);
14572                         reg1->u32_max_value = min(reg1->u32_max_value, reg2->u32_max_value);
14573                         reg1->s32_min_value = max(reg1->s32_min_value, reg2->s32_min_value);
14574                         reg1->s32_max_value = min(reg1->s32_max_value, reg2->s32_max_value);
14575                         reg2->u32_min_value = reg1->u32_min_value;
14576                         reg2->u32_max_value = reg1->u32_max_value;
14577                         reg2->s32_min_value = reg1->s32_min_value;
14578                         reg2->s32_max_value = reg1->s32_max_value;
14579
14580                         t = tnum_intersect(tnum_subreg(reg1->var_off), tnum_subreg(reg2->var_off));
14581                         reg1->var_off = tnum_with_subreg(reg1->var_off, t);
14582                         reg2->var_off = tnum_with_subreg(reg2->var_off, t);
14583                 } else {
14584                         reg1->umin_value = max(reg1->umin_value, reg2->umin_value);
14585                         reg1->umax_value = min(reg1->umax_value, reg2->umax_value);
14586                         reg1->smin_value = max(reg1->smin_value, reg2->smin_value);
14587                         reg1->smax_value = min(reg1->smax_value, reg2->smax_value);
14588                         reg2->umin_value = reg1->umin_value;
14589                         reg2->umax_value = reg1->umax_value;
14590                         reg2->smin_value = reg1->smin_value;
14591                         reg2->smax_value = reg1->smax_value;
14592
14593                         reg1->var_off = tnum_intersect(reg1->var_off, reg2->var_off);
14594                         reg2->var_off = reg1->var_off;
14595                 }
14596                 break;
14597         case BPF_JNE:
14598                 if (!is_reg_const(reg2, is_jmp32))
14599                         swap(reg1, reg2);
14600                 if (!is_reg_const(reg2, is_jmp32))
14601                         break;
14602
14603                 /* try to recompute the bound of reg1 if reg2 is a const and
14604                  * is exactly the edge of reg1.
14605                  */
14606                 val = reg_const_value(reg2, is_jmp32);
14607                 if (is_jmp32) {
14608                         /* u32_min_value is not equal to 0xffffffff at this point,
14609                          * because otherwise u32_max_value is 0xffffffff as well,
14610                          * in such a case both reg1 and reg2 would be constants,
14611                          * jump would be predicted and reg_set_min_max() won't
14612                          * be called.
14613                          *
14614                          * Same reasoning works for all {u,s}{min,max}{32,64} cases
14615                          * below.
14616                          */
14617                         if (reg1->u32_min_value == (u32)val)
14618                                 reg1->u32_min_value++;
14619                         if (reg1->u32_max_value == (u32)val)
14620                                 reg1->u32_max_value--;
14621                         if (reg1->s32_min_value == (s32)val)
14622                                 reg1->s32_min_value++;
14623                         if (reg1->s32_max_value == (s32)val)
14624                                 reg1->s32_max_value--;
14625                 } else {
14626                         if (reg1->umin_value == (u64)val)
14627                                 reg1->umin_value++;
14628                         if (reg1->umax_value == (u64)val)
14629                                 reg1->umax_value--;
14630                         if (reg1->smin_value == (s64)val)
14631                                 reg1->smin_value++;
14632                         if (reg1->smax_value == (s64)val)
14633                                 reg1->smax_value--;
14634                 }
14635                 break;
14636         case BPF_JSET:
14637                 if (!is_reg_const(reg2, is_jmp32))
14638                         swap(reg1, reg2);
14639                 if (!is_reg_const(reg2, is_jmp32))
14640                         break;
14641                 val = reg_const_value(reg2, is_jmp32);
14642                 /* BPF_JSET (i.e., TRUE branch, *not* BPF_JSET | BPF_X)
14643                  * requires single bit to learn something useful. E.g., if we
14644                  * know that `r1 & 0x3` is true, then which bits (0, 1, or both)
14645                  * are actually set? We can learn something definite only if
14646                  * it's a single-bit value to begin with.
14647                  *
14648                  * BPF_JSET | BPF_X (i.e., negation of BPF_JSET) doesn't have
14649                  * this restriction. I.e., !(r1 & 0x3) means neither bit 0 nor
14650                  * bit 1 is set, which we can readily use in adjustments.
14651                  */
14652                 if (!is_power_of_2(val))
14653                         break;
14654                 if (is_jmp32) {
14655                         t = tnum_or(tnum_subreg(reg1->var_off), tnum_const(val));
14656                         reg1->var_off = tnum_with_subreg(reg1->var_off, t);
14657                 } else {
14658                         reg1->var_off = tnum_or(reg1->var_off, tnum_const(val));
14659                 }
14660                 break;
14661         case BPF_JSET | BPF_X: /* reverse of BPF_JSET, see rev_opcode() */
14662                 if (!is_reg_const(reg2, is_jmp32))
14663                         swap(reg1, reg2);
14664                 if (!is_reg_const(reg2, is_jmp32))
14665                         break;
14666                 val = reg_const_value(reg2, is_jmp32);
14667                 if (is_jmp32) {
14668                         t = tnum_and(tnum_subreg(reg1->var_off), tnum_const(~val));
14669                         reg1->var_off = tnum_with_subreg(reg1->var_off, t);
14670                 } else {
14671                         reg1->var_off = tnum_and(reg1->var_off, tnum_const(~val));
14672                 }
14673                 break;
14674         case BPF_JLE:
14675                 if (is_jmp32) {
14676                         reg1->u32_max_value = min(reg1->u32_max_value, reg2->u32_max_value);
14677                         reg2->u32_min_value = max(reg1->u32_min_value, reg2->u32_min_value);
14678                 } else {
14679                         reg1->umax_value = min(reg1->umax_value, reg2->umax_value);
14680                         reg2->umin_value = max(reg1->umin_value, reg2->umin_value);
14681                 }
14682                 break;
14683         case BPF_JLT:
14684                 if (is_jmp32) {
14685                         reg1->u32_max_value = min(reg1->u32_max_value, reg2->u32_max_value - 1);
14686                         reg2->u32_min_value = max(reg1->u32_min_value + 1, reg2->u32_min_value);
14687                 } else {
14688                         reg1->umax_value = min(reg1->umax_value, reg2->umax_value - 1);
14689                         reg2->umin_value = max(reg1->umin_value + 1, reg2->umin_value);
14690                 }
14691                 break;
14692         case BPF_JSLE:
14693                 if (is_jmp32) {
14694                         reg1->s32_max_value = min(reg1->s32_max_value, reg2->s32_max_value);
14695                         reg2->s32_min_value = max(reg1->s32_min_value, reg2->s32_min_value);
14696                 } else {
14697                         reg1->smax_value = min(reg1->smax_value, reg2->smax_value);
14698                         reg2->smin_value = max(reg1->smin_value, reg2->smin_value);
14699                 }
14700                 break;
14701         case BPF_JSLT:
14702                 if (is_jmp32) {
14703                         reg1->s32_max_value = min(reg1->s32_max_value, reg2->s32_max_value - 1);
14704                         reg2->s32_min_value = max(reg1->s32_min_value + 1, reg2->s32_min_value);
14705                 } else {
14706                         reg1->smax_value = min(reg1->smax_value, reg2->smax_value - 1);
14707                         reg2->smin_value = max(reg1->smin_value + 1, reg2->smin_value);
14708                 }
14709                 break;
14710         case BPF_JGE:
14711         case BPF_JGT:
14712         case BPF_JSGE:
14713         case BPF_JSGT:
14714                 /* just reuse LE/LT logic above */
14715                 opcode = flip_opcode(opcode);
14716                 swap(reg1, reg2);
14717                 goto again;
14718         default:
14719                 return;
14720         }
14721 }
14722
14723 /* Adjusts the register min/max values in the case that the dst_reg and
14724  * src_reg are both SCALAR_VALUE registers (or we are simply doing a BPF_K
14725  * check, in which case we havea fake SCALAR_VALUE representing insn->imm).
14726  * Technically we can do similar adjustments for pointers to the same object,
14727  * but we don't support that right now.
14728  */
14729 static int reg_set_min_max(struct bpf_verifier_env *env,
14730                            struct bpf_reg_state *true_reg1,
14731                            struct bpf_reg_state *true_reg2,
14732                            struct bpf_reg_state *false_reg1,
14733                            struct bpf_reg_state *false_reg2,
14734                            u8 opcode, bool is_jmp32)
14735 {
14736         int err;
14737
14738         /* If either register is a pointer, we can't learn anything about its
14739          * variable offset from the compare (unless they were a pointer into
14740          * the same object, but we don't bother with that).
14741          */
14742         if (false_reg1->type != SCALAR_VALUE || false_reg2->type != SCALAR_VALUE)
14743                 return 0;
14744
14745         /* fallthrough (FALSE) branch */
14746         regs_refine_cond_op(false_reg1, false_reg2, rev_opcode(opcode), is_jmp32);
14747         reg_bounds_sync(false_reg1);
14748         reg_bounds_sync(false_reg2);
14749
14750         /* jump (TRUE) branch */
14751         regs_refine_cond_op(true_reg1, true_reg2, opcode, is_jmp32);
14752         reg_bounds_sync(true_reg1);
14753         reg_bounds_sync(true_reg2);
14754
14755         err = reg_bounds_sanity_check(env, true_reg1, "true_reg1");
14756         err = err ?: reg_bounds_sanity_check(env, true_reg2, "true_reg2");
14757         err = err ?: reg_bounds_sanity_check(env, false_reg1, "false_reg1");
14758         err = err ?: reg_bounds_sanity_check(env, false_reg2, "false_reg2");
14759         return err;
14760 }
14761
14762 static void mark_ptr_or_null_reg(struct bpf_func_state *state,
14763                                  struct bpf_reg_state *reg, u32 id,
14764                                  bool is_null)
14765 {
14766         if (type_may_be_null(reg->type) && reg->id == id &&
14767             (is_rcu_reg(reg) || !WARN_ON_ONCE(!reg->id))) {
14768                 /* Old offset (both fixed and variable parts) should have been
14769                  * known-zero, because we don't allow pointer arithmetic on
14770                  * pointers that might be NULL. If we see this happening, don't
14771                  * convert the register.
14772                  *
14773                  * But in some cases, some helpers that return local kptrs
14774                  * advance offset for the returned pointer. In those cases, it
14775                  * is fine to expect to see reg->off.
14776                  */
14777                 if (WARN_ON_ONCE(reg->smin_value || reg->smax_value || !tnum_equals_const(reg->var_off, 0)))
14778                         return;
14779                 if (!(type_is_ptr_alloc_obj(reg->type) || type_is_non_owning_ref(reg->type)) &&
14780                     WARN_ON_ONCE(reg->off))
14781                         return;
14782
14783                 if (is_null) {
14784                         reg->type = SCALAR_VALUE;
14785                         /* We don't need id and ref_obj_id from this point
14786                          * onwards anymore, thus we should better reset it,
14787                          * so that state pruning has chances to take effect.
14788                          */
14789                         reg->id = 0;
14790                         reg->ref_obj_id = 0;
14791
14792                         return;
14793                 }
14794
14795                 mark_ptr_not_null_reg(reg);
14796
14797                 if (!reg_may_point_to_spin_lock(reg)) {
14798                         /* For not-NULL ptr, reg->ref_obj_id will be reset
14799                          * in release_reference().
14800                          *
14801                          * reg->id is still used by spin_lock ptr. Other
14802                          * than spin_lock ptr type, reg->id can be reset.
14803                          */
14804                         reg->id = 0;
14805                 }
14806         }
14807 }
14808
14809 /* The logic is similar to find_good_pkt_pointers(), both could eventually
14810  * be folded together at some point.
14811  */
14812 static void mark_ptr_or_null_regs(struct bpf_verifier_state *vstate, u32 regno,
14813                                   bool is_null)
14814 {
14815         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
14816         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *reg;
14817         u32 ref_obj_id = regs[regno].ref_obj_id;
14818         u32 id = regs[regno].id;
14819
14820         if (ref_obj_id && ref_obj_id == id && is_null)
14821                 /* regs[regno] is in the " == NULL" branch.
14822                  * No one could have freed the reference state before
14823                  * doing the NULL check.
14824                  */
14825                 WARN_ON_ONCE(release_reference_state(state, id));
14826
14827         bpf_for_each_reg_in_vstate(vstate, state, reg, ({
14828                 mark_ptr_or_null_reg(state, reg, id, is_null);
14829         }));
14830 }
14831
14832 static bool try_match_pkt_pointers(const struct bpf_insn *insn,
14833                                    struct bpf_reg_state *dst_reg,
14834                                    struct bpf_reg_state *src_reg,
14835                                    struct bpf_verifier_state *this_branch,
14836                                    struct bpf_verifier_state *other_branch)
14837 {
14838         if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_X)
14839                 return false;
14840
14841         /* Pointers are always 64-bit. */
14842         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP32)
14843                 return false;
14844
14845         switch (BPF_OP(insn->code)) {
14846         case BPF_JGT:
14847                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
14848                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
14849                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
14850                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
14851                         /* pkt_data' > pkt_end, pkt_meta' > pkt_data */
14852                         find_good_pkt_pointers(this_branch, dst_reg,
14853                                                dst_reg->type, false);
14854                         mark_pkt_end(other_branch, insn->dst_reg, true);
14855                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
14856                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
14857                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
14858                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
14859                         /* pkt_end > pkt_data', pkt_data > pkt_meta' */
14860                         find_good_pkt_pointers(other_branch, src_reg,
14861                                                src_reg->type, true);
14862                         mark_pkt_end(this_branch, insn->src_reg, false);
14863                 } else {
14864                         return false;
14865                 }
14866                 break;
14867         case BPF_JLT:
14868                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
14869                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
14870                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
14871                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
14872                         /* pkt_data' < pkt_end, pkt_meta' < pkt_data */
14873                         find_good_pkt_pointers(other_branch, dst_reg,
14874                                                dst_reg->type, true);
14875                         mark_pkt_end(this_branch, insn->dst_reg, false);
14876                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
14877                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
14878                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
14879                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
14880                         /* pkt_end < pkt_data', pkt_data > pkt_meta' */
14881                         find_good_pkt_pointers(this_branch, src_reg,
14882                                                src_reg->type, false);
14883                         mark_pkt_end(other_branch, insn->src_reg, true);
14884                 } else {
14885                         return false;
14886                 }
14887                 break;
14888         case BPF_JGE:
14889                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
14890                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
14891                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
14892                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
14893                         /* pkt_data' >= pkt_end, pkt_meta' >= pkt_data */
14894                         find_good_pkt_pointers(this_branch, dst_reg,
14895                                                dst_reg->type, true);
14896                         mark_pkt_end(other_branch, insn->dst_reg, false);
14897                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
14898                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
14899                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
14900                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
14901                         /* pkt_end >= pkt_data', pkt_data >= pkt_meta' */
14902                         find_good_pkt_pointers(other_branch, src_reg,
14903                                                src_reg->type, false);
14904                         mark_pkt_end(this_branch, insn->src_reg, true);
14905                 } else {
14906                         return false;
14907                 }
14908                 break;
14909         case BPF_JLE:
14910                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
14911                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
14912                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
14913                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
14914                         /* pkt_data' <= pkt_end, pkt_meta' <= pkt_data */
14915                         find_good_pkt_pointers(other_branch, dst_reg,
14916                                                dst_reg->type, false);
14917                         mark_pkt_end(this_branch, insn->dst_reg, true);
14918                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
14919                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
14920                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
14921                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
14922                         /* pkt_end <= pkt_data', pkt_data <= pkt_meta' */
14923                         find_good_pkt_pointers(this_branch, src_reg,
14924                                                src_reg->type, true);
14925                         mark_pkt_end(other_branch, insn->src_reg, false);
14926                 } else {
14927                         return false;
14928                 }
14929                 break;
14930         default:
14931                 return false;
14932         }
14933
14934         return true;
14935 }
14936
14937 static void find_equal_scalars(struct bpf_verifier_state *vstate,
14938                                struct bpf_reg_state *known_reg)
14939 {
14940         struct bpf_func_state *state;
14941         struct bpf_reg_state *reg;
14942
14943         bpf_for_each_reg_in_vstate(vstate, state, reg, ({
14944                 if (reg->type == SCALAR_VALUE && reg->id == known_reg->id)
14945                         copy_register_state(reg, known_reg);
14946         }));
14947 }
14948
14949 static int check_cond_jmp_op(struct bpf_verifier_env *env,
14950                              struct bpf_insn *insn, int *insn_idx)
14951 {
14952         struct bpf_verifier_state *this_branch = env->cur_state;
14953         struct bpf_verifier_state *other_branch;
14954         struct bpf_reg_state *regs = this_branch->frame[this_branch->curframe]->regs;
14955         struct bpf_reg_state *dst_reg, *other_branch_regs, *src_reg = NULL;
14956         struct bpf_reg_state *eq_branch_regs;
14957         struct bpf_reg_state fake_reg = {};
14958         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
14959         bool is_jmp32;
14960         int pred = -1;
14961         int err;
14962
14963         /* Only conditional jumps are expected to reach here. */
14964         if (opcode == BPF_JA || opcode > BPF_JCOND) {
14965                 verbose(env, "invalid BPF_JMP/JMP32 opcode %x\n", opcode);
14966                 return -EINVAL;
14967         }
14968
14969         if (opcode == BPF_JCOND) {
14970                 struct bpf_verifier_state *cur_st = env->cur_state, *queued_st, *prev_st;
14971                 int idx = *insn_idx;
14972
14973                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_JCOND) ||
14974                     insn->src_reg != BPF_MAY_GOTO ||
14975                     insn->dst_reg || insn->imm || insn->off == 0) {
14976                         verbose(env, "invalid may_goto off %d imm %d\n",
14977                                 insn->off, insn->imm);
14978                         return -EINVAL;
14979                 }
14980                 prev_st = find_prev_entry(env, cur_st->parent, idx);
14981
14982                 /* branch out 'fallthrough' insn as a new state to explore */
14983                 queued_st = push_stack(env, idx + 1, idx, false);
14984                 if (!queued_st)
14985                         return -ENOMEM;
14986
14987                 queued_st->may_goto_depth++;
14988                 if (prev_st)
14989                         widen_imprecise_scalars(env, prev_st, queued_st);
14990                 *insn_idx += insn->off;
14991                 return 0;
14992         }
14993
14994         /* check src2 operand */
14995         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
14996         if (err)
14997                 return err;
14998
14999         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
15000         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
15001                 if (insn->imm != 0) {
15002                         verbose(env, "BPF_JMP/JMP32 uses reserved fields\n");
15003                         return -EINVAL;
15004                 }
15005
15006                 /* check src1 operand */
15007                 err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
15008                 if (err)
15009                         return err;
15010
15011                 src_reg = &regs[insn->src_reg];
15012                 if (!(reg_is_pkt_pointer_any(dst_reg) && reg_is_pkt_pointer_any(src_reg)) &&
15013                     is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
15014                         verbose(env, "R%d pointer comparison prohibited\n",
15015                                 insn->src_reg);
15016                         return -EACCES;
15017                 }
15018         } else {
15019                 if (insn->src_reg != BPF_REG_0) {
15020                         verbose(env, "BPF_JMP/JMP32 uses reserved fields\n");
15021                         return -EINVAL;
15022                 }
15023                 src_reg = &fake_reg;
15024                 src_reg->type = SCALAR_VALUE;
15025                 __mark_reg_known(src_reg, insn->imm);
15026         }
15027
15028         is_jmp32 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP32;
15029         pred = is_branch_taken(dst_reg, src_reg, opcode, is_jmp32);
15030         if (pred >= 0) {
15031                 /* If we get here with a dst_reg pointer type it is because
15032                  * above is_branch_taken() special cased the 0 comparison.
15033                  */
15034                 if (!__is_pointer_value(false, dst_reg))
15035                         err = mark_chain_precision(env, insn->dst_reg);
15036                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X && !err &&
15037                     !__is_pointer_value(false, src_reg))
15038                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
15039                 if (err)
15040                         return err;
15041         }
15042
15043         if (pred == 1) {
15044                 /* Only follow the goto, ignore fall-through. If needed, push
15045                  * the fall-through branch for simulation under speculative
15046                  * execution.
15047                  */
15048                 if (!env->bypass_spec_v1 &&
15049                     !sanitize_speculative_path(env, insn, *insn_idx + 1,
15050                                                *insn_idx))
15051                         return -EFAULT;
15052                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
15053                         print_insn_state(env, this_branch->frame[this_branch->curframe]);
15054                 *insn_idx += insn->off;
15055                 return 0;
15056         } else if (pred == 0) {
15057                 /* Only follow the fall-through branch, since that's where the
15058                  * program will go. If needed, push the goto branch for
15059                  * simulation under speculative execution.
15060                  */
15061                 if (!env->bypass_spec_v1 &&
15062                     !sanitize_speculative_path(env, insn,
15063                                                *insn_idx + insn->off + 1,
15064                                                *insn_idx))
15065                         return -EFAULT;
15066                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
15067                         print_insn_state(env, this_branch->frame[this_branch->curframe]);
15068                 return 0;
15069         }
15070
15071         other_branch = push_stack(env, *insn_idx + insn->off + 1, *insn_idx,
15072                                   false);
15073         if (!other_branch)
15074                 return -EFAULT;
15075         other_branch_regs = other_branch->frame[other_branch->curframe]->regs;
15076
15077         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
15078                 err = reg_set_min_max(env,
15079                                       &other_branch_regs[insn->dst_reg],
15080                                       &other_branch_regs[insn->src_reg],
15081                                       dst_reg, src_reg, opcode, is_jmp32);
15082         } else /* BPF_SRC(insn->code) == BPF_K */ {
15083                 err = reg_set_min_max(env,
15084                                       &other_branch_regs[insn->dst_reg],
15085                                       src_reg /* fake one */,
15086                                       dst_reg, src_reg /* same fake one */,
15087                                       opcode, is_jmp32);
15088         }
15089         if (err)
15090                 return err;
15091
15092         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X &&
15093             src_reg->type == SCALAR_VALUE && src_reg->id &&
15094             !WARN_ON_ONCE(src_reg->id != other_branch_regs[insn->src_reg].id)) {
15095                 find_equal_scalars(this_branch, src_reg);
15096                 find_equal_scalars(other_branch, &other_branch_regs[insn->src_reg]);
15097         }
15098         if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE && dst_reg->id &&
15099             !WARN_ON_ONCE(dst_reg->id != other_branch_regs[insn->dst_reg].id)) {
15100                 find_equal_scalars(this_branch, dst_reg);
15101                 find_equal_scalars(other_branch, &other_branch_regs[insn->dst_reg]);
15102         }
15103
15104         /* if one pointer register is compared to another pointer
15105          * register check if PTR_MAYBE_NULL could be lifted.
15106          * E.g. register A - maybe null
15107          *      register B - not null
15108          * for JNE A, B, ... - A is not null in the false branch;
15109          * for JEQ A, B, ... - A is not null in the true branch.
15110          *
15111          * Since PTR_TO_BTF_ID points to a kernel struct that does
15112          * not need to be null checked by the BPF program, i.e.,
15113          * could be null even without PTR_MAYBE_NULL marking, so
15114          * only propagate nullness when neither reg is that type.
15115          */
15116         if (!is_jmp32 && BPF_SRC(insn->code) == BPF_X &&
15117             __is_pointer_value(false, src_reg) && __is_pointer_value(false, dst_reg) &&
15118             type_may_be_null(src_reg->type) != type_may_be_null(dst_reg->type) &&
15119             base_type(src_reg->type) != PTR_TO_BTF_ID &&
15120             base_type(dst_reg->type) != PTR_TO_BTF_ID) {
15121                 eq_branch_regs = NULL;
15122                 switch (opcode) {
15123                 case BPF_JEQ:
15124                         eq_branch_regs = other_branch_regs;
15125                         break;
15126                 case BPF_JNE:
15127                         eq_branch_regs = regs;
15128                         break;
15129                 default:
15130                         /* do nothing */
15131                         break;
15132                 }
15133                 if (eq_branch_regs) {
15134                         if (type_may_be_null(src_reg->type))
15135                                 mark_ptr_not_null_reg(&eq_branch_regs[insn->src_reg]);
15136                         else
15137                                 mark_ptr_not_null_reg(&eq_branch_regs[insn->dst_reg]);
15138                 }
15139         }
15140
15141         /* detect if R == 0 where R is returned from bpf_map_lookup_elem().
15142          * NOTE: these optimizations below are related with pointer comparison
15143          *       which will never be JMP32.
15144          */
15145         if (!is_jmp32 && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K &&
15146             insn->imm == 0 && (opcode == BPF_JEQ || opcode == BPF_JNE) &&
15147             type_may_be_null(dst_reg->type)) {
15148                 /* Mark all identical registers in each branch as either
15149                  * safe or unknown depending R == 0 or R != 0 conditional.
15150                  */
15151                 mark_ptr_or_null_regs(this_branch, insn->dst_reg,
15152                                       opcode == BPF_JNE);
15153                 mark_ptr_or_null_regs(other_branch, insn->dst_reg,
15154                                       opcode == BPF_JEQ);
15155         } else if (!try_match_pkt_pointers(insn, dst_reg, &regs[insn->src_reg],
15156                                            this_branch, other_branch) &&
15157                    is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
15158                 verbose(env, "R%d pointer comparison prohibited\n",
15159                         insn->dst_reg);
15160                 return -EACCES;
15161         }
15162         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
15163                 print_insn_state(env, this_branch->frame[this_branch->curframe]);
15164         return 0;
15165 }
15166
15167 /* verify BPF_LD_IMM64 instruction */
15168 static int check_ld_imm(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
15169 {
15170         struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
15171         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
15172         struct bpf_reg_state *dst_reg;
15173         struct bpf_map *map;
15174         int err;
15175
15176         if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW) {
15177                 verbose(env, "invalid BPF_LD_IMM insn\n");
15178                 return -EINVAL;
15179         }
15180         if (insn->off != 0) {
15181                 verbose(env, "BPF_LD_IMM64 uses reserved fields\n");
15182                 return -EINVAL;
15183         }
15184
15185         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP);
15186         if (err)
15187                 return err;
15188
15189         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
15190         if (insn->src_reg == 0) {
15191                 u64 imm = ((u64)(insn + 1)->imm << 32) | (u32)insn->imm;
15192
15193                 dst_reg->type = SCALAR_VALUE;
15194                 __mark_reg_known(&regs[insn->dst_reg], imm);
15195                 return 0;
15196         }
15197
15198         /* All special src_reg cases are listed below. From this point onwards
15199          * we either succeed and assign a corresponding dst_reg->type after
15200          * zeroing the offset, or fail and reject the program.
15201          */
15202         mark_reg_known_zero(env, regs, insn->dst_reg);
15203
15204         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_BTF_ID) {
15205                 dst_reg->type = aux->btf_var.reg_type;
15206                 switch (base_type(dst_reg->type)) {
15207                 case PTR_TO_MEM:
15208                         dst_reg->mem_size = aux->btf_var.mem_size;
15209                         break;
15210                 case PTR_TO_BTF_ID:
15211                         dst_reg->btf = aux->btf_var.btf;
15212                         dst_reg->btf_id = aux->btf_var.btf_id;
15213                         break;
15214                 default:
15215                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
15216                         return -EFAULT;
15217                 }
15218                 return 0;
15219         }
15220
15221         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC) {
15222                 struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
15223                 u32 subprogno = find_subprog(env,
15224                                              env->insn_idx + insn->imm + 1);
15225
15226                 if (!aux->func_info) {
15227                         verbose(env, "missing btf func_info\n");
15228                         return -EINVAL;
15229                 }
15230                 if (aux->func_info_aux[subprogno].linkage != BTF_FUNC_STATIC) {
15231                         verbose(env, "callback function not static\n");
15232                         return -EINVAL;
15233                 }
15234
15235                 dst_reg->type = PTR_TO_FUNC;
15236                 dst_reg->subprogno = subprogno;
15237                 return 0;
15238         }
15239
15240         map = env->used_maps[aux->map_index];
15241         dst_reg->map_ptr = map;
15242
15243         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_VALUE ||
15244             insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE) {
15245                 if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_ARENA) {
15246                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
15247                         return 0;
15248                 }
15249                 dst_reg->type = PTR_TO_MAP_VALUE;
15250                 dst_reg->off = aux->map_off;
15251                 WARN_ON_ONCE(map->max_entries != 1);
15252                 /* We want reg->id to be same (0) as map_value is not distinct */
15253         } else if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD ||
15254                    insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX) {
15255                 dst_reg->type = CONST_PTR_TO_MAP;
15256         } else {
15257                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
15258                 return -EINVAL;
15259         }
15260
15261         return 0;
15262 }
15263
15264 static bool may_access_skb(enum bpf_prog_type type)
15265 {
15266         switch (type) {
15267         case BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER:
15268         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
15269         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
15270                 return true;
15271         default:
15272                 return false;
15273         }
15274 }
15275
15276 /* verify safety of LD_ABS|LD_IND instructions:
15277  * - they can only appear in the programs where ctx == skb
15278  * - since they are wrappers of function calls, they scratch R1-R5 registers,
15279  *   preserve R6-R9, and store return value into R0
15280  *
15281  * Implicit input:
15282  *   ctx == skb == R6 == CTX
15283  *
15284  * Explicit input:
15285  *   SRC == any register
15286  *   IMM == 32-bit immediate
15287  *
15288  * Output:
15289  *   R0 - 8/16/32-bit skb data converted to cpu endianness
15290  */
15291 static int check_ld_abs(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
15292 {
15293         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
15294         static const int ctx_reg = BPF_REG_6;
15295         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
15296         int i, err;
15297
15298         if (!may_access_skb(resolve_prog_type(env->prog))) {
15299                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] instructions not allowed for this program type\n");
15300                 return -EINVAL;
15301         }
15302
15303         if (!env->ops->gen_ld_abs) {
15304                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
15305                 return -EINVAL;
15306         }
15307
15308         if (insn->dst_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0 ||
15309             BPF_SIZE(insn->code) == BPF_DW ||
15310             (mode == BPF_ABS && insn->src_reg != BPF_REG_0)) {
15311                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] uses reserved fields\n");
15312                 return -EINVAL;
15313         }
15314
15315         /* check whether implicit source operand (register R6) is readable */
15316         err = check_reg_arg(env, ctx_reg, SRC_OP);
15317         if (err)
15318                 return err;
15319
15320         /* Disallow usage of BPF_LD_[ABS|IND] with reference tracking, as
15321          * gen_ld_abs() may terminate the program at runtime, leading to
15322          * reference leak.
15323          */
15324         err = check_reference_leak(env, false);
15325         if (err) {
15326                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be mixed with socket references\n");
15327                 return err;
15328         }
15329
15330         if (env->cur_state->active_lock.ptr) {
15331                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be used inside bpf_spin_lock-ed region\n");
15332                 return -EINVAL;
15333         }
15334
15335         if (env->cur_state->active_rcu_lock) {
15336                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be used inside bpf_rcu_read_lock-ed region\n");
15337                 return -EINVAL;
15338         }
15339
15340         if (regs[ctx_reg].type != PTR_TO_CTX) {
15341                 verbose(env,
15342                         "at the time of BPF_LD_ABS|IND R6 != pointer to skb\n");
15343                 return -EINVAL;
15344         }
15345
15346         if (mode == BPF_IND) {
15347                 /* check explicit source operand */
15348                 err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
15349                 if (err)
15350                         return err;
15351         }
15352
15353         err = check_ptr_off_reg(env, &regs[ctx_reg], ctx_reg);
15354         if (err < 0)
15355                 return err;
15356
15357         /* reset caller saved regs to unreadable */
15358         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
15359                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
15360                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
15361         }
15362
15363         /* mark destination R0 register as readable, since it contains
15364          * the value fetched from the packet.
15365          * Already marked as written above.
15366          */
15367         mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
15368         /* ld_abs load up to 32-bit skb data. */
15369         regs[BPF_REG_0].subreg_def = env->insn_idx + 1;
15370         return 0;
15371 }
15372
15373 static int check_return_code(struct bpf_verifier_env *env, int regno, const char *reg_name)
15374 {
15375         const char *exit_ctx = "At program exit";
15376         struct tnum enforce_attach_type_range = tnum_unknown;
15377         const struct bpf_prog *prog = env->prog;
15378         struct bpf_reg_state *reg;
15379         struct bpf_retval_range range = retval_range(0, 1);
15380         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
15381         int err;
15382         struct bpf_func_state *frame = env->cur_state->frame[0];
15383         const bool is_subprog = frame->subprogno;
15384
15385         /* LSM and struct_ops func-ptr's return type could be "void" */
15386         if (!is_subprog || frame->in_exception_callback_fn) {
15387                 switch (prog_type) {
15388                 case BPF_PROG_TYPE_LSM:
15389                         if (prog->expected_attach_type == BPF_LSM_CGROUP)
15390                                 /* See below, can be 0 or 0-1 depending on hook. */
15391                                 break;
15392                         fallthrough;
15393                 case BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS:
15394                         if (!prog->aux->attach_func_proto->type)
15395                                 return 0;
15396                         break;
15397                 default:
15398                         break;
15399                 }
15400         }
15401
15402         /* eBPF calling convention is such that R0 is used
15403          * to return the value from eBPF program.
15404          * Make sure that it's readable at this time
15405          * of bpf_exit, which means that program wrote
15406          * something into it earlier
15407          */
15408         err = check_reg_arg(env, regno, SRC_OP);
15409         if (err)
15410                 return err;
15411
15412         if (is_pointer_value(env, regno)) {
15413                 verbose(env, "R%d leaks addr as return value\n", regno);
15414                 return -EACCES;
15415         }
15416
15417         reg = cur_regs(env) + regno;
15418
15419         if (frame->in_async_callback_fn) {
15420                 /* enforce return zero from async callbacks like timer */
15421                 exit_ctx = "At async callback return";
15422                 range = retval_range(0, 0);
15423                 goto enforce_retval;
15424         }
15425
15426         if (is_subprog && !frame->in_exception_callback_fn) {
15427                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
15428                         verbose(env, "At subprogram exit the register R%d is not a scalar value (%s)\n",
15429                                 regno, reg_type_str(env, reg->type));
15430                         return -EINVAL;
15431                 }
15432                 return 0;
15433         }
15434
15435         switch (prog_type) {
15436         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK_ADDR:
15437                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UDP4_RECVMSG ||
15438                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UDP6_RECVMSG ||
15439                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UNIX_RECVMSG ||
15440                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_GETPEERNAME ||
15441                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_GETPEERNAME ||
15442                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UNIX_GETPEERNAME ||
15443                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_GETSOCKNAME ||
15444                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_GETSOCKNAME ||
15445                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UNIX_GETSOCKNAME)
15446                         range = retval_range(1, 1);
15447                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_BIND ||
15448                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_BIND)
15449                         range = retval_range(0, 3);
15450                 break;
15451         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SKB:
15452                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET_EGRESS) {
15453                         range = retval_range(0, 3);
15454                         enforce_attach_type_range = tnum_range(2, 3);
15455                 }
15456                 break;
15457         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK:
15458         case BPF_PROG_TYPE_SOCK_OPS:
15459         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_DEVICE:
15460         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SYSCTL:
15461         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCKOPT:
15462                 break;
15463         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT:
15464                 if (!env->prog->aux->attach_btf_id)
15465                         return 0;
15466                 range = retval_range(0, 0);
15467                 break;
15468         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
15469                 switch (env->prog->expected_attach_type) {
15470                 case BPF_TRACE_FENTRY:
15471                 case BPF_TRACE_FEXIT:
15472                         range = retval_range(0, 0);
15473                         break;
15474                 case BPF_TRACE_RAW_TP:
15475                 case BPF_MODIFY_RETURN:
15476                         return 0;
15477                 case BPF_TRACE_ITER:
15478                         break;
15479                 default:
15480                         return -ENOTSUPP;
15481                 }
15482                 break;
15483         case BPF_PROG_TYPE_SK_LOOKUP:
15484                 range = retval_range(SK_DROP, SK_PASS);
15485                 break;
15486
15487         case BPF_PROG_TYPE_LSM:
15488                 if (env->prog->expected_attach_type != BPF_LSM_CGROUP) {
15489                         /* Regular BPF_PROG_TYPE_LSM programs can return
15490                          * any value.
15491                          */
15492                         return 0;
15493                 }
15494                 if (!env->prog->aux->attach_func_proto->type) {
15495                         /* Make sure programs that attach to void
15496                          * hooks don't try to modify return value.
15497                          */
15498                         range = retval_range(1, 1);
15499                 }
15500                 break;
15501
15502         case BPF_PROG_TYPE_NETFILTER:
15503                 range = retval_range(NF_DROP, NF_ACCEPT);
15504                 break;
15505         case BPF_PROG_TYPE_EXT:
15506                 /* freplace program can return anything as its return value
15507                  * depends on the to-be-replaced kernel func or bpf program.
15508                  */
15509         default:
15510                 return 0;
15511         }
15512
15513 enforce_retval:
15514         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
15515                 verbose(env, "%s the register R%d is not a known value (%s)\n",
15516                         exit_ctx, regno, reg_type_str(env, reg->type));
15517                 return -EINVAL;
15518         }
15519
15520         err = mark_chain_precision(env, regno);
15521         if (err)
15522                 return err;
15523
15524         if (!retval_range_within(range, reg)) {
15525                 verbose_invalid_scalar(env, reg, range, exit_ctx, reg_name);
15526                 if (!is_subprog &&
15527                     prog->expected_attach_type == BPF_LSM_CGROUP &&
15528                     prog_type == BPF_PROG_TYPE_LSM &&
15529                     !prog->aux->attach_func_proto->type)
15530                         verbose(env, "Note, BPF_LSM_CGROUP that attach to void LSM hooks can't modify return value!\n");
15531                 return -EINVAL;
15532         }
15533
15534         if (!tnum_is_unknown(enforce_attach_type_range) &&
15535             tnum_in(enforce_attach_type_range, reg->var_off))
15536                 env->prog->enforce_expected_attach_type = 1;
15537         return 0;
15538 }
15539
15540 /* non-recursive DFS pseudo code
15541  * 1  procedure DFS-iterative(G,v):
15542  * 2      label v as discovered
15543  * 3      let S be a stack
15544  * 4      S.push(v)
15545  * 5      while S is not empty
15546  * 6            t <- S.peek()
15547  * 7            if t is what we're looking for:
15548  * 8                return t
15549  * 9            for all edges e in G.adjacentEdges(t) do
15550  * 10               if edge e is already labelled
15551  * 11                   continue with the next edge
15552  * 12               w <- G.adjacentVertex(t,e)
15553  * 13               if vertex w is not discovered and not explored
15554  * 14                   label e as tree-edge
15555  * 15                   label w as discovered
15556  * 16                   S.push(w)
15557  * 17                   continue at 5
15558  * 18               else if vertex w is discovered
15559  * 19                   label e as back-edge
15560  * 20               else
15561  * 21                   // vertex w is explored
15562  * 22                   label e as forward- or cross-edge
15563  * 23           label t as explored
15564  * 24           S.pop()
15565  *
15566  * convention:
15567  * 0x10 - discovered
15568  * 0x11 - discovered and fall-through edge labelled
15569  * 0x12 - discovered and fall-through and branch edges labelled
15570  * 0x20 - explored
15571  */
15572
15573 enum {
15574         DISCOVERED = 0x10,
15575         EXPLORED = 0x20,
15576         FALLTHROUGH = 1,
15577         BRANCH = 2,
15578 };
15579
15580 static void mark_prune_point(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
15581 {
15582         env->insn_aux_data[idx].prune_point = true;
15583 }
15584
15585 static bool is_prune_point(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
15586 {
15587         return env->insn_aux_data[insn_idx].prune_point;
15588 }
15589
15590 static void mark_force_checkpoint(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
15591 {
15592         env->insn_aux_data[idx].force_checkpoint = true;
15593 }
15594
15595 static bool is_force_checkpoint(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
15596 {
15597         return env->insn_aux_data[insn_idx].force_checkpoint;
15598 }
15599
15600 static void mark_calls_callback(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
15601 {
15602         env->insn_aux_data[idx].calls_callback = true;
15603 }
15604
15605 static bool calls_callback(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
15606 {
15607         return env->insn_aux_data[insn_idx].calls_callback;
15608 }
15609
15610 enum {
15611         DONE_EXPLORING = 0,
15612         KEEP_EXPLORING = 1,
15613 };
15614
15615 /* t, w, e - match pseudo-code above:
15616  * t - index of current instruction
15617  * w - next instruction
15618  * e - edge
15619  */
15620 static int push_insn(int t, int w, int e, struct bpf_verifier_env *env)
15621 {
15622         int *insn_stack = env->cfg.insn_stack;
15623         int *insn_state = env->cfg.insn_state;
15624
15625         if (e == FALLTHROUGH && insn_state[t] >= (DISCOVERED | FALLTHROUGH))
15626                 return DONE_EXPLORING;
15627
15628         if (e == BRANCH && insn_state[t] >= (DISCOVERED | BRANCH))
15629                 return DONE_EXPLORING;
15630
15631         if (w < 0 || w >= env->prog->len) {
15632                 verbose_linfo(env, t, "%d: ", t);
15633                 verbose(env, "jump out of range from insn %d to %d\n", t, w);
15634                 return -EINVAL;
15635         }
15636
15637         if (e == BRANCH) {
15638                 /* mark branch target for state pruning */
15639                 mark_prune_point(env, w);
15640                 mark_jmp_point(env, w);
15641         }
15642
15643         if (insn_state[w] == 0) {
15644                 /* tree-edge */
15645                 insn_state[t] = DISCOVERED | e;
15646                 insn_state[w] = DISCOVERED;
15647                 if (env->cfg.cur_stack >= env->prog->len)
15648                         return -E2BIG;
15649                 insn_stack[env->cfg.cur_stack++] = w;
15650                 return KEEP_EXPLORING;
15651         } else if ((insn_state[w] & 0xF0) == DISCOVERED) {
15652                 if (env->bpf_capable)
15653                         return DONE_EXPLORING;
15654                 verbose_linfo(env, t, "%d: ", t);
15655                 verbose_linfo(env, w, "%d: ", w);
15656                 verbose(env, "back-edge from insn %d to %d\n", t, w);
15657                 return -EINVAL;
15658         } else if (insn_state[w] == EXPLORED) {
15659                 /* forward- or cross-edge */
15660                 insn_state[t] = DISCOVERED | e;
15661         } else {
15662                 verbose(env, "insn state internal bug\n");
15663                 return -EFAULT;
15664         }
15665         return DONE_EXPLORING;
15666 }
15667
15668 static int visit_func_call_insn(int t, struct bpf_insn *insns,
15669                                 struct bpf_verifier_env *env,
15670                                 bool visit_callee)
15671 {
15672         int ret, insn_sz;
15673
15674         insn_sz = bpf_is_ldimm64(&insns[t]) ? 2 : 1;
15675         ret = push_insn(t, t + insn_sz, FALLTHROUGH, env);
15676         if (ret)
15677                 return ret;
15678
15679         mark_prune_point(env, t + insn_sz);
15680         /* when we exit from subprog, we need to record non-linear history */
15681         mark_jmp_point(env, t + insn_sz);
15682
15683         if (visit_callee) {
15684                 mark_prune_point(env, t);
15685                 ret = push_insn(t, t + insns[t].imm + 1, BRANCH, env);
15686         }
15687         return ret;
15688 }
15689
15690 /* Visits the instruction at index t and returns one of the following:
15691  *  < 0 - an error occurred
15692  *  DONE_EXPLORING - the instruction was fully explored
15693  *  KEEP_EXPLORING - there is still work to be done before it is fully explored
15694  */
15695 static int visit_insn(int t, struct bpf_verifier_env *env)
15696 {
15697         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi, *insn = &insns[t];
15698         int ret, off, insn_sz;
15699
15700         if (bpf_pseudo_func(insn))
15701                 return visit_func_call_insn(t, insns, env, true);
15702
15703         /* All non-branch instructions have a single fall-through edge. */
15704         if (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_JMP &&
15705             BPF_CLASS(insn->code) != BPF_JMP32) {
15706                 insn_sz = bpf_is_ldimm64(insn) ? 2 : 1;
15707                 return push_insn(t, t + insn_sz, FALLTHROUGH, env);
15708         }
15709
15710         switch (BPF_OP(insn->code)) {
15711         case BPF_EXIT:
15712                 return DONE_EXPLORING;
15713
15714         case BPF_CALL:
15715                 if (is_async_callback_calling_insn(insn))
15716                         /* Mark this call insn as a prune point to trigger
15717                          * is_state_visited() check before call itself is
15718                          * processed by __check_func_call(). Otherwise new
15719                          * async state will be pushed for further exploration.
15720                          */
15721                         mark_prune_point(env, t);
15722                 /* For functions that invoke callbacks it is not known how many times
15723                  * callback would be called. Verifier models callback calling functions
15724                  * by repeatedly visiting callback bodies and returning to origin call
15725                  * instruction.
15726                  * In order to stop such iteration verifier needs to identify when a
15727                  * state identical some state from a previous iteration is reached.
15728                  * Check below forces creation of checkpoint before callback calling
15729                  * instruction to allow search for such identical states.
15730                  */
15731                 if (is_sync_callback_calling_insn(insn)) {
15732                         mark_calls_callback(env, t);
15733                         mark_force_checkpoint(env, t);
15734                         mark_prune_point(env, t);
15735                         mark_jmp_point(env, t);
15736                 }
15737                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL) {
15738                         struct bpf_kfunc_call_arg_meta meta;
15739
15740                         ret = fetch_kfunc_meta(env, insn, &meta, NULL);
15741                         if (ret == 0 && is_iter_next_kfunc(&meta)) {
15742                                 mark_prune_point(env, t);
15743                                 /* Checking and saving state checkpoints at iter_next() call
15744                                  * is crucial for fast convergence of open-coded iterator loop
15745                                  * logic, so we need to force it. If we don't do that,
15746                                  * is_state_visited() might skip saving a checkpoint, causing
15747                                  * unnecessarily long sequence of not checkpointed
15748                                  * instructions and jumps, leading to exhaustion of jump
15749                                  * history buffer, and potentially other undesired outcomes.
15750                                  * It is expected that with correct open-coded iterators
15751                                  * convergence will happen quickly, so we don't run a risk of
15752                                  * exhausting memory.
15753                                  */
15754                                 mark_force_checkpoint(env, t);
15755                         }
15756                 }
15757                 return visit_func_call_insn(t, insns, env, insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL);
15758
15759         case BPF_JA:
15760                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K)
15761                         return -EINVAL;
15762
15763                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP)
15764                         off = insn->off;
15765                 else
15766                         off = insn->imm;
15767
15768                 /* unconditional jump with single edge */
15769                 ret = push_insn(t, t + off + 1, FALLTHROUGH, env);
15770                 if (ret)
15771                         return ret;
15772
15773                 mark_prune_point(env, t + off + 1);
15774                 mark_jmp_point(env, t + off + 1);
15775
15776                 return ret;
15777
15778         default:
15779                 /* conditional jump with two edges */
15780                 mark_prune_point(env, t);
15781                 if (is_may_goto_insn(insn))
15782                         mark_force_checkpoint(env, t);
15783
15784                 ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env);
15785                 if (ret)
15786                         return ret;
15787
15788                 return push_insn(t, t + insn->off + 1, BRANCH, env);
15789         }
15790 }
15791
15792 /* non-recursive depth-first-search to detect loops in BPF program
15793  * loop == back-edge in directed graph
15794  */
15795 static int check_cfg(struct bpf_verifier_env *env)
15796 {
15797         int insn_cnt = env->prog->len;
15798         int *insn_stack, *insn_state;
15799         int ex_insn_beg, i, ret = 0;
15800         bool ex_done = false;
15801
15802         insn_state = env->cfg.insn_state = kvcalloc(insn_cnt, sizeof(int), GFP_KERNEL);
15803         if (!insn_state)
15804                 return -ENOMEM;
15805
15806         insn_stack = env->cfg.insn_stack = kvcalloc(insn_cnt, sizeof(int), GFP_KERNEL);
15807         if (!insn_stack) {
15808                 kvfree(insn_state);
15809                 return -ENOMEM;
15810         }
15811
15812         insn_state[0] = DISCOVERED; /* mark 1st insn as discovered */
15813         insn_stack[0] = 0; /* 0 is the first instruction */
15814         env->cfg.cur_stack = 1;
15815
15816 walk_cfg:
15817         while (env->cfg.cur_stack > 0) {
15818                 int t = insn_stack[env->cfg.cur_stack - 1];
15819
15820                 ret = visit_insn(t, env);
15821                 switch (ret) {
15822                 case DONE_EXPLORING:
15823                         insn_state[t] = EXPLORED;
15824                         env->cfg.cur_stack--;
15825                         break;
15826                 case KEEP_EXPLORING:
15827                         break;
15828                 default:
15829                         if (ret > 0) {
15830                                 verbose(env, "visit_insn internal bug\n");
15831                                 ret = -EFAULT;
15832                         }
15833                         goto err_free;
15834                 }
15835         }
15836
15837         if (env->cfg.cur_stack < 0) {
15838                 verbose(env, "pop stack internal bug\n");
15839                 ret = -EFAULT;
15840                 goto err_free;
15841         }
15842
15843         if (env->exception_callback_subprog && !ex_done) {
15844                 ex_insn_beg = env->subprog_info[env->exception_callback_subprog].start;
15845
15846                 insn_state[ex_insn_beg] = DISCOVERED;
15847                 insn_stack[0] = ex_insn_beg;
15848                 env->cfg.cur_stack = 1;
15849                 ex_done = true;
15850                 goto walk_cfg;
15851         }
15852
15853         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
15854                 struct bpf_insn *insn = &env->prog->insnsi[i];
15855
15856                 if (insn_state[i] != EXPLORED) {
15857                         verbose(env, "unreachable insn %d\n", i);
15858                         ret = -EINVAL;
15859                         goto err_free;
15860                 }
15861                 if (bpf_is_ldimm64(insn)) {
15862                         if (insn_state[i + 1] != 0) {
15863                                 verbose(env, "jump into the middle of ldimm64 insn %d\n", i);
15864                                 ret = -EINVAL;
15865                                 goto err_free;
15866                         }
15867                         i++; /* skip second half of ldimm64 */
15868                 }
15869         }
15870         ret = 0; /* cfg looks good */
15871
15872 err_free:
15873         kvfree(insn_state);
15874         kvfree(insn_stack);
15875         env->cfg.insn_state = env->cfg.insn_stack = NULL;
15876         return ret;
15877 }
15878
15879 static int check_abnormal_return(struct bpf_verifier_env *env)
15880 {
15881         int i;
15882
15883         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
15884                 if (env->subprog_info[i].has_ld_abs) {
15885                         verbose(env, "LD_ABS is not allowed in subprogs without BTF\n");
15886                         return -EINVAL;
15887                 }
15888                 if (env->subprog_info[i].has_tail_call) {
15889                         verbose(env, "tail_call is not allowed in subprogs without BTF\n");
15890                         return -EINVAL;
15891                 }
15892         }
15893         return 0;
15894 }
15895
15896 /* The minimum supported BTF func info size */
15897 #define MIN_BPF_FUNCINFO_SIZE   8
15898 #define MAX_FUNCINFO_REC_SIZE   252
15899
15900 static int check_btf_func_early(struct bpf_verifier_env *env,
15901                                 const union bpf_attr *attr,
15902                                 bpfptr_t uattr)
15903 {
15904         u32 krec_size = sizeof(struct bpf_func_info);
15905         const struct btf_type *type, *func_proto;
15906         u32 i, nfuncs, urec_size, min_size;
15907         struct bpf_func_info *krecord;
15908         struct bpf_prog *prog;
15909         const struct btf *btf;
15910         u32 prev_offset = 0;
15911         bpfptr_t urecord;
15912         int ret = -ENOMEM;
15913
15914         nfuncs = attr->func_info_cnt;
15915         if (!nfuncs) {
15916                 if (check_abnormal_return(env))
15917                         return -EINVAL;
15918                 return 0;
15919         }
15920
15921         urec_size = attr->func_info_rec_size;
15922         if (urec_size < MIN_BPF_FUNCINFO_SIZE ||
15923             urec_size > MAX_FUNCINFO_REC_SIZE ||
15924             urec_size % sizeof(u32)) {
15925                 verbose(env, "invalid func info rec size %u\n", urec_size);
15926                 return -EINVAL;
15927         }
15928
15929         prog = env->prog;
15930         btf = prog->aux->btf;
15931
15932         urecord = make_bpfptr(attr->func_info, uattr.is_kernel);
15933         min_size = min_t(u32, krec_size, urec_size);
15934
15935         krecord = kvcalloc(nfuncs, krec_size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
15936         if (!krecord)
15937                 return -ENOMEM;
15938
15939         for (i = 0; i < nfuncs; i++) {
15940                 ret = bpf_check_uarg_tail_zero(urecord, krec_size, urec_size);
15941                 if (ret) {
15942                         if (ret == -E2BIG) {
15943                                 verbose(env, "nonzero tailing record in func info");
15944                                 /* set the size kernel expects so loader can zero
15945                                  * out the rest of the record.
15946                                  */
15947                                 if (copy_to_bpfptr_offset(uattr,
15948                                                           offsetof(union bpf_attr, func_info_rec_size),
15949                                                           &min_size, sizeof(min_size)))
15950                                         ret = -EFAULT;
15951                         }
15952                         goto err_free;
15953                 }
15954
15955                 if (copy_from_bpfptr(&krecord[i], urecord, min_size)) {
15956                         ret = -EFAULT;
15957                         goto err_free;
15958                 }
15959
15960                 /* check insn_off */
15961                 ret = -EINVAL;
15962                 if (i == 0) {
15963                         if (krecord[i].insn_off) {
15964                                 verbose(env,
15965                                         "nonzero insn_off %u for the first func info record",
15966                                         krecord[i].insn_off);
15967                                 goto err_free;
15968                         }
15969                 } else if (krecord[i].insn_off <= prev_offset) {
15970                         verbose(env,
15971                                 "same or smaller insn offset (%u) than previous func info record (%u)",
15972                                 krecord[i].insn_off, prev_offset);
15973                         goto err_free;
15974                 }
15975
15976                 /* check type_id */
15977                 type = btf_type_by_id(btf, krecord[i].type_id);
15978                 if (!type || !btf_type_is_func(type)) {
15979                         verbose(env, "invalid type id %d in func info",
15980                                 krecord[i].type_id);
15981                         goto err_free;
15982                 }
15983
15984                 func_proto = btf_type_by_id(btf, type->type);
15985                 if (unlikely(!func_proto || !btf_type_is_func_proto(func_proto)))
15986                         /* btf_func_check() already verified it during BTF load */
15987                         goto err_free;
15988
15989                 prev_offset = krecord[i].insn_off;
15990                 bpfptr_add(&urecord, urec_size);
15991         }
15992
15993         prog->aux->func_info = krecord;
15994         prog->aux->func_info_cnt = nfuncs;
15995         return 0;
15996
15997 err_free:
15998         kvfree(krecord);
15999         return ret;
16000 }
16001
16002 static int check_btf_func(struct bpf_verifier_env *env,
16003                           const union bpf_attr *attr,
16004                           bpfptr_t uattr)
16005 {
16006         const struct btf_type *type, *func_proto, *ret_type;
16007         u32 i, nfuncs, urec_size;
16008         struct bpf_func_info *krecord;
16009         struct bpf_func_info_aux *info_aux = NULL;
16010         struct bpf_prog *prog;
16011         const struct btf *btf;
16012         bpfptr_t urecord;
16013         bool scalar_return;
16014         int ret = -ENOMEM;
16015
16016         nfuncs = attr->func_info_cnt;
16017         if (!nfuncs) {
16018                 if (check_abnormal_return(env))
16019                         return -EINVAL;
16020                 return 0;
16021         }
16022         if (nfuncs != env->subprog_cnt) {
16023                 verbose(env, "number of funcs in func_info doesn't match number of subprogs\n");
16024                 return -EINVAL;
16025         }
16026
16027         urec_size = attr->func_info_rec_size;
16028
16029         prog = env->prog;
16030         btf = prog->aux->btf;
16031
16032         urecord = make_bpfptr(attr->func_info, uattr.is_kernel);
16033
16034         krecord = prog->aux->func_info;
16035         info_aux = kcalloc(nfuncs, sizeof(*info_aux), GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
16036         if (!info_aux)
16037                 return -ENOMEM;
16038
16039         for (i = 0; i < nfuncs; i++) {
16040                 /* check insn_off */
16041                 ret = -EINVAL;
16042
16043                 if (env->subprog_info[i].start != krecord[i].insn_off) {
16044                         verbose(env, "func_info BTF section doesn't match subprog layout in BPF program\n");
16045                         goto err_free;
16046                 }
16047
16048                 /* Already checked type_id */
16049                 type = btf_type_by_id(btf, krecord[i].type_id);
16050                 info_aux[i].linkage = BTF_INFO_VLEN(type->info);
16051                 /* Already checked func_proto */
16052                 func_proto = btf_type_by_id(btf, type->type);
16053
16054                 ret_type = btf_type_skip_modifiers(btf, func_proto->type, NULL);
16055                 scalar_return =
16056                         btf_type_is_small_int(ret_type) || btf_is_any_enum(ret_type);
16057                 if (i && !scalar_return && env->subprog_info[i].has_ld_abs) {
16058                         verbose(env, "LD_ABS is only allowed in functions that return 'int'.\n");
16059                         goto err_free;
16060                 }
16061                 if (i && !scalar_return && env->subprog_info[i].has_tail_call) {
16062                         verbose(env, "tail_call is only allowed in functions that return 'int'.\n");
16063                         goto err_free;
16064                 }
16065
16066                 bpfptr_add(&urecord, urec_size);
16067         }
16068
16069         prog->aux->func_info_aux = info_aux;
16070         return 0;
16071
16072 err_free:
16073         kfree(info_aux);
16074         return ret;
16075 }
16076
16077 static void adjust_btf_func(struct bpf_verifier_env *env)
16078 {
16079         struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
16080         int i;
16081
16082         if (!aux->func_info)
16083                 return;
16084
16085         /* func_info is not available for hidden subprogs */
16086         for (i = 0; i < env->subprog_cnt - env->hidden_subprog_cnt; i++)
16087                 aux->func_info[i].insn_off = env->subprog_info[i].start;
16088 }
16089
16090 #define MIN_BPF_LINEINFO_SIZE   offsetofend(struct bpf_line_info, line_col)
16091 #define MAX_LINEINFO_REC_SIZE   MAX_FUNCINFO_REC_SIZE
16092
16093 static int check_btf_line(struct bpf_verifier_env *env,
16094                           const union bpf_attr *attr,
16095                           bpfptr_t uattr)
16096 {
16097         u32 i, s, nr_linfo, ncopy, expected_size, rec_size, prev_offset = 0;
16098         struct bpf_subprog_info *sub;
16099         struct bpf_line_info *linfo;
16100         struct bpf_prog *prog;
16101         const struct btf *btf;
16102         bpfptr_t ulinfo;
16103         int err;
16104
16105         nr_linfo = attr->line_info_cnt;
16106         if (!nr_linfo)
16107                 return 0;
16108         if (nr_linfo > INT_MAX / sizeof(struct bpf_line_info))
16109                 return -EINVAL;
16110
16111         rec_size = attr->line_info_rec_size;
16112         if (rec_size < MIN_BPF_LINEINFO_SIZE ||
16113             rec_size > MAX_LINEINFO_REC_SIZE ||
16114             rec_size & (sizeof(u32) - 1))
16115                 return -EINVAL;
16116
16117         /* Need to zero it in case the userspace may
16118          * pass in a smaller bpf_line_info object.
16119          */
16120         linfo = kvcalloc(nr_linfo, sizeof(struct bpf_line_info),
16121                          GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
16122         if (!linfo)
16123                 return -ENOMEM;
16124
16125         prog = env->prog;
16126         btf = prog->aux->btf;
16127
16128         s = 0;
16129         sub = env->subprog_info;
16130         ulinfo = make_bpfptr(attr->line_info, uattr.is_kernel);
16131         expected_size = sizeof(struct bpf_line_info);
16132         ncopy = min_t(u32, expected_size, rec_size);
16133         for (i = 0; i < nr_linfo; i++) {
16134                 err = bpf_check_uarg_tail_zero(ulinfo, expected_size, rec_size);
16135                 if (err) {
16136                         if (err == -E2BIG) {
16137                                 verbose(env, "nonzero tailing record in line_info");
16138                                 if (copy_to_bpfptr_offset(uattr,
16139                                                           offsetof(union bpf_attr, line_info_rec_size),
16140                                                           &expected_size, sizeof(expected_size)))
16141                                         err = -EFAULT;
16142                         }
16143                         goto err_free;
16144                 }
16145
16146                 if (copy_from_bpfptr(&linfo[i], ulinfo, ncopy)) {
16147                         err = -EFAULT;
16148                         goto err_free;
16149                 }
16150
16151                 /*
16152                  * Check insn_off to ensure
16153                  * 1) strictly increasing AND
16154                  * 2) bounded by prog->len
16155                  *
16156                  * The linfo[0].insn_off == 0 check logically falls into
16157                  * the later "missing bpf_line_info for func..." case
16158                  * because the first linfo[0].insn_off must be the
16159                  * first sub also and the first sub must have
16160                  * subprog_info[0].start == 0.
16161                  */
16162                 if ((i && linfo[i].insn_off <= prev_offset) ||
16163                     linfo[i].insn_off >= prog->len) {
16164                         verbose(env, "Invalid line_info[%u].insn_off:%u (prev_offset:%u prog->len:%u)\n",
16165                                 i, linfo[i].insn_off, prev_offset,
16166                                 prog->len);
16167                         err = -EINVAL;
16168                         goto err_free;
16169                 }
16170
16171                 if (!prog->insnsi[linfo[i].insn_off].code) {
16172                         verbose(env,
16173                                 "Invalid insn code at line_info[%u].insn_off\n",
16174                                 i);
16175                         err = -EINVAL;
16176                         goto err_free;
16177                 }
16178
16179                 if (!btf_name_by_offset(btf, linfo[i].line_off) ||
16180                     !btf_name_by_offset(btf, linfo[i].file_name_off)) {
16181                         verbose(env, "Invalid line_info[%u].line_off or .file_name_off\n", i);
16182                         err = -EINVAL;
16183                         goto err_free;
16184                 }
16185
16186                 if (s != env->subprog_cnt) {
16187                         if (linfo[i].insn_off == sub[s].start) {
16188                                 sub[s].linfo_idx = i;
16189                                 s++;
16190                         } else if (sub[s].start < linfo[i].insn_off) {
16191                                 verbose(env, "missing bpf_line_info for func#%u\n", s);
16192                                 err = -EINVAL;
16193                                 goto err_free;
16194                         }
16195                 }
16196
16197                 prev_offset = linfo[i].insn_off;
16198                 bpfptr_add(&ulinfo, rec_size);
16199         }
16200
16201         if (s != env->subprog_cnt) {
16202                 verbose(env, "missing bpf_line_info for %u funcs starting from func#%u\n",
16203                         env->subprog_cnt - s, s);
16204                 err = -EINVAL;
16205                 goto err_free;
16206         }
16207
16208         prog->aux->linfo = linfo;
16209         prog->aux->nr_linfo = nr_linfo;
16210
16211         return 0;
16212
16213 err_free:
16214         kvfree(linfo);
16215         return err;
16216 }
16217
16218 #define MIN_CORE_RELO_SIZE      sizeof(struct bpf_core_relo)
16219 #define MAX_CORE_RELO_SIZE      MAX_FUNCINFO_REC_SIZE
16220
16221 static int check_core_relo(struct bpf_verifier_env *env,
16222                            const union bpf_attr *attr,
16223                            bpfptr_t uattr)
16224 {
16225         u32 i, nr_core_relo, ncopy, expected_size, rec_size;
16226         struct bpf_core_relo core_relo = {};
16227         struct bpf_prog *prog = env->prog;
16228         const struct btf *btf = prog->aux->btf;
16229         struct bpf_core_ctx ctx = {
16230                 .log = &env->log,
16231                 .btf = btf,
16232         };
16233         bpfptr_t u_core_relo;
16234         int err;
16235
16236         nr_core_relo = attr->core_relo_cnt;
16237         if (!nr_core_relo)
16238                 return 0;
16239         if (nr_core_relo > INT_MAX / sizeof(struct bpf_core_relo))
16240                 return -EINVAL;
16241
16242         rec_size = attr->core_relo_rec_size;
16243         if (rec_size < MIN_CORE_RELO_SIZE ||
16244             rec_size > MAX_CORE_RELO_SIZE ||
16245             rec_size % sizeof(u32))
16246                 return -EINVAL;
16247
16248         u_core_relo = make_bpfptr(attr->core_relos, uattr.is_kernel);
16249         expected_size = sizeof(struct bpf_core_relo);
16250         ncopy = min_t(u32, expected_size, rec_size);
16251
16252         /* Unlike func_info and line_info, copy and apply each CO-RE
16253          * relocation record one at a time.
16254          */
16255         for (i = 0; i < nr_core_relo; i++) {
16256                 /* future proofing when sizeof(bpf_core_relo) changes */
16257                 err = bpf_check_uarg_tail_zero(u_core_relo, expected_size, rec_size);
16258                 if (err) {
16259                         if (err == -E2BIG) {
16260                                 verbose(env, "nonzero tailing record in core_relo");
16261                                 if (copy_to_bpfptr_offset(uattr,
16262                                                           offsetof(union bpf_attr, core_relo_rec_size),
16263                                                           &expected_size, sizeof(expected_size)))
16264                                         err = -EFAULT;
16265                         }
16266                         break;
16267                 }
16268
16269                 if (copy_from_bpfptr(&core_relo, u_core_relo, ncopy)) {
16270                         err = -EFAULT;
16271                         break;
16272                 }
16273
16274                 if (core_relo.insn_off % 8 || core_relo.insn_off / 8 >= prog->len) {
16275                         verbose(env, "Invalid core_relo[%u].insn_off:%u prog->len:%u\n",
16276                                 i, core_relo.insn_off, prog->len);
16277                         err = -EINVAL;
16278                         break;
16279                 }
16280
16281                 err = bpf_core_apply(&ctx, &core_relo, i,
16282                                      &prog->insnsi[core_relo.insn_off / 8]);
16283                 if (err)
16284                         break;
16285                 bpfptr_add(&u_core_relo, rec_size);
16286         }
16287         return err;
16288 }
16289
16290 static int check_btf_info_early(struct bpf_verifier_env *env,
16291                                 const union bpf_attr *attr,
16292                                 bpfptr_t uattr)
16293 {
16294         struct btf *btf;
16295         int err;
16296
16297         if (!attr->func_info_cnt && !attr->line_info_cnt) {
16298                 if (check_abnormal_return(env))
16299                         return -EINVAL;
16300                 return 0;
16301         }
16302
16303         btf = btf_get_by_fd(attr->prog_btf_fd);
16304         if (IS_ERR(btf))
16305                 return PTR_ERR(btf);
16306         if (btf_is_kernel(btf)) {
16307                 btf_put(btf);
16308                 return -EACCES;
16309         }
16310         env->prog->aux->btf = btf;
16311
16312         err = check_btf_func_early(env, attr, uattr);
16313         if (err)
16314                 return err;
16315         return 0;
16316 }
16317
16318 static int check_btf_info(struct bpf_verifier_env *env,
16319                           const union bpf_attr *attr,
16320                           bpfptr_t uattr)
16321 {
16322         int err;
16323
16324         if (!attr->func_info_cnt && !attr->line_info_cnt) {
16325                 if (check_abnormal_return(env))
16326                         return -EINVAL;
16327                 return 0;
16328         }
16329
16330         err = check_btf_func(env, attr, uattr);
16331         if (err)
16332                 return err;
16333
16334         err = check_btf_line(env, attr, uattr);
16335         if (err)
16336                 return err;
16337
16338         err = check_core_relo(env, attr, uattr);
16339         if (err)
16340                 return err;
16341
16342         return 0;
16343 }
16344
16345 /* check %cur's range satisfies %old's */
16346 static bool range_within(const struct bpf_reg_state *old,
16347                          const struct bpf_reg_state *cur)
16348 {
16349         return old->umin_value <= cur->umin_value &&
16350                old->umax_value >= cur->umax_value &&
16351                old->smin_value <= cur->smin_value &&
16352                old->smax_value >= cur->smax_value &&
16353                old->u32_min_value <= cur->u32_min_value &&
16354                old->u32_max_value >= cur->u32_max_value &&
16355                old->s32_min_value <= cur->s32_min_value &&
16356                old->s32_max_value >= cur->s32_max_value;
16357 }
16358
16359 /* If in the old state two registers had the same id, then they need to have
16360  * the same id in the new state as well.  But that id could be different from
16361  * the old state, so we need to track the mapping from old to new ids.
16362  * Once we have seen that, say, a reg with old id 5 had new id 9, any subsequent
16363  * regs with old id 5 must also have new id 9 for the new state to be safe.  But
16364  * regs with a different old id could still have new id 9, we don't care about
16365  * that.
16366  * So we look through our idmap to see if this old id has been seen before.  If
16367  * so, we require the new id to match; otherwise, we add the id pair to the map.
16368  */
16369 static bool check_ids(u32 old_id, u32 cur_id, struct bpf_idmap *idmap)
16370 {
16371         struct bpf_id_pair *map = idmap->map;
16372         unsigned int i;
16373
16374         /* either both IDs should be set or both should be zero */
16375         if (!!old_id != !!cur_id)
16376                 return false;
16377
16378         if (old_id == 0) /* cur_id == 0 as well */
16379                 return true;
16380
16381         for (i = 0; i < BPF_ID_MAP_SIZE; i++) {
16382                 if (!map[i].old) {
16383                         /* Reached an empty slot; haven't seen this id before */
16384                         map[i].old = old_id;
16385                         map[i].cur = cur_id;
16386                         return true;
16387                 }
16388                 if (map[i].old == old_id)
16389                         return map[i].cur == cur_id;
16390                 if (map[i].cur == cur_id)
16391                         return false;
16392         }
16393         /* We ran out of idmap slots, which should be impossible */
16394         WARN_ON_ONCE(1);
16395         return false;
16396 }
16397
16398 /* Similar to check_ids(), but allocate a unique temporary ID
16399  * for 'old_id' or 'cur_id' of zero.
16400  * This makes pairs like '0 vs unique ID', 'unique ID vs 0' valid.
16401  */
16402 static bool check_scalar_ids(u32 old_id, u32 cur_id, struct bpf_idmap *idmap)
16403 {
16404         old_id = old_id ? old_id : ++idmap->tmp_id_gen;
16405         cur_id = cur_id ? cur_id : ++idmap->tmp_id_gen;
16406
16407         return check_ids(old_id, cur_id, idmap);
16408 }
16409
16410 static void clean_func_state(struct bpf_verifier_env *env,
16411                              struct bpf_func_state *st)
16412 {
16413         enum bpf_reg_liveness live;
16414         int i, j;
16415
16416         for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++) {
16417                 live = st->regs[i].live;
16418                 /* liveness must not touch this register anymore */
16419                 st->regs[i].live |= REG_LIVE_DONE;
16420                 if (!(live & REG_LIVE_READ))
16421                         /* since the register is unused, clear its state
16422                          * to make further comparison simpler
16423                          */
16424                         __mark_reg_not_init(env, &st->regs[i]);
16425         }
16426
16427         for (i = 0; i < st->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
16428                 live = st->stack[i].spilled_ptr.live;
16429                 /* liveness must not touch this stack slot anymore */
16430                 st->stack[i].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_DONE;
16431                 if (!(live & REG_LIVE_READ)) {
16432                         __mark_reg_not_init(env, &st->stack[i].spilled_ptr);
16433                         for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
16434                                 st->stack[i].slot_type[j] = STACK_INVALID;
16435                 }
16436         }
16437 }
16438
16439 static void clean_verifier_state(struct bpf_verifier_env *env,
16440                                  struct bpf_verifier_state *st)
16441 {
16442         int i;
16443
16444         if (st->frame[0]->regs[0].live & REG_LIVE_DONE)
16445                 /* all regs in this state in all frames were already marked */
16446                 return;
16447
16448         for (i = 0; i <= st->curframe; i++)
16449                 clean_func_state(env, st->frame[i]);
16450 }
16451
16452 /* the parentage chains form a tree.
16453  * the verifier states are added to state lists at given insn and
16454  * pushed into state stack for future exploration.
16455  * when the verifier reaches bpf_exit insn some of the verifer states
16456  * stored in the state lists have their final liveness state already,
16457  * but a lot of states will get revised from liveness point of view when
16458  * the verifier explores other branches.
16459  * Example:
16460  * 1: r0 = 1
16461  * 2: if r1 == 100 goto pc+1
16462  * 3: r0 = 2
16463  * 4: exit
16464  * when the verifier reaches exit insn the register r0 in the state list of
16465  * insn 2 will be seen as !REG_LIVE_READ. Then the verifier pops the other_branch
16466  * of insn 2 and goes exploring further. At the insn 4 it will walk the
16467  * parentage chain from insn 4 into insn 2 and will mark r0 as REG_LIVE_READ.
16468  *
16469  * Since the verifier pushes the branch states as it sees them while exploring
16470  * the program the condition of walking the branch instruction for the second
16471  * time means that all states below this branch were already explored and
16472  * their final liveness marks are already propagated.
16473  * Hence when the verifier completes the search of state list in is_state_visited()
16474  * we can call this clean_live_states() function to mark all liveness states
16475  * as REG_LIVE_DONE to indicate that 'parent' pointers of 'struct bpf_reg_state'
16476  * will not be used.
16477  * This function also clears the registers and stack for states that !READ
16478  * to simplify state merging.
16479  *
16480  * Important note here that walking the same branch instruction in the callee
16481  * doesn't meant that the states are DONE. The verifier has to compare
16482  * the callsites
16483  */
16484 static void clean_live_states(struct bpf_verifier_env *env, int insn,
16485                               struct bpf_verifier_state *cur)
16486 {
16487         struct bpf_verifier_state_list *sl;
16488
16489         sl = *explored_state(env, insn);
16490         while (sl) {
16491                 if (sl->state.branches)
16492                         goto next;
16493                 if (sl->state.insn_idx != insn ||
16494                     !same_callsites(&sl->state, cur))
16495                         goto next;
16496                 clean_verifier_state(env, &sl->state);
16497 next:
16498                 sl = sl->next;
16499         }
16500 }
16501
16502 static bool regs_exact(const struct bpf_reg_state *rold,
16503                        const struct bpf_reg_state *rcur,
16504                        struct bpf_idmap *idmap)
16505 {
16506         return memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, id)) == 0 &&
16507                check_ids(rold->id, rcur->id, idmap) &&
16508                check_ids(rold->ref_obj_id, rcur->ref_obj_id, idmap);
16509 }
16510
16511 enum exact_level {
16512         NOT_EXACT,
16513         EXACT,
16514         RANGE_WITHIN
16515 };
16516
16517 /* Returns true if (rold safe implies rcur safe) */
16518 static bool regsafe(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *rold,
16519                     struct bpf_reg_state *rcur, struct bpf_idmap *idmap,
16520                     enum exact_level exact)
16521 {
16522         if (exact == EXACT)
16523                 return regs_exact(rold, rcur, idmap);
16524
16525         if (!(rold->live & REG_LIVE_READ) && exact == NOT_EXACT)
16526                 /* explored state didn't use this */
16527                 return true;
16528         if (rold->type == NOT_INIT) {
16529                 if (exact == NOT_EXACT || rcur->type == NOT_INIT)
16530                         /* explored state can't have used this */
16531                         return true;
16532         }
16533
16534         /* Enforce that register types have to match exactly, including their
16535          * modifiers (like PTR_MAYBE_NULL, MEM_RDONLY, etc), as a general
16536          * rule.
16537          *
16538          * One can make a point that using a pointer register as unbounded
16539          * SCALAR would be technically acceptable, but this could lead to
16540          * pointer leaks because scalars are allowed to leak while pointers
16541          * are not. We could make this safe in special cases if root is
16542          * calling us, but it's probably not worth the hassle.
16543          *
16544          * Also, register types that are *not* MAYBE_NULL could technically be
16545          * safe to use as their MAYBE_NULL variants (e.g., PTR_TO_MAP_VALUE
16546          * is safe to be used as PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL, provided both point
16547          * to the same map).
16548          * However, if the old MAYBE_NULL register then got NULL checked,
16549          * doing so could have affected others with the same id, and we can't
16550          * check for that because we lost the id when we converted to
16551          * a non-MAYBE_NULL variant.
16552          * So, as a general rule we don't allow mixing MAYBE_NULL and
16553          * non-MAYBE_NULL registers as well.
16554          */
16555         if (rold->type != rcur->type)
16556                 return false;
16557
16558         switch (base_type(rold->type)) {
16559         case SCALAR_VALUE:
16560                 if (env->explore_alu_limits) {
16561                         /* explore_alu_limits disables tnum_in() and range_within()
16562                          * logic and requires everything to be strict
16563                          */
16564                         return memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, id)) == 0 &&
16565                                check_scalar_ids(rold->id, rcur->id, idmap);
16566                 }
16567                 if (!rold->precise && exact == NOT_EXACT)
16568                         return true;
16569                 /* Why check_ids() for scalar registers?
16570                  *
16571                  * Consider the following BPF code:
16572                  *   1: r6 = ... unbound scalar, ID=a ...
16573                  *   2: r7 = ... unbound scalar, ID=b ...
16574                  *   3: if (r6 > r7) goto +1
16575                  *   4: r6 = r7
16576                  *   5: if (r6 > X) goto ...
16577                  *   6: ... memory operation using r7 ...
16578                  *
16579                  * First verification path is [1-6]:
16580                  * - at (4) same bpf_reg_state::id (b) would be assigned to r6 and r7;
16581                  * - at (5) r6 would be marked <= X, find_equal_scalars() would also mark
16582                  *   r7 <= X, because r6 and r7 share same id.
16583                  * Next verification path is [1-4, 6].
16584                  *
16585                  * Instruction (6) would be reached in two states:
16586                  *   I.  r6{.id=b}, r7{.id=b} via path 1-6;
16587                  *   II. r6{.id=a}, r7{.id=b} via path 1-4, 6.
16588                  *
16589                  * Use check_ids() to distinguish these states.
16590                  * ---
16591                  * Also verify that new value satisfies old value range knowledge.
16592                  */
16593                 return range_within(rold, rcur) &&
16594                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off) &&
16595                        check_scalar_ids(rold->id, rcur->id, idmap);
16596         case PTR_TO_MAP_KEY:
16597         case PTR_TO_MAP_VALUE:
16598         case PTR_TO_MEM:
16599         case PTR_TO_BUF:
16600         case PTR_TO_TP_BUFFER:
16601                 /* If the new min/max/var_off satisfy the old ones and
16602                  * everything else matches, we are OK.
16603                  */
16604                 return memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, var_off)) == 0 &&
16605                        range_within(rold, rcur) &&
16606                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off) &&
16607                        check_ids(rold->id, rcur->id, idmap) &&
16608                        check_ids(rold->ref_obj_id, rcur->ref_obj_id, idmap);
16609         case PTR_TO_PACKET_META:
16610         case PTR_TO_PACKET:
16611                 /* We must have at least as much range as the old ptr
16612                  * did, so that any accesses which were safe before are
16613                  * still safe.  This is true even if old range < old off,
16614                  * since someone could have accessed through (ptr - k), or
16615                  * even done ptr -= k in a register, to get a safe access.
16616                  */
16617                 if (rold->range > rcur->range)
16618                         return false;
16619                 /* If the offsets don't match, we can't trust our alignment;
16620                  * nor can we be sure that we won't fall out of range.
16621                  */
16622                 if (rold->off != rcur->off)
16623                         return false;
16624                 /* id relations must be preserved */
16625                 if (!check_ids(rold->id, rcur->id, idmap))
16626                         return false;
16627                 /* new val must satisfy old val knowledge */
16628                 return range_within(rold, rcur) &&
16629                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off);
16630         case PTR_TO_STACK:
16631                 /* two stack pointers are equal only if they're pointing to
16632                  * the same stack frame, since fp-8 in foo != fp-8 in bar
16633                  */
16634                 return regs_exact(rold, rcur, idmap) && rold->frameno == rcur->frameno;
16635         case PTR_TO_ARENA:
16636                 return true;
16637         default:
16638                 return regs_exact(rold, rcur, idmap);
16639         }
16640 }
16641
16642 static struct bpf_reg_state unbound_reg;
16643
16644 static __init int unbound_reg_init(void)
16645 {
16646         __mark_reg_unknown_imprecise(&unbound_reg);
16647         unbound_reg.live |= REG_LIVE_READ;
16648         return 0;
16649 }
16650 late_initcall(unbound_reg_init);
16651
16652 static bool is_stack_all_misc(struct bpf_verifier_env *env,
16653                               struct bpf_stack_state *stack)
16654 {
16655         u32 i;
16656
16657         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(stack->slot_type); ++i) {
16658                 if ((stack->slot_type[i] == STACK_MISC) ||
16659                     (stack->slot_type[i] == STACK_INVALID && env->allow_uninit_stack))
16660                         continue;
16661                 return false;
16662         }
16663
16664         return true;
16665 }
16666
16667 static struct bpf_reg_state *scalar_reg_for_stack(struct bpf_verifier_env *env,
16668                                                   struct bpf_stack_state *stack)
16669 {
16670         if (is_spilled_scalar_reg64(stack))
16671                 return &stack->spilled_ptr;
16672
16673         if (is_stack_all_misc(env, stack))
16674                 return &unbound_reg;
16675
16676         return NULL;
16677 }
16678
16679 static bool stacksafe(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_func_state *old,
16680                       struct bpf_func_state *cur, struct bpf_idmap *idmap,
16681                       enum exact_level exact)
16682 {
16683         int i, spi;
16684
16685         /* walk slots of the explored stack and ignore any additional
16686          * slots in the current stack, since explored(safe) state
16687          * didn't use them
16688          */
16689         for (i = 0; i < old->allocated_stack; i++) {
16690                 struct bpf_reg_state *old_reg, *cur_reg;
16691
16692                 spi = i / BPF_REG_SIZE;
16693
16694                 if (exact != NOT_EXACT &&
16695                     old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] !=
16696                     cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE])
16697                         return false;
16698
16699                 if (!(old->stack[spi].spilled_ptr.live & REG_LIVE_READ)
16700                     && exact == NOT_EXACT) {
16701                         i += BPF_REG_SIZE - 1;
16702                         /* explored state didn't use this */
16703                         continue;
16704                 }
16705
16706                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_INVALID)
16707                         continue;
16708
16709                 if (env->allow_uninit_stack &&
16710                     old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_MISC)
16711                         continue;
16712
16713                 /* explored stack has more populated slots than current stack
16714                  * and these slots were used
16715                  */
16716                 if (i >= cur->allocated_stack)
16717                         return false;
16718
16719                 /* 64-bit scalar spill vs all slots MISC and vice versa.
16720                  * Load from all slots MISC produces unbound scalar.
16721                  * Construct a fake register for such stack and call
16722                  * regsafe() to ensure scalar ids are compared.
16723                  */
16724                 old_reg = scalar_reg_for_stack(env, &old->stack[spi]);
16725                 cur_reg = scalar_reg_for_stack(env, &cur->stack[spi]);
16726                 if (old_reg && cur_reg) {
16727                         if (!regsafe(env, old_reg, cur_reg, idmap, exact))
16728                                 return false;
16729                         i += BPF_REG_SIZE - 1;
16730                         continue;
16731                 }
16732
16733                 /* if old state was safe with misc data in the stack
16734                  * it will be safe with zero-initialized stack.
16735                  * The opposite is not true
16736                  */
16737                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_MISC &&
16738                     cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_ZERO)
16739                         continue;
16740                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] !=
16741                     cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE])
16742                         /* Ex: old explored (safe) state has STACK_SPILL in
16743                          * this stack slot, but current has STACK_MISC ->
16744                          * this verifier states are not equivalent,
16745                          * return false to continue verification of this path
16746                          */
16747                         return false;
16748                 if (i % BPF_REG_SIZE != BPF_REG_SIZE - 1)
16749                         continue;
16750                 /* Both old and cur are having same slot_type */
16751                 switch (old->stack[spi].slot_type[BPF_REG_SIZE - 1]) {
16752                 case STACK_SPILL:
16753                         /* when explored and current stack slot are both storing
16754                          * spilled registers, check that stored pointers types
16755                          * are the same as well.
16756                          * Ex: explored safe path could have stored
16757                          * (bpf_reg_state) {.type = PTR_TO_STACK, .off = -8}
16758                          * but current path has stored:
16759                          * (bpf_reg_state) {.type = PTR_TO_STACK, .off = -16}
16760                          * such verifier states are not equivalent.
16761                          * return false to continue verification of this path
16762                          */
16763                         if (!regsafe(env, &old->stack[spi].spilled_ptr,
16764                                      &cur->stack[spi].spilled_ptr, idmap, exact))
16765                                 return false;
16766                         break;
16767                 case STACK_DYNPTR:
16768                         old_reg = &old->stack[spi].spilled_ptr;
16769                         cur_reg = &cur->stack[spi].spilled_ptr;
16770                         if (old_reg->dynptr.type != cur_reg->dynptr.type ||
16771                             old_reg->dynptr.first_slot != cur_reg->dynptr.first_slot ||
16772                             !check_ids(old_reg->ref_obj_id, cur_reg->ref_obj_id, idmap))
16773                                 return false;
16774                         break;
16775                 case STACK_ITER:
16776                         old_reg = &old->stack[spi].spilled_ptr;
16777                         cur_reg = &cur->stack[spi].spilled_ptr;
16778                         /* iter.depth is not compared between states as it
16779                          * doesn't matter for correctness and would otherwise
16780                          * prevent convergence; we maintain it only to prevent
16781                          * infinite loop check triggering, see
16782                          * iter_active_depths_differ()
16783                          */
16784                         if (old_reg->iter.btf != cur_reg->iter.btf ||
16785                             old_reg->iter.btf_id != cur_reg->iter.btf_id ||
16786                             old_reg->iter.state != cur_reg->iter.state ||
16787                             /* ignore {old_reg,cur_reg}->iter.depth, see above */
16788                             !check_ids(old_reg->ref_obj_id, cur_reg->ref_obj_id, idmap))
16789                                 return false;
16790                         break;
16791                 case STACK_MISC:
16792                 case STACK_ZERO:
16793                 case STACK_INVALID:
16794                         continue;
16795                 /* Ensure that new unhandled slot types return false by default */
16796                 default:
16797                         return false;
16798                 }
16799         }
16800         return true;
16801 }
16802
16803 static bool refsafe(struct bpf_func_state *old, struct bpf_func_state *cur,
16804                     struct bpf_idmap *idmap)
16805 {
16806         int i;
16807
16808         if (old->acquired_refs != cur->acquired_refs)
16809                 return false;
16810
16811         for (i = 0; i < old->acquired_refs; i++) {
16812                 if (!check_ids(old->refs[i].id, cur->refs[i].id, idmap))
16813                         return false;
16814         }
16815
16816         return true;
16817 }
16818
16819 /* compare two verifier states
16820  *
16821  * all states stored in state_list are known to be valid, since
16822  * verifier reached 'bpf_exit' instruction through them
16823  *
16824  * this function is called when verifier exploring different branches of
16825  * execution popped from the state stack. If it sees an old state that has
16826  * more strict register state and more strict stack state then this execution
16827  * branch doesn't need to be explored further, since verifier already
16828  * concluded that more strict state leads to valid finish.
16829  *
16830  * Therefore two states are equivalent if register state is more conservative
16831  * and explored stack state is more conservative than the current one.
16832  * Example:
16833  *       explored                   current
16834  * (slot1=INV slot2=MISC) == (slot1=MISC slot2=MISC)
16835  * (slot1=MISC slot2=MISC) != (slot1=INV slot2=MISC)
16836  *
16837  * In other words if current stack state (one being explored) has more
16838  * valid slots than old one that already passed validation, it means
16839  * the verifier can stop exploring and conclude that current state is valid too
16840  *
16841  * Similarly with registers. If explored state has register type as invalid
16842  * whereas register type in current state is meaningful, it means that
16843  * the current state will reach 'bpf_exit' instruction safely
16844  */
16845 static bool func_states_equal(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_func_state *old,
16846                               struct bpf_func_state *cur, enum exact_level exact)
16847 {
16848         int i;
16849
16850         if (old->callback_depth > cur->callback_depth)
16851                 return false;
16852
16853         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
16854                 if (!regsafe(env, &old->regs[i], &cur->regs[i],
16855                              &env->idmap_scratch, exact))
16856                         return false;
16857
16858         if (!stacksafe(env, old, cur, &env->idmap_scratch, exact))
16859                 return false;
16860
16861         if (!refsafe(old, cur, &env->idmap_scratch))
16862                 return false;
16863
16864         return true;
16865 }
16866
16867 static void reset_idmap_scratch(struct bpf_verifier_env *env)
16868 {
16869         env->idmap_scratch.tmp_id_gen = env->id_gen;
16870         memset(&env->idmap_scratch.map, 0, sizeof(env->idmap_scratch.map));
16871 }
16872
16873 static bool states_equal(struct bpf_verifier_env *env,
16874                          struct bpf_verifier_state *old,
16875                          struct bpf_verifier_state *cur,
16876                          enum exact_level exact)
16877 {
16878         int i;
16879
16880         if (old->curframe != cur->curframe)
16881                 return false;
16882
16883         reset_idmap_scratch(env);
16884
16885         /* Verification state from speculative execution simulation
16886          * must never prune a non-speculative execution one.
16887          */
16888         if (old->speculative && !cur->speculative)
16889                 return false;
16890
16891         if (old->active_lock.ptr != cur->active_lock.ptr)
16892                 return false;
16893
16894         /* Old and cur active_lock's have to be either both present
16895          * or both absent.
16896          */
16897         if (!!old->active_lock.id != !!cur->active_lock.id)
16898                 return false;
16899
16900         if (old->active_lock.id &&
16901             !check_ids(old->active_lock.id, cur->active_lock.id, &env->idmap_scratch))
16902                 return false;
16903
16904         if (old->active_rcu_lock != cur->active_rcu_lock)
16905                 return false;
16906
16907         /* for states to be equal callsites have to be the same
16908          * and all frame states need to be equivalent
16909          */
16910         for (i = 0; i <= old->curframe; i++) {
16911                 if (old->frame[i]->callsite != cur->frame[i]->callsite)
16912                         return false;
16913                 if (!func_states_equal(env, old->frame[i], cur->frame[i], exact))
16914                         return false;
16915         }
16916         return true;
16917 }
16918
16919 /* Return 0 if no propagation happened. Return negative error code if error
16920  * happened. Otherwise, return the propagated bit.
16921  */
16922 static int propagate_liveness_reg(struct bpf_verifier_env *env,
16923                                   struct bpf_reg_state *reg,
16924                                   struct bpf_reg_state *parent_reg)
16925 {
16926         u8 parent_flag = parent_reg->live & REG_LIVE_READ;
16927         u8 flag = reg->live & REG_LIVE_READ;
16928         int err;
16929
16930         /* When comes here, read flags of PARENT_REG or REG could be any of
16931          * REG_LIVE_READ64, REG_LIVE_READ32, REG_LIVE_NONE. There is no need
16932          * of propagation if PARENT_REG has strongest REG_LIVE_READ64.
16933          */
16934         if (parent_flag == REG_LIVE_READ64 ||
16935             /* Or if there is no read flag from REG. */
16936             !flag ||
16937             /* Or if the read flag from REG is the same as PARENT_REG. */
16938             parent_flag == flag)
16939                 return 0;
16940
16941         err = mark_reg_read(env, reg, parent_reg, flag);
16942         if (err)
16943                 return err;
16944
16945         return flag;
16946 }
16947
16948 /* A write screens off any subsequent reads; but write marks come from the
16949  * straight-line code between a state and its parent.  When we arrive at an
16950  * equivalent state (jump target or such) we didn't arrive by the straight-line
16951  * code, so read marks in the state must propagate to the parent regardless
16952  * of the state's write marks. That's what 'parent == state->parent' comparison
16953  * in mark_reg_read() is for.
16954  */
16955 static int propagate_liveness(struct bpf_verifier_env *env,
16956                               const struct bpf_verifier_state *vstate,
16957                               struct bpf_verifier_state *vparent)
16958 {
16959         struct bpf_reg_state *state_reg, *parent_reg;
16960         struct bpf_func_state *state, *parent;
16961         int i, frame, err = 0;
16962
16963         if (vparent->curframe != vstate->curframe) {
16964                 WARN(1, "propagate_live: parent frame %d current frame %d\n",
16965                      vparent->curframe, vstate->curframe);
16966                 return -EFAULT;
16967         }
16968         /* Propagate read liveness of registers... */
16969         BUILD_BUG_ON(BPF_REG_FP + 1 != MAX_BPF_REG);
16970         for (frame = 0; frame <= vstate->curframe; frame++) {
16971                 parent = vparent->frame[frame];
16972                 state = vstate->frame[frame];
16973                 parent_reg = parent->regs;
16974                 state_reg = state->regs;
16975                 /* We don't need to worry about FP liveness, it's read-only */
16976                 for (i = frame < vstate->curframe ? BPF_REG_6 : 0; i < BPF_REG_FP; i++) {
16977                         err = propagate_liveness_reg(env, &state_reg[i],
16978                                                      &parent_reg[i]);
16979                         if (err < 0)
16980                                 return err;
16981                         if (err == REG_LIVE_READ64)
16982                                 mark_insn_zext(env, &parent_reg[i]);
16983                 }
16984
16985                 /* Propagate stack slots. */
16986                 for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE &&
16987                             i < parent->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
16988                         parent_reg = &parent->stack[i].spilled_ptr;
16989                         state_reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
16990                         err = propagate_liveness_reg(env, state_reg,
16991                                                      parent_reg);
16992                         if (err < 0)
16993                                 return err;
16994                 }
16995         }
16996         return 0;
16997 }
16998
16999 /* find precise scalars in the previous equivalent state and
17000  * propagate them into the current state
17001  */
17002 static int propagate_precision(struct bpf_verifier_env *env,
17003                                const struct bpf_verifier_state *old)
17004 {
17005         struct bpf_reg_state *state_reg;
17006         struct bpf_func_state *state;
17007         int i, err = 0, fr;
17008         bool first;
17009
17010         for (fr = old->curframe; fr >= 0; fr--) {
17011                 state = old->frame[fr];
17012                 state_reg = state->regs;
17013                 first = true;
17014                 for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++, state_reg++) {
17015                         if (state_reg->type != SCALAR_VALUE ||
17016                             !state_reg->precise ||
17017                             !(state_reg->live & REG_LIVE_READ))
17018                                 continue;
17019                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
17020                                 if (first)
17021                                         verbose(env, "frame %d: propagating r%d", fr, i);
17022                                 else
17023                                         verbose(env, ",r%d", i);
17024                         }
17025                         bt_set_frame_reg(&env->bt, fr, i);
17026                         first = false;
17027                 }
17028
17029                 for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
17030                         if (!is_spilled_reg(&state->stack[i]))
17031                                 continue;
17032                         state_reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
17033                         if (state_reg->type != SCALAR_VALUE ||
17034                             !state_reg->precise ||
17035                             !(state_reg->live & REG_LIVE_READ))
17036                                 continue;
17037                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
17038                                 if (first)
17039                                         verbose(env, "frame %d: propagating fp%d",
17040                                                 fr, (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
17041                                 else
17042                                         verbose(env, ",fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
17043                         }
17044                         bt_set_frame_slot(&env->bt, fr, i);
17045                         first = false;
17046                 }
17047                 if (!first)
17048                         verbose(env, "\n");
17049         }
17050
17051         err = mark_chain_precision_batch(env);
17052         if (err < 0)
17053                 return err;
17054
17055         return 0;
17056 }
17057
17058 static bool states_maybe_looping(struct bpf_verifier_state *old,
17059                                  struct bpf_verifier_state *cur)
17060 {
17061         struct bpf_func_state *fold, *fcur;
17062         int i, fr = cur->curframe;
17063
17064         if (old->curframe != fr)
17065                 return false;
17066
17067         fold = old->frame[fr];
17068         fcur = cur->frame[fr];
17069         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
17070                 if (memcmp(&fold->regs[i], &fcur->regs[i],
17071                            offsetof(struct bpf_reg_state, parent)))
17072                         return false;
17073         return true;
17074 }
17075
17076 static bool is_iter_next_insn(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
17077 {
17078         return env->insn_aux_data[insn_idx].is_iter_next;
17079 }
17080
17081 /* is_state_visited() handles iter_next() (see process_iter_next_call() for
17082  * terminology) calls specially: as opposed to bounded BPF loops, it *expects*
17083  * states to match, which otherwise would look like an infinite loop. So while
17084  * iter_next() calls are taken care of, we still need to be careful and
17085  * prevent erroneous and too eager declaration of "ininite loop", when
17086  * iterators are involved.
17087  *
17088  * Here's a situation in pseudo-BPF assembly form:
17089  *
17090  *   0: again:                          ; set up iter_next() call args
17091  *   1:   r1 = &it                      ; <CHECKPOINT HERE>
17092  *   2:   call bpf_iter_num_next        ; this is iter_next() call
17093  *   3:   if r0 == 0 goto done
17094  *   4:   ... something useful here ...
17095  *   5:   goto again                    ; another iteration
17096  *   6: done:
17097  *   7:   r1 = &it
17098  *   8:   call bpf_iter_num_destroy     ; clean up iter state
17099  *   9:   exit
17100  *
17101  * This is a typical loop. Let's assume that we have a prune point at 1:,
17102  * before we get to `call bpf_iter_num_next` (e.g., because of that `goto
17103  * again`, assuming other heuristics don't get in a way).
17104  *
17105  * When we first time come to 1:, let's say we have some state X. We proceed
17106  * to 2:, fork states, enqueue ACTIVE, validate NULL case successfully, exit.
17107  * Now we come back to validate that forked ACTIVE state. We proceed through
17108  * 3-5, come to goto, jump to 1:. Let's assume our state didn't change, so we
17109  * are converging. But the problem is that we don't know that yet, as this
17110  * convergence has to happen at iter_next() call site only. So if nothing is
17111  * done, at 1: verifier will use bounded loop logic and declare infinite
17112  * looping (and would be *technically* correct, if not for iterator's
17113  * "eventual sticky NULL" contract, see process_iter_next_call()). But we
17114  * don't want that. So what we do in process_iter_next_call() when we go on
17115  * another ACTIVE iteration, we bump slot->iter.depth, to mark that it's
17116  * a different iteration. So when we suspect an infinite loop, we additionally
17117  * check if any of the *ACTIVE* iterator states depths differ. If yes, we
17118  * pretend we are not looping and wait for next iter_next() call.
17119  *
17120  * This only applies to ACTIVE state. In DRAINED state we don't expect to
17121  * loop, because that would actually mean infinite loop, as DRAINED state is
17122  * "sticky", and so we'll keep returning into the same instruction with the
17123  * same state (at least in one of possible code paths).
17124  *
17125  * This approach allows to keep infinite loop heuristic even in the face of
17126  * active iterator. E.g., C snippet below is and will be detected as
17127  * inifintely looping:
17128  *
17129  *   struct bpf_iter_num it;
17130  *   int *p, x;
17131  *
17132  *   bpf_iter_num_new(&it, 0, 10);
17133  *   while ((p = bpf_iter_num_next(&t))) {
17134  *       x = p;
17135  *       while (x--) {} // <<-- infinite loop here
17136  *   }
17137  *
17138  */
17139 static bool iter_active_depths_differ(struct bpf_verifier_state *old, struct bpf_verifier_state *cur)
17140 {
17141         struct bpf_reg_state *slot, *cur_slot;
17142         struct bpf_func_state *state;
17143         int i, fr;
17144
17145         for (fr = old->curframe; fr >= 0; fr--) {
17146                 state = old->frame[fr];
17147                 for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
17148                         if (state->stack[i].slot_type[0] != STACK_ITER)
17149                                 continue;
17150
17151                         slot = &state->stack[i].spilled_ptr;
17152                         if (slot->iter.state != BPF_ITER_STATE_ACTIVE)
17153                                 continue;
17154
17155                         cur_slot = &cur->frame[fr]->stack[i].spilled_ptr;
17156                         if (cur_slot->iter.depth != slot->iter.depth)
17157                                 return true;
17158                 }
17159         }
17160         return false;
17161 }
17162
17163 static int is_state_visited(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
17164 {
17165         struct bpf_verifier_state_list *new_sl;
17166         struct bpf_verifier_state_list *sl, **pprev;
17167         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state, *new, *loop_entry;
17168         int i, j, n, err, states_cnt = 0;
17169         bool force_new_state = env->test_state_freq || is_force_checkpoint(env, insn_idx);
17170         bool add_new_state = force_new_state;
17171         bool force_exact;
17172
17173         /* bpf progs typically have pruning point every 4 instructions
17174          * http://vger.kernel.org/bpfconf2019.html#session-1
17175          * Do not add new state for future pruning if the verifier hasn't seen
17176          * at least 2 jumps and at least 8 instructions.
17177          * This heuristics helps decrease 'total_states' and 'peak_states' metric.
17178          * In tests that amounts to up to 50% reduction into total verifier
17179          * memory consumption and 20% verifier time speedup.
17180          */
17181         if (env->jmps_processed - env->prev_jmps_processed >= 2 &&
17182             env->insn_processed - env->prev_insn_processed >= 8)
17183                 add_new_state = true;
17184
17185         pprev = explored_state(env, insn_idx);
17186         sl = *pprev;
17187
17188         clean_live_states(env, insn_idx, cur);
17189
17190         while (sl) {
17191                 states_cnt++;
17192                 if (sl->state.insn_idx != insn_idx)
17193                         goto next;
17194
17195                 if (sl->state.branches) {
17196                         struct bpf_func_state *frame = sl->state.frame[sl->state.curframe];
17197
17198                         if (frame->in_async_callback_fn &&
17199                             frame->async_entry_cnt != cur->frame[cur->curframe]->async_entry_cnt) {
17200                                 /* Different async_entry_cnt means that the verifier is
17201                                  * processing another entry into async callback.
17202                                  * Seeing the same state is not an indication of infinite
17203                                  * loop or infinite recursion.
17204                                  * But finding the same state doesn't mean that it's safe
17205                                  * to stop processing the current state. The previous state
17206                                  * hasn't yet reached bpf_exit, since state.branches > 0.
17207                                  * Checking in_async_callback_fn alone is not enough either.
17208                                  * Since the verifier still needs to catch infinite loops
17209                                  * inside async callbacks.
17210                                  */
17211                                 goto skip_inf_loop_check;
17212                         }
17213                         /* BPF open-coded iterators loop detection is special.
17214                          * states_maybe_looping() logic is too simplistic in detecting
17215                          * states that *might* be equivalent, because it doesn't know
17216                          * about ID remapping, so don't even perform it.
17217                          * See process_iter_next_call() and iter_active_depths_differ()
17218                          * for overview of the logic. When current and one of parent
17219                          * states are detected as equivalent, it's a good thing: we prove
17220                          * convergence and can stop simulating further iterations.
17221                          * It's safe to assume that iterator loop will finish, taking into
17222                          * account iter_next() contract of eventually returning
17223                          * sticky NULL result.
17224                          *
17225                          * Note, that states have to be compared exactly in this case because
17226                          * read and precision marks might not be finalized inside the loop.
17227                          * E.g. as in the program below:
17228                          *
17229                          *     1. r7 = -16
17230                          *     2. r6 = bpf_get_prandom_u32()
17231                          *     3. while (bpf_iter_num_next(&fp[-8])) {
17232                          *     4.   if (r6 != 42) {
17233                          *     5.     r7 = -32
17234                          *     6.     r6 = bpf_get_prandom_u32()
17235                          *     7.     continue
17236                          *     8.   }
17237                          *     9.   r0 = r10
17238                          *    10.   r0 += r7
17239                          *    11.   r8 = *(u64 *)(r0 + 0)
17240                          *    12.   r6 = bpf_get_prandom_u32()
17241                          *    13. }
17242                          *
17243                          * Here verifier would first visit path 1-3, create a checkpoint at 3
17244                          * with r7=-16, continue to 4-7,3. Existing checkpoint at 3 does
17245                          * not have read or precision mark for r7 yet, thus inexact states
17246                          * comparison would discard current state with r7=-32
17247                          * => unsafe memory access at 11 would not be caught.
17248                          */
17249                         if (is_iter_next_insn(env, insn_idx)) {
17250                                 if (states_equal(env, &sl->state, cur, RANGE_WITHIN)) {
17251                                         struct bpf_func_state *cur_frame;
17252                                         struct bpf_reg_state *iter_state, *iter_reg;
17253                                         int spi;
17254
17255                                         cur_frame = cur->frame[cur->curframe];
17256                                         /* btf_check_iter_kfuncs() enforces that
17257                                          * iter state pointer is always the first arg
17258                                          */
17259                                         iter_reg = &cur_frame->regs[BPF_REG_1];
17260                                         /* current state is valid due to states_equal(),
17261                                          * so we can assume valid iter and reg state,
17262                                          * no need for extra (re-)validations
17263                                          */
17264                                         spi = __get_spi(iter_reg->off + iter_reg->var_off.value);
17265                                         iter_state = &func(env, iter_reg)->stack[spi].spilled_ptr;
17266                                         if (iter_state->iter.state == BPF_ITER_STATE_ACTIVE) {
17267                                                 update_loop_entry(cur, &sl->state);
17268                                                 goto hit;
17269                                         }
17270                                 }
17271                                 goto skip_inf_loop_check;
17272                         }
17273                         if (is_may_goto_insn_at(env, insn_idx)) {
17274                                 if (states_equal(env, &sl->state, cur, RANGE_WITHIN)) {
17275                                         update_loop_entry(cur, &sl->state);
17276                                         goto hit;
17277                                 }
17278                                 goto skip_inf_loop_check;
17279                         }
17280                         if (calls_callback(env, insn_idx)) {
17281                                 if (states_equal(env, &sl->state, cur, RANGE_WITHIN))
17282                                         goto hit;
17283                                 goto skip_inf_loop_check;
17284                         }
17285                         /* attempt to detect infinite loop to avoid unnecessary doomed work */
17286                         if (states_maybe_looping(&sl->state, cur) &&
17287                             states_equal(env, &sl->state, cur, EXACT) &&
17288                             !iter_active_depths_differ(&sl->state, cur) &&
17289                             sl->state.may_goto_depth == cur->may_goto_depth &&
17290                             sl->state.callback_unroll_depth == cur->callback_unroll_depth) {
17291                                 verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
17292                                 verbose(env, "infinite loop detected at insn %d\n", insn_idx);
17293                                 verbose(env, "cur state:");
17294                                 print_verifier_state(env, cur->frame[cur->curframe], true);
17295                                 verbose(env, "old state:");
17296                                 print_verifier_state(env, sl->state.frame[cur->curframe], true);
17297                                 return -EINVAL;
17298                         }
17299                         /* if the verifier is processing a loop, avoid adding new state
17300                          * too often, since different loop iterations have distinct
17301                          * states and may not help future pruning.
17302                          * This threshold shouldn't be too low to make sure that
17303                          * a loop with large bound will be rejected quickly.
17304                          * The most abusive loop will be:
17305                          * r1 += 1
17306                          * if r1 < 1000000 goto pc-2
17307                          * 1M insn_procssed limit / 100 == 10k peak states.
17308                          * This threshold shouldn't be too high either, since states
17309                          * at the end of the loop are likely to be useful in pruning.
17310                          */
17311 skip_inf_loop_check:
17312                         if (!force_new_state &&
17313                             env->jmps_processed - env->prev_jmps_processed < 20 &&
17314                             env->insn_processed - env->prev_insn_processed < 100)
17315                                 add_new_state = false;
17316                         goto miss;
17317                 }
17318                 /* If sl->state is a part of a loop and this loop's entry is a part of
17319                  * current verification path then states have to be compared exactly.
17320                  * 'force_exact' is needed to catch the following case:
17321                  *
17322                  *                initial     Here state 'succ' was processed first,
17323                  *                  |         it was eventually tracked to produce a
17324                  *                  V         state identical to 'hdr'.
17325                  *     .---------> hdr        All branches from 'succ' had been explored
17326                  *     |            |         and thus 'succ' has its .branches == 0.
17327                  *     |            V
17328                  *     |    .------...        Suppose states 'cur' and 'succ' correspond
17329                  *     |    |       |         to the same instruction + callsites.
17330                  *     |    V       V         In such case it is necessary to check
17331                  *     |   ...     ...        if 'succ' and 'cur' are states_equal().
17332                  *     |    |       |         If 'succ' and 'cur' are a part of the
17333                  *     |    V       V         same loop exact flag has to be set.
17334                  *     |   succ <- cur        To check if that is the case, verify
17335                  *     |    |                 if loop entry of 'succ' is in current
17336                  *     |    V                 DFS path.
17337                  *     |   ...
17338                  *     |    |
17339                  *     '----'
17340                  *
17341                  * Additional details are in the comment before get_loop_entry().
17342                  */
17343                 loop_entry = get_loop_entry(&sl->state);
17344                 force_exact = loop_entry && loop_entry->branches > 0;
17345                 if (states_equal(env, &sl->state, cur, force_exact ? RANGE_WITHIN : NOT_EXACT)) {
17346                         if (force_exact)
17347                                 update_loop_entry(cur, loop_entry);
17348 hit:
17349                         sl->hit_cnt++;
17350                         /* reached equivalent register/stack state,
17351                          * prune the search.
17352                          * Registers read by the continuation are read by us.
17353                          * If we have any write marks in env->cur_state, they
17354                          * will prevent corresponding reads in the continuation
17355                          * from reaching our parent (an explored_state).  Our
17356                          * own state will get the read marks recorded, but
17357                          * they'll be immediately forgotten as we're pruning
17358                          * this state and will pop a new one.
17359                          */
17360                         err = propagate_liveness(env, &sl->state, cur);
17361
17362                         /* if previous state reached the exit with precision and
17363                          * current state is equivalent to it (except precsion marks)
17364                          * the precision needs to be propagated back in
17365                          * the current state.
17366                          */
17367                         if (is_jmp_point(env, env->insn_idx))
17368                                 err = err ? : push_jmp_history(env, cur, 0);
17369                         err = err ? : propagate_precision(env, &sl->state);
17370                         if (err)
17371                                 return err;
17372                         return 1;
17373                 }
17374 miss:
17375                 /* when new state is not going to be added do not increase miss count.
17376                  * Otherwise several loop iterations will remove the state
17377                  * recorded earlier. The goal of these heuristics is to have
17378                  * states from some iterations of the loop (some in the beginning
17379                  * and some at the end) to help pruning.
17380                  */
17381                 if (add_new_state)
17382                         sl->miss_cnt++;
17383                 /* heuristic to determine whether this state is beneficial
17384                  * to keep checking from state equivalence point of view.
17385                  * Higher numbers increase max_states_per_insn and verification time,
17386                  * but do not meaningfully decrease insn_processed.
17387                  * 'n' controls how many times state could miss before eviction.
17388                  * Use bigger 'n' for checkpoints because evicting checkpoint states
17389                  * too early would hinder iterator convergence.
17390                  */
17391                 n = is_force_checkpoint(env, insn_idx) && sl->state.branches > 0 ? 64 : 3;
17392                 if (sl->miss_cnt > sl->hit_cnt * n + n) {
17393                         /* the state is unlikely to be useful. Remove it to
17394                          * speed up verification
17395                          */
17396                         *pprev = sl->next;
17397                         if (sl->state.frame[0]->regs[0].live & REG_LIVE_DONE &&
17398                             !sl->state.used_as_loop_entry) {
17399                                 u32 br = sl->state.branches;
17400
17401                                 WARN_ONCE(br,
17402                                           "BUG live_done but branches_to_explore %d\n",
17403                                           br);
17404                                 free_verifier_state(&sl->state, false);
17405                                 kfree(sl);
17406                                 env->peak_states--;
17407                         } else {
17408                                 /* cannot free this state, since parentage chain may
17409                                  * walk it later. Add it for free_list instead to
17410                                  * be freed at the end of verification
17411                                  */
17412                                 sl->next = env->free_list;
17413                                 env->free_list = sl;
17414                         }
17415                         sl = *pprev;
17416                         continue;
17417                 }
17418 next:
17419                 pprev = &sl->next;
17420                 sl = *pprev;
17421         }
17422
17423         if (env->max_states_per_insn < states_cnt)
17424                 env->max_states_per_insn = states_cnt;
17425
17426         if (!env->bpf_capable && states_cnt > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_STATES)
17427                 return 0;
17428
17429         if (!add_new_state)
17430                 return 0;
17431
17432         /* There were no equivalent states, remember the current one.
17433          * Technically the current state is not proven to be safe yet,
17434          * but it will either reach outer most bpf_exit (which means it's safe)
17435          * or it will be rejected. When there are no loops the verifier won't be
17436          * seeing this tuple (frame[0].callsite, frame[1].callsite, .. insn_idx)
17437          * again on the way to bpf_exit.
17438          * When looping the sl->state.branches will be > 0 and this state
17439          * will not be considered for equivalence until branches == 0.
17440          */
17441         new_sl = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_state_list), GFP_KERNEL);
17442         if (!new_sl)
17443                 return -ENOMEM;
17444         env->total_states++;
17445         env->peak_states++;
17446         env->prev_jmps_processed = env->jmps_processed;
17447         env->prev_insn_processed = env->insn_processed;
17448
17449         /* forget precise markings we inherited, see __mark_chain_precision */
17450         if (env->bpf_capable)
17451                 mark_all_scalars_imprecise(env, cur);
17452
17453         /* add new state to the head of linked list */
17454         new = &new_sl->state;
17455         err = copy_verifier_state(new, cur);
17456         if (err) {
17457                 free_verifier_state(new, false);
17458                 kfree(new_sl);
17459                 return err;
17460         }
17461         new->insn_idx = insn_idx;
17462         WARN_ONCE(new->branches != 1,
17463                   "BUG is_state_visited:branches_to_explore=%d insn %d\n", new->branches, insn_idx);
17464
17465         cur->parent = new;
17466         cur->first_insn_idx = insn_idx;
17467         cur->dfs_depth = new->dfs_depth + 1;
17468         clear_jmp_history(cur);
17469         new_sl->next = *explored_state(env, insn_idx);
17470         *explored_state(env, insn_idx) = new_sl;
17471         /* connect new state to parentage chain. Current frame needs all
17472          * registers connected. Only r6 - r9 of the callers are alive (pushed
17473          * to the stack implicitly by JITs) so in callers' frames connect just
17474          * r6 - r9 as an optimization. Callers will have r1 - r5 connected to
17475          * the state of the call instruction (with WRITTEN set), and r0 comes
17476          * from callee with its full parentage chain, anyway.
17477          */
17478         /* clear write marks in current state: the writes we did are not writes
17479          * our child did, so they don't screen off its reads from us.
17480          * (There are no read marks in current state, because reads always mark
17481          * their parent and current state never has children yet.  Only
17482          * explored_states can get read marks.)
17483          */
17484         for (j = 0; j <= cur->curframe; j++) {
17485                 for (i = j < cur->curframe ? BPF_REG_6 : 0; i < BPF_REG_FP; i++)
17486                         cur->frame[j]->regs[i].parent = &new->frame[j]->regs[i];
17487                 for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++)
17488                         cur->frame[j]->regs[i].live = REG_LIVE_NONE;
17489         }
17490
17491         /* all stack frames are accessible from callee, clear them all */
17492         for (j = 0; j <= cur->curframe; j++) {
17493                 struct bpf_func_state *frame = cur->frame[j];
17494                 struct bpf_func_state *newframe = new->frame[j];
17495
17496                 for (i = 0; i < frame->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
17497                         frame->stack[i].spilled_ptr.live = REG_LIVE_NONE;
17498                         frame->stack[i].spilled_ptr.parent =
17499                                                 &newframe->stack[i].spilled_ptr;
17500                 }
17501         }
17502         return 0;
17503 }
17504
17505 /* Return true if it's OK to have the same insn return a different type. */
17506 static bool reg_type_mismatch_ok(enum bpf_reg_type type)
17507 {
17508         switch (base_type(type)) {
17509         case PTR_TO_CTX:
17510         case PTR_TO_SOCKET:
17511         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
17512         case PTR_TO_TCP_SOCK:
17513         case PTR_TO_XDP_SOCK:
17514         case PTR_TO_BTF_ID:
17515         case PTR_TO_ARENA:
17516                 return false;
17517         default:
17518                 return true;
17519         }
17520 }
17521
17522 /* If an instruction was previously used with particular pointer types, then we
17523  * need to be careful to avoid cases such as the below, where it may be ok
17524  * for one branch accessing the pointer, but not ok for the other branch:
17525  *
17526  * R1 = sock_ptr
17527  * goto X;
17528  * ...
17529  * R1 = some_other_valid_ptr;
17530  * goto X;
17531  * ...
17532  * R2 = *(u32 *)(R1 + 0);
17533  */
17534 static bool reg_type_mismatch(enum bpf_reg_type src, enum bpf_reg_type prev)
17535 {
17536         return src != prev && (!reg_type_mismatch_ok(src) ||
17537                                !reg_type_mismatch_ok(prev));
17538 }
17539
17540 static int save_aux_ptr_type(struct bpf_verifier_env *env, enum bpf_reg_type type,
17541                              bool allow_trust_missmatch)
17542 {
17543         enum bpf_reg_type *prev_type = &env->insn_aux_data[env->insn_idx].ptr_type;
17544
17545         if (*prev_type == NOT_INIT) {
17546                 /* Saw a valid insn
17547                  * dst_reg = *(u32 *)(src_reg + off)
17548                  * save type to validate intersecting paths
17549                  */
17550                 *prev_type = type;
17551         } else if (reg_type_mismatch(type, *prev_type)) {
17552                 /* Abuser program is trying to use the same insn
17553                  * dst_reg = *(u32*) (src_reg + off)
17554                  * with different pointer types:
17555                  * src_reg == ctx in one branch and
17556                  * src_reg == stack|map in some other branch.
17557                  * Reject it.
17558                  */
17559                 if (allow_trust_missmatch &&
17560                     base_type(type) == PTR_TO_BTF_ID &&
17561                     base_type(*prev_type) == PTR_TO_BTF_ID) {
17562                         /*
17563                          * Have to support a use case when one path through
17564                          * the program yields TRUSTED pointer while another
17565                          * is UNTRUSTED. Fallback to UNTRUSTED to generate
17566                          * BPF_PROBE_MEM/BPF_PROBE_MEMSX.
17567                          */
17568                         *prev_type = PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED;
17569                 } else {
17570                         verbose(env, "same insn cannot be used with different pointers\n");
17571                         return -EINVAL;
17572                 }
17573         }
17574
17575         return 0;
17576 }
17577
17578 static int do_check(struct bpf_verifier_env *env)
17579 {
17580         bool pop_log = !(env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2);
17581         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
17582         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
17583         struct bpf_reg_state *regs;
17584         int insn_cnt = env->prog->len;
17585         bool do_print_state = false;
17586         int prev_insn_idx = -1;
17587
17588         for (;;) {
17589                 bool exception_exit = false;
17590                 struct bpf_insn *insn;
17591                 u8 class;
17592                 int err;
17593
17594                 /* reset current history entry on each new instruction */
17595                 env->cur_hist_ent = NULL;
17596
17597                 env->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
17598                 if (env->insn_idx >= insn_cnt) {
17599                         verbose(env, "invalid insn idx %d insn_cnt %d\n",
17600                                 env->insn_idx, insn_cnt);
17601                         return -EFAULT;
17602                 }
17603
17604                 insn = &insns[env->insn_idx];
17605                 class = BPF_CLASS(insn->code);
17606
17607                 if (++env->insn_processed > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_INSNS) {
17608                         verbose(env,
17609                                 "BPF program is too large. Processed %d insn\n",
17610                                 env->insn_processed);
17611                         return -E2BIG;
17612                 }
17613
17614                 state->last_insn_idx = env->prev_insn_idx;
17615
17616                 if (is_prune_point(env, env->insn_idx)) {
17617                         err = is_state_visited(env, env->insn_idx);
17618                         if (err < 0)
17619                                 return err;
17620                         if (err == 1) {
17621                                 /* found equivalent state, can prune the search */
17622                                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
17623                                         if (do_print_state)
17624                                                 verbose(env, "\nfrom %d to %d%s: safe\n",
17625                                                         env->prev_insn_idx, env->insn_idx,
17626                                                         env->cur_state->speculative ?
17627                                                         " (speculative execution)" : "");
17628                                         else
17629                                                 verbose(env, "%d: safe\n", env->insn_idx);
17630                                 }
17631                                 goto process_bpf_exit;
17632                         }
17633                 }
17634
17635                 if (is_jmp_point(env, env->insn_idx)) {
17636                         err = push_jmp_history(env, state, 0);
17637                         if (err)
17638                                 return err;
17639                 }
17640
17641                 if (signal_pending(current))
17642                         return -EAGAIN;
17643
17644                 if (need_resched())
17645                         cond_resched();
17646
17647                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2 && do_print_state) {
17648                         verbose(env, "\nfrom %d to %d%s:",
17649                                 env->prev_insn_idx, env->insn_idx,
17650                                 env->cur_state->speculative ?
17651                                 " (speculative execution)" : "");
17652                         print_verifier_state(env, state->frame[state->curframe], true);
17653                         do_print_state = false;
17654                 }
17655
17656                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
17657                         const struct bpf_insn_cbs cbs = {
17658                                 .cb_call        = disasm_kfunc_name,
17659                                 .cb_print       = verbose,
17660                                 .private_data   = env,
17661                         };
17662
17663                         if (verifier_state_scratched(env))
17664                                 print_insn_state(env, state->frame[state->curframe]);
17665
17666                         verbose_linfo(env, env->insn_idx, "; ");
17667                         env->prev_log_pos = env->log.end_pos;
17668                         verbose(env, "%d: ", env->insn_idx);
17669                         print_bpf_insn(&cbs, insn, env->allow_ptr_leaks);
17670                         env->prev_insn_print_pos = env->log.end_pos - env->prev_log_pos;
17671                         env->prev_log_pos = env->log.end_pos;
17672                 }
17673
17674                 if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux)) {
17675                         err = bpf_prog_offload_verify_insn(env, env->insn_idx,
17676                                                            env->prev_insn_idx);
17677                         if (err)
17678                                 return err;
17679                 }
17680
17681                 regs = cur_regs(env);
17682                 sanitize_mark_insn_seen(env);
17683                 prev_insn_idx = env->insn_idx;
17684
17685                 if (class == BPF_ALU || class == BPF_ALU64) {
17686                         err = check_alu_op(env, insn);
17687                         if (err)
17688                                 return err;
17689
17690                 } else if (class == BPF_LDX) {
17691                         enum bpf_reg_type src_reg_type;
17692
17693                         /* check for reserved fields is already done */
17694
17695                         /* check src operand */
17696                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
17697                         if (err)
17698                                 return err;
17699
17700                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
17701                         if (err)
17702                                 return err;
17703
17704                         src_reg_type = regs[insn->src_reg].type;
17705
17706                         /* check that memory (src_reg + off) is readable,
17707                          * the state of dst_reg will be updated by this func
17708                          */
17709                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->src_reg,
17710                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
17711                                                BPF_READ, insn->dst_reg, false,
17712                                                BPF_MODE(insn->code) == BPF_MEMSX);
17713                         err = err ?: save_aux_ptr_type(env, src_reg_type, true);
17714                         err = err ?: reg_bounds_sanity_check(env, &regs[insn->dst_reg], "ldx");
17715                         if (err)
17716                                 return err;
17717                 } else if (class == BPF_STX) {
17718                         enum bpf_reg_type dst_reg_type;
17719
17720                         if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ATOMIC) {
17721                                 err = check_atomic(env, env->insn_idx, insn);
17722                                 if (err)
17723                                         return err;
17724                                 env->insn_idx++;
17725                                 continue;
17726                         }
17727
17728                         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM || insn->imm != 0) {
17729                                 verbose(env, "BPF_STX uses reserved fields\n");
17730                                 return -EINVAL;
17731                         }
17732
17733                         /* check src1 operand */
17734                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
17735                         if (err)
17736                                 return err;
17737                         /* check src2 operand */
17738                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
17739                         if (err)
17740                                 return err;
17741
17742                         dst_reg_type = regs[insn->dst_reg].type;
17743
17744                         /* check that memory (dst_reg + off) is writeable */
17745                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->dst_reg,
17746                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
17747                                                BPF_WRITE, insn->src_reg, false, false);
17748                         if (err)
17749                                 return err;
17750
17751                         err = save_aux_ptr_type(env, dst_reg_type, false);
17752                         if (err)
17753                                 return err;
17754                 } else if (class == BPF_ST) {
17755                         enum bpf_reg_type dst_reg_type;
17756
17757                         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM ||
17758                             insn->src_reg != BPF_REG_0) {
17759                                 verbose(env, "BPF_ST uses reserved fields\n");
17760                                 return -EINVAL;
17761                         }
17762                         /* check src operand */
17763                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
17764                         if (err)
17765                                 return err;
17766
17767                         dst_reg_type = regs[insn->dst_reg].type;
17768
17769                         /* check that memory (dst_reg + off) is writeable */
17770                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->dst_reg,
17771                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
17772                                                BPF_WRITE, -1, false, false);
17773                         if (err)
17774                                 return err;
17775
17776                         err = save_aux_ptr_type(env, dst_reg_type, false);
17777                         if (err)
17778                                 return err;
17779                 } else if (class == BPF_JMP || class == BPF_JMP32) {
17780                         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
17781
17782                         env->jmps_processed++;
17783                         if (opcode == BPF_CALL) {
17784                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
17785                                     (insn->src_reg != BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL
17786                                      && insn->off != 0) ||
17787                                     (insn->src_reg != BPF_REG_0 &&
17788                                      insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL &&
17789                                      insn->src_reg != BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL) ||
17790                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
17791                                     class == BPF_JMP32) {
17792                                         verbose(env, "BPF_CALL uses reserved fields\n");
17793                                         return -EINVAL;
17794                                 }
17795
17796                                 if (env->cur_state->active_lock.ptr) {
17797                                         if ((insn->src_reg == BPF_REG_0 && insn->imm != BPF_FUNC_spin_unlock) ||
17798                                             (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL &&
17799                                              (insn->off != 0 || !is_bpf_graph_api_kfunc(insn->imm)))) {
17800                                                 verbose(env, "function calls are not allowed while holding a lock\n");
17801                                                 return -EINVAL;
17802                                         }
17803                                 }
17804                                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL) {
17805                                         err = check_func_call(env, insn, &env->insn_idx);
17806                                 } else if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL) {
17807                                         err = check_kfunc_call(env, insn, &env->insn_idx);
17808                                         if (!err && is_bpf_throw_kfunc(insn)) {
17809                                                 exception_exit = true;
17810                                                 goto process_bpf_exit_full;
17811                                         }
17812                                 } else {
17813                                         err = check_helper_call(env, insn, &env->insn_idx);
17814                                 }
17815                                 if (err)
17816                                         return err;
17817
17818                                 mark_reg_scratched(env, BPF_REG_0);
17819                         } else if (opcode == BPF_JA) {
17820                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
17821                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
17822                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
17823                                     (class == BPF_JMP && insn->imm != 0) ||
17824                                     (class == BPF_JMP32 && insn->off != 0)) {
17825                                         verbose(env, "BPF_JA uses reserved fields\n");
17826                                         return -EINVAL;
17827                                 }
17828
17829                                 if (class == BPF_JMP)
17830                                         env->insn_idx += insn->off + 1;
17831                                 else
17832                                         env->insn_idx += insn->imm + 1;
17833                                 continue;
17834
17835                         } else if (opcode == BPF_EXIT) {
17836                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
17837                                     insn->imm != 0 ||
17838                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
17839                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
17840                                     class == BPF_JMP32) {
17841                                         verbose(env, "BPF_EXIT uses reserved fields\n");
17842                                         return -EINVAL;
17843                                 }
17844 process_bpf_exit_full:
17845                                 if (env->cur_state->active_lock.ptr && !env->cur_state->curframe) {
17846                                         verbose(env, "bpf_spin_unlock is missing\n");
17847                                         return -EINVAL;
17848                                 }
17849
17850                                 if (env->cur_state->active_rcu_lock && !env->cur_state->curframe) {
17851                                         verbose(env, "bpf_rcu_read_unlock is missing\n");
17852                                         return -EINVAL;
17853                                 }
17854
17855                                 /* We must do check_reference_leak here before
17856                                  * prepare_func_exit to handle the case when
17857                                  * state->curframe > 0, it may be a callback
17858                                  * function, for which reference_state must
17859                                  * match caller reference state when it exits.
17860                                  */
17861                                 err = check_reference_leak(env, exception_exit);
17862                                 if (err)
17863                                         return err;
17864
17865                                 /* The side effect of the prepare_func_exit
17866                                  * which is being skipped is that it frees
17867                                  * bpf_func_state. Typically, process_bpf_exit
17868                                  * will only be hit with outermost exit.
17869                                  * copy_verifier_state in pop_stack will handle
17870                                  * freeing of any extra bpf_func_state left over
17871                                  * from not processing all nested function
17872                                  * exits. We also skip return code checks as
17873                                  * they are not needed for exceptional exits.
17874                                  */
17875                                 if (exception_exit)
17876                                         goto process_bpf_exit;
17877
17878                                 if (state->curframe) {
17879                                         /* exit from nested function */
17880                                         err = prepare_func_exit(env, &env->insn_idx);
17881                                         if (err)
17882                                                 return err;
17883                                         do_print_state = true;
17884                                         continue;
17885                                 }
17886
17887                                 err = check_return_code(env, BPF_REG_0, "R0");
17888                                 if (err)
17889                                         return err;
17890 process_bpf_exit:
17891                                 mark_verifier_state_scratched(env);
17892                                 update_branch_counts(env, env->cur_state);
17893                                 err = pop_stack(env, &prev_insn_idx,
17894                                                 &env->insn_idx, pop_log);
17895                                 if (err < 0) {
17896                                         if (err != -ENOENT)
17897                                                 return err;
17898                                         break;
17899                                 } else {
17900                                         do_print_state = true;
17901                                         continue;
17902                                 }
17903                         } else {
17904                                 err = check_cond_jmp_op(env, insn, &env->insn_idx);
17905                                 if (err)
17906                                         return err;
17907                         }
17908                 } else if (class == BPF_LD) {
17909                         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
17910
17911                         if (mode == BPF_ABS || mode == BPF_IND) {
17912                                 err = check_ld_abs(env, insn);
17913                                 if (err)
17914                                         return err;
17915
17916                         } else if (mode == BPF_IMM) {
17917                                 err = check_ld_imm(env, insn);
17918                                 if (err)
17919                                         return err;
17920
17921                                 env->insn_idx++;
17922                                 sanitize_mark_insn_seen(env);
17923                         } else {
17924                                 verbose(env, "invalid BPF_LD mode\n");
17925                                 return -EINVAL;
17926                         }
17927                 } else {
17928                         verbose(env, "unknown insn class %d\n", class);
17929                         return -EINVAL;
17930                 }
17931
17932                 env->insn_idx++;
17933         }
17934
17935         return 0;
17936 }
17937
17938 static int find_btf_percpu_datasec(struct btf *btf)
17939 {
17940         const struct btf_type *t;
17941         const char *tname;
17942         int i, n;
17943
17944         /*
17945          * Both vmlinux and module each have their own ".data..percpu"
17946          * DATASECs in BTF. So for module's case, we need to skip vmlinux BTF
17947          * types to look at only module's own BTF types.
17948          */
17949         n = btf_nr_types(btf);
17950         if (btf_is_module(btf))
17951                 i = btf_nr_types(btf_vmlinux);
17952         else
17953                 i = 1;
17954
17955         for(; i < n; i++) {
17956                 t = btf_type_by_id(btf, i);
17957                 if (BTF_INFO_KIND(t->info) != BTF_KIND_DATASEC)
17958                         continue;
17959
17960                 tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
17961                 if (!strcmp(tname, ".data..percpu"))
17962                         return i;
17963         }
17964
17965         return -ENOENT;
17966 }
17967
17968 /* replace pseudo btf_id with kernel symbol address */
17969 static int check_pseudo_btf_id(struct bpf_verifier_env *env,
17970                                struct bpf_insn *insn,
17971                                struct bpf_insn_aux_data *aux)
17972 {
17973         const struct btf_var_secinfo *vsi;
17974         const struct btf_type *datasec;
17975         struct btf_mod_pair *btf_mod;
17976         const struct btf_type *t;
17977         const char *sym_name;
17978         bool percpu = false;
17979         u32 type, id = insn->imm;
17980         struct btf *btf;
17981         s32 datasec_id;
17982         u64 addr;
17983         int i, btf_fd, err;
17984
17985         btf_fd = insn[1].imm;
17986         if (btf_fd) {
17987                 btf = btf_get_by_fd(btf_fd);
17988                 if (IS_ERR(btf)) {
17989                         verbose(env, "invalid module BTF object FD specified.\n");
17990                         return -EINVAL;
17991                 }
17992         } else {
17993                 if (!btf_vmlinux) {
17994                         verbose(env, "kernel is missing BTF, make sure CONFIG_DEBUG_INFO_BTF=y is specified in Kconfig.\n");
17995                         return -EINVAL;
17996                 }
17997                 btf = btf_vmlinux;
17998                 btf_get(btf);
17999         }
18000
18001         t = btf_type_by_id(btf, id);
18002         if (!t) {
18003                 verbose(env, "ldimm64 insn specifies invalid btf_id %d.\n", id);
18004                 err = -ENOENT;
18005                 goto err_put;
18006         }
18007
18008         if (!btf_type_is_var(t) && !btf_type_is_func(t)) {
18009                 verbose(env, "pseudo btf_id %d in ldimm64 isn't KIND_VAR or KIND_FUNC\n", id);
18010                 err = -EINVAL;
18011                 goto err_put;
18012         }
18013
18014         sym_name = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
18015         addr = kallsyms_lookup_name(sym_name);
18016         if (!addr) {
18017                 verbose(env, "ldimm64 failed to find the address for kernel symbol '%s'.\n",
18018                         sym_name);
18019                 err = -ENOENT;
18020                 goto err_put;
18021         }
18022         insn[0].imm = (u32)addr;
18023         insn[1].imm = addr >> 32;
18024
18025         if (btf_type_is_func(t)) {
18026                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_MEM | MEM_RDONLY;
18027                 aux->btf_var.mem_size = 0;
18028                 goto check_btf;
18029         }
18030
18031         datasec_id = find_btf_percpu_datasec(btf);
18032         if (datasec_id > 0) {
18033                 datasec = btf_type_by_id(btf, datasec_id);
18034                 for_each_vsi(i, datasec, vsi) {
18035                         if (vsi->type == id) {
18036                                 percpu = true;
18037                                 break;
18038                         }
18039                 }
18040         }
18041
18042         type = t->type;
18043         t = btf_type_skip_modifiers(btf, type, NULL);
18044         if (percpu) {
18045                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU;
18046                 aux->btf_var.btf = btf;
18047                 aux->btf_var.btf_id = type;
18048         } else if (!btf_type_is_struct(t)) {
18049                 const struct btf_type *ret;
18050                 const char *tname;
18051                 u32 tsize;
18052
18053                 /* resolve the type size of ksym. */
18054                 ret = btf_resolve_size(btf, t, &tsize);
18055                 if (IS_ERR(ret)) {
18056                         tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
18057                         verbose(env, "ldimm64 unable to resolve the size of type '%s': %ld\n",
18058                                 tname, PTR_ERR(ret));
18059                         err = -EINVAL;
18060                         goto err_put;
18061                 }
18062                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_MEM | MEM_RDONLY;
18063                 aux->btf_var.mem_size = tsize;
18064         } else {
18065                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_BTF_ID;
18066                 aux->btf_var.btf = btf;
18067                 aux->btf_var.btf_id = type;
18068         }
18069 check_btf:
18070         /* check whether we recorded this BTF (and maybe module) already */
18071         for (i = 0; i < env->used_btf_cnt; i++) {
18072                 if (env->used_btfs[i].btf == btf) {
18073                         btf_put(btf);
18074                         return 0;
18075                 }
18076         }
18077
18078         if (env->used_btf_cnt >= MAX_USED_BTFS) {
18079                 err = -E2BIG;
18080                 goto err_put;
18081         }
18082
18083         btf_mod = &env->used_btfs[env->used_btf_cnt];
18084         btf_mod->btf = btf;
18085         btf_mod->module = NULL;
18086
18087         /* if we reference variables from kernel module, bump its refcount */
18088         if (btf_is_module(btf)) {
18089                 btf_mod->module = btf_try_get_module(btf);
18090                 if (!btf_mod->module) {
18091                         err = -ENXIO;
18092                         goto err_put;
18093                 }
18094         }
18095
18096         env->used_btf_cnt++;
18097
18098         return 0;
18099 err_put:
18100         btf_put(btf);
18101         return err;
18102 }
18103
18104 static bool is_tracing_prog_type(enum bpf_prog_type type)
18105 {
18106         switch (type) {
18107         case BPF_PROG_TYPE_KPROBE:
18108         case BPF_PROG_TYPE_TRACEPOINT:
18109         case BPF_PROG_TYPE_PERF_EVENT:
18110         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT:
18111         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT_WRITABLE:
18112                 return true;
18113         default:
18114                 return false;
18115         }
18116 }
18117
18118 static int check_map_prog_compatibility(struct bpf_verifier_env *env,
18119                                         struct bpf_map *map,
18120                                         struct bpf_prog *prog)
18121
18122 {
18123         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(prog);
18124
18125         if (btf_record_has_field(map->record, BPF_LIST_HEAD) ||
18126             btf_record_has_field(map->record, BPF_RB_ROOT)) {
18127                 if (is_tracing_prog_type(prog_type)) {
18128                         verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_{list_head,rb_root} yet\n");
18129                         return -EINVAL;
18130                 }
18131         }
18132
18133         if (btf_record_has_field(map->record, BPF_SPIN_LOCK)) {
18134                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER) {
18135                         verbose(env, "socket filter progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
18136                         return -EINVAL;
18137                 }
18138
18139                 if (is_tracing_prog_type(prog_type)) {
18140                         verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
18141                         return -EINVAL;
18142                 }
18143         }
18144
18145         if (btf_record_has_field(map->record, BPF_TIMER)) {
18146                 if (is_tracing_prog_type(prog_type)) {
18147                         verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_timer yet\n");
18148                         return -EINVAL;
18149                 }
18150         }
18151
18152         if ((bpf_prog_is_offloaded(prog->aux) || bpf_map_is_offloaded(map)) &&
18153             !bpf_offload_prog_map_match(prog, map)) {
18154                 verbose(env, "offload device mismatch between prog and map\n");
18155                 return -EINVAL;
18156         }
18157
18158         if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_STRUCT_OPS) {
18159                 verbose(env, "bpf_struct_ops map cannot be used in prog\n");
18160                 return -EINVAL;
18161         }
18162
18163         if (prog->sleepable)
18164                 switch (map->map_type) {
18165                 case BPF_MAP_TYPE_HASH:
18166                 case BPF_MAP_TYPE_LRU_HASH:
18167                 case BPF_MAP_TYPE_ARRAY:
18168                 case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH:
18169                 case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_ARRAY:
18170                 case BPF_MAP_TYPE_LRU_PERCPU_HASH:
18171                 case BPF_MAP_TYPE_ARRAY_OF_MAPS:
18172                 case BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS:
18173                 case BPF_MAP_TYPE_RINGBUF:
18174                 case BPF_MAP_TYPE_USER_RINGBUF:
18175                 case BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE:
18176                 case BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE:
18177                 case BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE:
18178                 case BPF_MAP_TYPE_CGRP_STORAGE:
18179                 case BPF_MAP_TYPE_QUEUE:
18180                 case BPF_MAP_TYPE_STACK:
18181                 case BPF_MAP_TYPE_ARENA:
18182                         break;
18183                 default:
18184                         verbose(env,
18185                                 "Sleepable programs can only use array, hash, ringbuf and local storage maps\n");
18186                         return -EINVAL;
18187                 }
18188
18189         return 0;
18190 }
18191
18192 static bool bpf_map_is_cgroup_storage(struct bpf_map *map)
18193 {
18194         return (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE ||
18195                 map->map_type == BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE);
18196 }
18197
18198 /* find and rewrite pseudo imm in ld_imm64 instructions:
18199  *
18200  * 1. if it accesses map FD, replace it with actual map pointer.
18201  * 2. if it accesses btf_id of a VAR, replace it with pointer to the var.
18202  *
18203  * NOTE: btf_vmlinux is required for converting pseudo btf_id.
18204  */
18205 static int resolve_pseudo_ldimm64(struct bpf_verifier_env *env)
18206 {
18207         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
18208         int insn_cnt = env->prog->len;
18209         int i, j, err;
18210
18211         err = bpf_prog_calc_tag(env->prog);
18212         if (err)
18213                 return err;
18214
18215         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
18216                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LDX &&
18217                     ((BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM && BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEMSX) ||
18218                     insn->imm != 0)) {
18219                         verbose(env, "BPF_LDX uses reserved fields\n");
18220                         return -EINVAL;
18221                 }
18222
18223                 if (insn[0].code == (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW)) {
18224                         struct bpf_insn_aux_data *aux;
18225                         struct bpf_map *map;
18226                         struct fd f;
18227                         u64 addr;
18228                         u32 fd;
18229
18230                         if (i == insn_cnt - 1 || insn[1].code != 0 ||
18231                             insn[1].dst_reg != 0 || insn[1].src_reg != 0 ||
18232                             insn[1].off != 0) {
18233                                 verbose(env, "invalid bpf_ld_imm64 insn\n");
18234                                 return -EINVAL;
18235                         }
18236
18237                         if (insn[0].src_reg == 0)
18238                                 /* valid generic load 64-bit imm */
18239                                 goto next_insn;
18240
18241                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_BTF_ID) {
18242                                 aux = &env->insn_aux_data[i];
18243                                 err = check_pseudo_btf_id(env, insn, aux);
18244                                 if (err)
18245                                         return err;
18246                                 goto next_insn;
18247                         }
18248
18249                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC) {
18250                                 aux = &env->insn_aux_data[i];
18251                                 aux->ptr_type = PTR_TO_FUNC;
18252                                 goto next_insn;
18253                         }
18254
18255                         /* In final convert_pseudo_ld_imm64() step, this is
18256                          * converted into regular 64-bit imm load insn.
18257                          */
18258                         switch (insn[0].src_reg) {
18259                         case BPF_PSEUDO_MAP_VALUE:
18260                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE:
18261                                 break;
18262                         case BPF_PSEUDO_MAP_FD:
18263                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX:
18264                                 if (insn[1].imm == 0)
18265                                         break;
18266                                 fallthrough;
18267                         default:
18268                                 verbose(env, "unrecognized bpf_ld_imm64 insn\n");
18269                                 return -EINVAL;
18270                         }
18271
18272                         switch (insn[0].src_reg) {
18273                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE:
18274                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX:
18275                                 if (bpfptr_is_null(env->fd_array)) {
18276                                         verbose(env, "fd_idx without fd_array is invalid\n");
18277                                         return -EPROTO;
18278                                 }
18279                                 if (copy_from_bpfptr_offset(&fd, env->fd_array,
18280                                                             insn[0].imm * sizeof(fd),
18281                                                             sizeof(fd)))
18282                                         return -EFAULT;
18283                                 break;
18284                         default:
18285                                 fd = insn[0].imm;
18286                                 break;
18287                         }
18288
18289                         f = fdget(fd);
18290                         map = __bpf_map_get(f);
18291                         if (IS_ERR(map)) {
18292                                 verbose(env, "fd %d is not pointing to valid bpf_map\n", fd);
18293                                 return PTR_ERR(map);
18294                         }
18295
18296                         err = check_map_prog_compatibility(env, map, env->prog);
18297                         if (err) {
18298                                 fdput(f);
18299                                 return err;
18300                         }
18301
18302                         aux = &env->insn_aux_data[i];
18303                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD ||
18304                             insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX) {
18305                                 addr = (unsigned long)map;
18306                         } else {
18307                                 u32 off = insn[1].imm;
18308
18309                                 if (off >= BPF_MAX_VAR_OFF) {
18310                                         verbose(env, "direct value offset of %u is not allowed\n", off);
18311                                         fdput(f);
18312                                         return -EINVAL;
18313                                 }
18314
18315                                 if (!map->ops->map_direct_value_addr) {
18316                                         verbose(env, "no direct value access support for this map type\n");
18317                                         fdput(f);
18318                                         return -EINVAL;
18319                                 }
18320
18321                                 err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &addr, off);
18322                                 if (err) {
18323                                         verbose(env, "invalid access to map value pointer, value_size=%u off=%u\n",
18324                                                 map->value_size, off);
18325                                         fdput(f);
18326                                         return err;
18327                                 }
18328
18329                                 aux->map_off = off;
18330                                 addr += off;
18331                         }
18332
18333                         insn[0].imm = (u32)addr;
18334                         insn[1].imm = addr >> 32;
18335
18336                         /* check whether we recorded this map already */
18337                         for (j = 0; j < env->used_map_cnt; j++) {
18338                                 if (env->used_maps[j] == map) {
18339                                         aux->map_index = j;
18340                                         fdput(f);
18341                                         goto next_insn;
18342                                 }
18343                         }
18344
18345                         if (env->used_map_cnt >= MAX_USED_MAPS) {
18346                                 fdput(f);
18347                                 return -E2BIG;
18348                         }
18349
18350                         if (env->prog->sleepable)
18351                                 atomic64_inc(&map->sleepable_refcnt);
18352                         /* hold the map. If the program is rejected by verifier,
18353                          * the map will be released by release_maps() or it
18354                          * will be used by the valid program until it's unloaded
18355                          * and all maps are released in bpf_free_used_maps()
18356                          */
18357                         bpf_map_inc(map);
18358
18359                         aux->map_index = env->used_map_cnt;
18360                         env->used_maps[env->used_map_cnt++] = map;
18361
18362                         if (bpf_map_is_cgroup_storage(map) &&
18363                             bpf_cgroup_storage_assign(env->prog->aux, map)) {
18364                                 verbose(env, "only one cgroup storage of each type is allowed\n");
18365                                 fdput(f);
18366                                 return -EBUSY;
18367                         }
18368                         if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_ARENA) {
18369                                 if (env->prog->aux->arena) {
18370                                         verbose(env, "Only one arena per program\n");
18371                                         fdput(f);
18372                                         return -EBUSY;
18373                                 }
18374                                 if (!env->allow_ptr_leaks || !env->bpf_capable) {
18375                                         verbose(env, "CAP_BPF and CAP_PERFMON are required to use arena\n");
18376                                         fdput(f);
18377                                         return -EPERM;
18378                                 }
18379                                 if (!env->prog->jit_requested) {
18380                                         verbose(env, "JIT is required to use arena\n");
18381                                         fdput(f);
18382                                         return -EOPNOTSUPP;
18383                                 }
18384                                 if (!bpf_jit_supports_arena()) {
18385                                         verbose(env, "JIT doesn't support arena\n");
18386                                         fdput(f);
18387                                         return -EOPNOTSUPP;
18388                                 }
18389                                 env->prog->aux->arena = (void *)map;
18390                                 if (!bpf_arena_get_user_vm_start(env->prog->aux->arena)) {
18391                                         verbose(env, "arena's user address must be set via map_extra or mmap()\n");
18392                                         fdput(f);
18393                                         return -EINVAL;
18394                                 }
18395                         }
18396
18397                         fdput(f);
18398 next_insn:
18399                         insn++;
18400                         i++;
18401                         continue;
18402                 }
18403
18404                 /* Basic sanity check before we invest more work here. */
18405                 if (!bpf_opcode_in_insntable(insn->code)) {
18406                         verbose(env, "unknown opcode %02x\n", insn->code);
18407                         return -EINVAL;
18408                 }
18409         }
18410
18411         /* now all pseudo BPF_LD_IMM64 instructions load valid
18412          * 'struct bpf_map *' into a register instead of user map_fd.
18413          * These pointers will be used later by verifier to validate map access.
18414          */
18415         return 0;
18416 }
18417
18418 /* drop refcnt of maps used by the rejected program */
18419 static void release_maps(struct bpf_verifier_env *env)
18420 {
18421         __bpf_free_used_maps(env->prog->aux, env->used_maps,
18422                              env->used_map_cnt);
18423 }
18424
18425 /* drop refcnt of maps used by the rejected program */
18426 static void release_btfs(struct bpf_verifier_env *env)
18427 {
18428         __bpf_free_used_btfs(env->prog->aux, env->used_btfs,
18429                              env->used_btf_cnt);
18430 }
18431
18432 /* convert pseudo BPF_LD_IMM64 into generic BPF_LD_IMM64 */
18433 static void convert_pseudo_ld_imm64(struct bpf_verifier_env *env)
18434 {
18435         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
18436         int insn_cnt = env->prog->len;
18437         int i;
18438
18439         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
18440                 if (insn->code != (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW))
18441                         continue;
18442                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC)
18443                         continue;
18444                 insn->src_reg = 0;
18445         }
18446 }
18447
18448 /* single env->prog->insni[off] instruction was replaced with the range
18449  * insni[off, off + cnt).  Adjust corresponding insn_aux_data by copying
18450  * [0, off) and [off, end) to new locations, so the patched range stays zero
18451  */
18452 static void adjust_insn_aux_data(struct bpf_verifier_env *env,
18453                                  struct bpf_insn_aux_data *new_data,
18454                                  struct bpf_prog *new_prog, u32 off, u32 cnt)
18455 {
18456         struct bpf_insn_aux_data *old_data = env->insn_aux_data;
18457         struct bpf_insn *insn = new_prog->insnsi;
18458         u32 old_seen = old_data[off].seen;
18459         u32 prog_len;
18460         int i;
18461
18462         /* aux info at OFF always needs adjustment, no matter fast path
18463          * (cnt == 1) is taken or not. There is no guarantee INSN at OFF is the
18464          * original insn at old prog.
18465          */
18466         old_data[off].zext_dst = insn_has_def32(env, insn + off + cnt - 1);
18467
18468         if (cnt == 1)
18469                 return;
18470         prog_len = new_prog->len;
18471
18472         memcpy(new_data, old_data, sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * off);
18473         memcpy(new_data + off + cnt - 1, old_data + off,
18474                sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * (prog_len - off - cnt + 1));
18475         for (i = off; i < off + cnt - 1; i++) {
18476                 /* Expand insni[off]'s seen count to the patched range. */
18477                 new_data[i].seen = old_seen;
18478                 new_data[i].zext_dst = insn_has_def32(env, insn + i);
18479         }
18480         env->insn_aux_data = new_data;
18481         vfree(old_data);
18482 }
18483
18484 static void adjust_subprog_starts(struct bpf_verifier_env *env, u32 off, u32 len)
18485 {
18486         int i;
18487
18488         if (len == 1)
18489                 return;
18490         /* NOTE: fake 'exit' subprog should be updated as well. */
18491         for (i = 0; i <= env->subprog_cnt; i++) {
18492                 if (env->subprog_info[i].start <= off)
18493                         continue;
18494                 env->subprog_info[i].start += len - 1;
18495         }
18496 }
18497
18498 static void adjust_poke_descs(struct bpf_prog *prog, u32 off, u32 len)
18499 {
18500         struct bpf_jit_poke_descriptor *tab = prog->aux->poke_tab;
18501         int i, sz = prog->aux->size_poke_tab;
18502         struct bpf_jit_poke_descriptor *desc;
18503
18504         for (i = 0; i < sz; i++) {
18505                 desc = &tab[i];
18506                 if (desc->insn_idx <= off)
18507                         continue;
18508                 desc->insn_idx += len - 1;
18509         }
18510 }
18511
18512 static struct bpf_prog *bpf_patch_insn_data(struct bpf_verifier_env *env, u32 off,
18513                                             const struct bpf_insn *patch, u32 len)
18514 {
18515         struct bpf_prog *new_prog;
18516         struct bpf_insn_aux_data *new_data = NULL;
18517
18518         if (len > 1) {
18519                 new_data = vzalloc(array_size(env->prog->len + len - 1,
18520                                               sizeof(struct bpf_insn_aux_data)));
18521                 if (!new_data)
18522                         return NULL;
18523         }
18524
18525         new_prog = bpf_patch_insn_single(env->prog, off, patch, len);
18526         if (IS_ERR(new_prog)) {
18527                 if (PTR_ERR(new_prog) == -ERANGE)
18528                         verbose(env,
18529                                 "insn %d cannot be patched due to 16-bit range\n",
18530                                 env->insn_aux_data[off].orig_idx);
18531                 vfree(new_data);
18532                 return NULL;
18533         }
18534         adjust_insn_aux_data(env, new_data, new_prog, off, len);
18535         adjust_subprog_starts(env, off, len);
18536         adjust_poke_descs(new_prog, off, len);
18537         return new_prog;
18538 }
18539
18540 static int adjust_subprog_starts_after_remove(struct bpf_verifier_env *env,
18541                                               u32 off, u32 cnt)
18542 {
18543         int i, j;
18544
18545         /* find first prog starting at or after off (first to remove) */
18546         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
18547                 if (env->subprog_info[i].start >= off)
18548                         break;
18549         /* find first prog starting at or after off + cnt (first to stay) */
18550         for (j = i; j < env->subprog_cnt; j++)
18551                 if (env->subprog_info[j].start >= off + cnt)
18552                         break;
18553         /* if j doesn't start exactly at off + cnt, we are just removing
18554          * the front of previous prog
18555          */
18556         if (env->subprog_info[j].start != off + cnt)
18557                 j--;
18558
18559         if (j > i) {
18560                 struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
18561                 int move;
18562
18563                 /* move fake 'exit' subprog as well */
18564                 move = env->subprog_cnt + 1 - j;
18565
18566                 memmove(env->subprog_info + i,
18567                         env->subprog_info + j,
18568                         sizeof(*env->subprog_info) * move);
18569                 env->subprog_cnt -= j - i;
18570
18571                 /* remove func_info */
18572                 if (aux->func_info) {
18573                         move = aux->func_info_cnt - j;
18574
18575                         memmove(aux->func_info + i,
18576                                 aux->func_info + j,
18577                                 sizeof(*aux->func_info) * move);
18578                         aux->func_info_cnt -= j - i;
18579                         /* func_info->insn_off is set after all code rewrites,
18580                          * in adjust_btf_func() - no need to adjust
18581                          */
18582                 }
18583         } else {
18584                 /* convert i from "first prog to remove" to "first to adjust" */
18585                 if (env->subprog_info[i].start == off)
18586                         i++;
18587         }
18588
18589         /* update fake 'exit' subprog as well */
18590         for (; i <= env->subprog_cnt; i++)
18591                 env->subprog_info[i].start -= cnt;
18592
18593         return 0;
18594 }
18595
18596 static int bpf_adj_linfo_after_remove(struct bpf_verifier_env *env, u32 off,
18597                                       u32 cnt)
18598 {
18599         struct bpf_prog *prog = env->prog;
18600         u32 i, l_off, l_cnt, nr_linfo;
18601         struct bpf_line_info *linfo;
18602
18603         nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
18604         if (!nr_linfo)
18605                 return 0;
18606
18607         linfo = prog->aux->linfo;
18608
18609         /* find first line info to remove, count lines to be removed */
18610         for (i = 0; i < nr_linfo; i++)
18611                 if (linfo[i].insn_off >= off)
18612                         break;
18613
18614         l_off = i;
18615         l_cnt = 0;
18616         for (; i < nr_linfo; i++)
18617                 if (linfo[i].insn_off < off + cnt)
18618                         l_cnt++;
18619                 else
18620                         break;
18621
18622         /* First live insn doesn't match first live linfo, it needs to "inherit"
18623          * last removed linfo.  prog is already modified, so prog->len == off
18624          * means no live instructions after (tail of the program was removed).
18625          */
18626         if (prog->len != off && l_cnt &&
18627             (i == nr_linfo || linfo[i].insn_off != off + cnt)) {
18628                 l_cnt--;
18629                 linfo[--i].insn_off = off + cnt;
18630         }
18631
18632         /* remove the line info which refer to the removed instructions */
18633         if (l_cnt) {
18634                 memmove(linfo + l_off, linfo + i,
18635                         sizeof(*linfo) * (nr_linfo - i));
18636
18637                 prog->aux->nr_linfo -= l_cnt;
18638                 nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
18639         }
18640
18641         /* pull all linfo[i].insn_off >= off + cnt in by cnt */
18642         for (i = l_off; i < nr_linfo; i++)
18643                 linfo[i].insn_off -= cnt;
18644
18645         /* fix up all subprogs (incl. 'exit') which start >= off */
18646         for (i = 0; i <= env->subprog_cnt; i++)
18647                 if (env->subprog_info[i].linfo_idx > l_off) {
18648                         /* program may have started in the removed region but
18649                          * may not be fully removed
18650                          */
18651                         if (env->subprog_info[i].linfo_idx >= l_off + l_cnt)
18652                                 env->subprog_info[i].linfo_idx -= l_cnt;
18653                         else
18654                                 env->subprog_info[i].linfo_idx = l_off;
18655                 }
18656
18657         return 0;
18658 }
18659
18660 static int verifier_remove_insns(struct bpf_verifier_env *env, u32 off, u32 cnt)
18661 {
18662         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
18663         unsigned int orig_prog_len = env->prog->len;
18664         int err;
18665
18666         if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux))
18667                 bpf_prog_offload_remove_insns(env, off, cnt);
18668
18669         err = bpf_remove_insns(env->prog, off, cnt);
18670         if (err)
18671                 return err;
18672
18673         err = adjust_subprog_starts_after_remove(env, off, cnt);
18674         if (err)
18675                 return err;
18676
18677         err = bpf_adj_linfo_after_remove(env, off, cnt);
18678         if (err)
18679                 return err;
18680
18681         memmove(aux_data + off, aux_data + off + cnt,
18682                 sizeof(*aux_data) * (orig_prog_len - off - cnt));
18683
18684         return 0;
18685 }
18686
18687 /* The verifier does more data flow analysis than llvm and will not
18688  * explore branches that are dead at run time. Malicious programs can
18689  * have dead code too. Therefore replace all dead at-run-time code
18690  * with 'ja -1'.
18691  *
18692  * Just nops are not optimal, e.g. if they would sit at the end of the
18693  * program and through another bug we would manage to jump there, then
18694  * we'd execute beyond program memory otherwise. Returning exception
18695  * code also wouldn't work since we can have subprogs where the dead
18696  * code could be located.
18697  */
18698 static void sanitize_dead_code(struct bpf_verifier_env *env)
18699 {
18700         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
18701         struct bpf_insn trap = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, -1);
18702         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
18703         const int insn_cnt = env->prog->len;
18704         int i;
18705
18706         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
18707                 if (aux_data[i].seen)
18708                         continue;
18709                 memcpy(insn + i, &trap, sizeof(trap));
18710                 aux_data[i].zext_dst = false;
18711         }
18712 }
18713
18714 static bool insn_is_cond_jump(u8 code)
18715 {
18716         u8 op;
18717
18718         op = BPF_OP(code);
18719         if (BPF_CLASS(code) == BPF_JMP32)
18720                 return op != BPF_JA;
18721
18722         if (BPF_CLASS(code) != BPF_JMP)
18723                 return false;
18724
18725         return op != BPF_JA && op != BPF_EXIT && op != BPF_CALL;
18726 }
18727
18728 static void opt_hard_wire_dead_code_branches(struct bpf_verifier_env *env)
18729 {
18730         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
18731         struct bpf_insn ja = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 0);
18732         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
18733         const int insn_cnt = env->prog->len;
18734         int i;
18735
18736         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
18737                 if (!insn_is_cond_jump(insn->code))
18738                         continue;
18739
18740                 if (!aux_data[i + 1].seen)
18741                         ja.off = insn->off;
18742                 else if (!aux_data[i + 1 + insn->off].seen)
18743                         ja.off = 0;
18744                 else
18745                         continue;
18746
18747                 if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux))
18748                         bpf_prog_offload_replace_insn(env, i, &ja);
18749
18750                 memcpy(insn, &ja, sizeof(ja));
18751         }
18752 }
18753
18754 static int opt_remove_dead_code(struct bpf_verifier_env *env)
18755 {
18756         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
18757         int insn_cnt = env->prog->len;
18758         int i, err;
18759
18760         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
18761                 int j;
18762
18763                 j = 0;
18764                 while (i + j < insn_cnt && !aux_data[i + j].seen)
18765                         j++;
18766                 if (!j)
18767                         continue;
18768
18769                 err = verifier_remove_insns(env, i, j);
18770                 if (err)
18771                         return err;
18772                 insn_cnt = env->prog->len;
18773         }
18774
18775         return 0;
18776 }
18777
18778 static int opt_remove_nops(struct bpf_verifier_env *env)
18779 {
18780         const struct bpf_insn ja = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 0);
18781         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
18782         int insn_cnt = env->prog->len;
18783         int i, err;
18784
18785         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
18786                 if (memcmp(&insn[i], &ja, sizeof(ja)))
18787                         continue;
18788
18789                 err = verifier_remove_insns(env, i, 1);
18790                 if (err)
18791                         return err;
18792                 insn_cnt--;
18793                 i--;
18794         }
18795
18796         return 0;
18797 }
18798
18799 static int opt_subreg_zext_lo32_rnd_hi32(struct bpf_verifier_env *env,
18800                                          const union bpf_attr *attr)
18801 {
18802         struct bpf_insn *patch, zext_patch[2], rnd_hi32_patch[4];
18803         struct bpf_insn_aux_data *aux = env->insn_aux_data;
18804         int i, patch_len, delta = 0, len = env->prog->len;
18805         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
18806         struct bpf_prog *new_prog;
18807         bool rnd_hi32;
18808
18809         rnd_hi32 = attr->prog_flags & BPF_F_TEST_RND_HI32;
18810         zext_patch[1] = BPF_ZEXT_REG(0);
18811         rnd_hi32_patch[1] = BPF_ALU64_IMM(BPF_MOV, BPF_REG_AX, 0);
18812         rnd_hi32_patch[2] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_AX, 32);
18813         rnd_hi32_patch[3] = BPF_ALU64_REG(BPF_OR, 0, BPF_REG_AX);
18814         for (i = 0; i < len; i++) {
18815                 int adj_idx = i + delta;
18816                 struct bpf_insn insn;
18817                 int load_reg;
18818
18819                 insn = insns[adj_idx];
18820                 load_reg = insn_def_regno(&insn);
18821                 if (!aux[adj_idx].zext_dst) {
18822                         u8 code, class;
18823                         u32 imm_rnd;
18824
18825                         if (!rnd_hi32)
18826                                 continue;
18827
18828                         code = insn.code;
18829                         class = BPF_CLASS(code);
18830                         if (load_reg == -1)
18831                                 continue;
18832
18833                         /* NOTE: arg "reg" (the fourth one) is only used for
18834                          *       BPF_STX + SRC_OP, so it is safe to pass NULL
18835                          *       here.
18836                          */
18837                         if (is_reg64(env, &insn, load_reg, NULL, DST_OP)) {
18838                                 if (class == BPF_LD &&
18839                                     BPF_MODE(code) == BPF_IMM)
18840                                         i++;
18841                                 continue;
18842                         }
18843
18844                         /* ctx load could be transformed into wider load. */
18845                         if (class == BPF_LDX &&
18846                             aux[adj_idx].ptr_type == PTR_TO_CTX)
18847                                 continue;
18848
18849                         imm_rnd = get_random_u32();
18850                         rnd_hi32_patch[0] = insn;
18851                         rnd_hi32_patch[1].imm = imm_rnd;
18852                         rnd_hi32_patch[3].dst_reg = load_reg;
18853                         patch = rnd_hi32_patch;
18854                         patch_len = 4;
18855                         goto apply_patch_buffer;
18856                 }
18857
18858                 /* Add in an zero-extend instruction if a) the JIT has requested
18859                  * it or b) it's a CMPXCHG.
18860                  *
18861                  * The latter is because: BPF_CMPXCHG always loads a value into
18862                  * R0, therefore always zero-extends. However some archs'
18863                  * equivalent instruction only does this load when the
18864                  * comparison is successful. This detail of CMPXCHG is
18865                  * orthogonal to the general zero-extension behaviour of the
18866                  * CPU, so it's treated independently of bpf_jit_needs_zext.
18867                  */
18868                 if (!bpf_jit_needs_zext() && !is_cmpxchg_insn(&insn))
18869                         continue;
18870
18871                 /* Zero-extension is done by the caller. */
18872                 if (bpf_pseudo_kfunc_call(&insn))
18873                         continue;
18874
18875                 if (WARN_ON(load_reg == -1)) {
18876                         verbose(env, "verifier bug. zext_dst is set, but no reg is defined\n");
18877                         return -EFAULT;
18878                 }
18879
18880                 zext_patch[0] = insn;
18881                 zext_patch[1].dst_reg = load_reg;
18882                 zext_patch[1].src_reg = load_reg;
18883                 patch = zext_patch;
18884                 patch_len = 2;
18885 apply_patch_buffer:
18886                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, adj_idx, patch, patch_len);
18887                 if (!new_prog)
18888                         return -ENOMEM;
18889                 env->prog = new_prog;
18890                 insns = new_prog->insnsi;
18891                 aux = env->insn_aux_data;
18892                 delta += patch_len - 1;
18893         }
18894
18895         return 0;
18896 }
18897
18898 /* convert load instructions that access fields of a context type into a
18899  * sequence of instructions that access fields of the underlying structure:
18900  *     struct __sk_buff    -> struct sk_buff
18901  *     struct bpf_sock_ops -> struct sock
18902  */
18903 static int convert_ctx_accesses(struct bpf_verifier_env *env)
18904 {
18905         const struct bpf_verifier_ops *ops = env->ops;
18906         int i, cnt, size, ctx_field_size, delta = 0;
18907         const int insn_cnt = env->prog->len;
18908         struct bpf_insn insn_buf[16], *insn;
18909         u32 target_size, size_default, off;
18910         struct bpf_prog *new_prog;
18911         enum bpf_access_type type;
18912         bool is_narrower_load;
18913
18914         if (ops->gen_prologue || env->seen_direct_write) {
18915                 if (!ops->gen_prologue) {
18916                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
18917                         return -EINVAL;
18918                 }
18919                 cnt = ops->gen_prologue(insn_buf, env->seen_direct_write,
18920                                         env->prog);
18921                 if (cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
18922                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
18923                         return -EINVAL;
18924                 } else if (cnt) {
18925                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, 0, insn_buf, cnt);
18926                         if (!new_prog)
18927                                 return -ENOMEM;
18928
18929                         env->prog = new_prog;
18930                         delta += cnt - 1;
18931                 }
18932         }
18933
18934         if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux))
18935                 return 0;
18936
18937         insn = env->prog->insnsi + delta;
18938
18939         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
18940                 bpf_convert_ctx_access_t convert_ctx_access;
18941                 u8 mode;
18942
18943                 if (insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_B) ||
18944                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_H) ||
18945                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_W) ||
18946                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_DW) ||
18947                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEMSX | BPF_B) ||
18948                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEMSX | BPF_H) ||
18949                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEMSX | BPF_W)) {
18950                         type = BPF_READ;
18951                 } else if (insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_B) ||
18952                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_H) ||
18953                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_W) ||
18954                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_DW) ||
18955                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_B) ||
18956                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_H) ||
18957                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_W) ||
18958                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_DW)) {
18959                         type = BPF_WRITE;
18960                 } else {
18961                         continue;
18962                 }
18963
18964                 if (type == BPF_WRITE &&
18965                     env->insn_aux_data[i + delta].sanitize_stack_spill) {
18966                         struct bpf_insn patch[] = {
18967                                 *insn,
18968                                 BPF_ST_NOSPEC(),
18969                         };
18970
18971                         cnt = ARRAY_SIZE(patch);
18972                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, patch, cnt);
18973                         if (!new_prog)
18974                                 return -ENOMEM;
18975
18976                         delta    += cnt - 1;
18977                         env->prog = new_prog;
18978                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18979                         continue;
18980                 }
18981
18982                 switch ((int)env->insn_aux_data[i + delta].ptr_type) {
18983                 case PTR_TO_CTX:
18984                         if (!ops->convert_ctx_access)
18985                                 continue;
18986                         convert_ctx_access = ops->convert_ctx_access;
18987                         break;
18988                 case PTR_TO_SOCKET:
18989                 case PTR_TO_SOCK_COMMON:
18990                         convert_ctx_access = bpf_sock_convert_ctx_access;
18991                         break;
18992                 case PTR_TO_TCP_SOCK:
18993                         convert_ctx_access = bpf_tcp_sock_convert_ctx_access;
18994                         break;
18995                 case PTR_TO_XDP_SOCK:
18996                         convert_ctx_access = bpf_xdp_sock_convert_ctx_access;
18997                         break;
18998                 case PTR_TO_BTF_ID:
18999                 case PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED:
19000                 /* PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC always has a valid lifetime, unlike
19001                  * PTR_TO_BTF_ID, and an active ref_obj_id, but the same cannot
19002                  * be said once it is marked PTR_UNTRUSTED, hence we must handle
19003                  * any faults for loads into such types. BPF_WRITE is disallowed
19004                  * for this case.
19005                  */
19006                 case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | PTR_UNTRUSTED:
19007                         if (type == BPF_READ) {
19008                                 if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_MEM)
19009                                         insn->code = BPF_LDX | BPF_PROBE_MEM |
19010                                                      BPF_SIZE((insn)->code);
19011                                 else
19012                                         insn->code = BPF_LDX | BPF_PROBE_MEMSX |
19013                                                      BPF_SIZE((insn)->code);
19014                                 env->prog->aux->num_exentries++;
19015                         }
19016                         continue;
19017                 case PTR_TO_ARENA:
19018                         if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_MEMSX) {
19019                                 verbose(env, "sign extending loads from arena are not supported yet\n");
19020                                 return -EOPNOTSUPP;
19021                         }
19022                         insn->code = BPF_CLASS(insn->code) | BPF_PROBE_MEM32 | BPF_SIZE(insn->code);
19023                         env->prog->aux->num_exentries++;
19024                         continue;
19025                 default:
19026                         continue;
19027                 }
19028
19029                 ctx_field_size = env->insn_aux_data[i + delta].ctx_field_size;
19030                 size = BPF_LDST_BYTES(insn);
19031                 mode = BPF_MODE(insn->code);
19032
19033                 /* If the read access is a narrower load of the field,
19034                  * convert to a 4/8-byte load, to minimum program type specific
19035                  * convert_ctx_access changes. If conversion is successful,
19036                  * we will apply proper mask to the result.
19037                  */
19038                 is_narrower_load = size < ctx_field_size;
19039                 size_default = bpf_ctx_off_adjust_machine(ctx_field_size);
19040                 off = insn->off;
19041                 if (is_narrower_load) {
19042                         u8 size_code;
19043
19044                         if (type == BPF_WRITE) {
19045                                 verbose(env, "bpf verifier narrow ctx access misconfigured\n");
19046                                 return -EINVAL;
19047                         }
19048
19049                         size_code = BPF_H;
19050                         if (ctx_field_size == 4)
19051                                 size_code = BPF_W;
19052                         else if (ctx_field_size == 8)
19053                                 size_code = BPF_DW;
19054
19055                         insn->off = off & ~(size_default - 1);
19056                         insn->code = BPF_LDX | BPF_MEM | size_code;
19057                 }
19058
19059                 target_size = 0;
19060                 cnt = convert_ctx_access(type, insn, insn_buf, env->prog,
19061                                          &target_size);
19062                 if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf) ||
19063                     (ctx_field_size && !target_size)) {
19064                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
19065                         return -EINVAL;
19066                 }
19067
19068                 if (is_narrower_load && size < target_size) {
19069                         u8 shift = bpf_ctx_narrow_access_offset(
19070                                 off, size, size_default) * 8;
19071                         if (shift && cnt + 1 >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
19072                                 verbose(env, "bpf verifier narrow ctx load misconfigured\n");
19073                                 return -EINVAL;
19074                         }
19075                         if (ctx_field_size <= 4) {
19076                                 if (shift)
19077                                         insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_RSH,
19078                                                                         insn->dst_reg,
19079                                                                         shift);
19080                                 insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, insn->dst_reg,
19081                                                                 (1 << size * 8) - 1);
19082                         } else {
19083                                 if (shift)
19084                                         insn_buf[cnt++] = BPF_ALU64_IMM(BPF_RSH,
19085                                                                         insn->dst_reg,
19086                                                                         shift);
19087                                 insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, insn->dst_reg,
19088                                                                 (1ULL << size * 8) - 1);
19089                         }
19090                 }
19091                 if (mode == BPF_MEMSX)
19092                         insn_buf[cnt++] = BPF_RAW_INSN(BPF_ALU64 | BPF_MOV | BPF_X,
19093                                                        insn->dst_reg, insn->dst_reg,
19094                                                        size * 8, 0);
19095
19096                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
19097                 if (!new_prog)
19098                         return -ENOMEM;
19099
19100                 delta += cnt - 1;
19101
19102                 /* keep walking new program and skip insns we just inserted */
19103                 env->prog = new_prog;
19104                 insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
19105         }
19106
19107         return 0;
19108 }
19109
19110 static int jit_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
19111 {
19112         struct bpf_prog *prog = env->prog, **func, *tmp;
19113         int i, j, subprog_start, subprog_end = 0, len, subprog;
19114         struct bpf_map *map_ptr;
19115         struct bpf_insn *insn;
19116         void *old_bpf_func;
19117         int err, num_exentries;
19118
19119         if (env->subprog_cnt <= 1)
19120                 return 0;
19121
19122         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
19123                 if (!bpf_pseudo_func(insn) && !bpf_pseudo_call(insn))
19124                         continue;
19125
19126                 /* Upon error here we cannot fall back to interpreter but
19127                  * need a hard reject of the program. Thus -EFAULT is
19128                  * propagated in any case.
19129                  */
19130                 subprog = find_subprog(env, i + insn->imm + 1);
19131                 if (subprog < 0) {
19132                         WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
19133                                   i + insn->imm + 1);
19134                         return -EFAULT;
19135                 }
19136                 /* temporarily remember subprog id inside insn instead of
19137                  * aux_data, since next loop will split up all insns into funcs
19138                  */
19139                 insn->off = subprog;
19140                 /* remember original imm in case JIT fails and fallback
19141                  * to interpreter will be needed
19142                  */
19143                 env->insn_aux_data[i].call_imm = insn->imm;
19144                 /* point imm to __bpf_call_base+1 from JITs point of view */
19145                 insn->imm = 1;
19146                 if (bpf_pseudo_func(insn))
19147                         /* jit (e.g. x86_64) may emit fewer instructions
19148                          * if it learns a u32 imm is the same as a u64 imm.
19149                          * Force a non zero here.
19150                          */
19151                         insn[1].imm = 1;
19152         }
19153
19154         err = bpf_prog_alloc_jited_linfo(prog);
19155         if (err)
19156                 goto out_undo_insn;
19157
19158         err = -ENOMEM;
19159         func = kcalloc(env->subprog_cnt, sizeof(prog), GFP_KERNEL);
19160         if (!func)
19161                 goto out_undo_insn;
19162
19163         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
19164                 subprog_start = subprog_end;
19165                 subprog_end = env->subprog_info[i + 1].start;
19166
19167                 len = subprog_end - subprog_start;
19168                 /* bpf_prog_run() doesn't call subprogs directly,
19169                  * hence main prog stats include the runtime of subprogs.
19170                  * subprogs don't have IDs and not reachable via prog_get_next_id
19171                  * func[i]->stats will never be accessed and stays NULL
19172                  */
19173                 func[i] = bpf_prog_alloc_no_stats(bpf_prog_size(len), GFP_USER);
19174                 if (!func[i])
19175                         goto out_free;
19176                 memcpy(func[i]->insnsi, &prog->insnsi[subprog_start],
19177                        len * sizeof(struct bpf_insn));
19178                 func[i]->type = prog->type;
19179                 func[i]->len = len;
19180                 if (bpf_prog_calc_tag(func[i]))
19181                         goto out_free;
19182                 func[i]->is_func = 1;
19183                 func[i]->aux->func_idx = i;
19184                 /* Below members will be freed only at prog->aux */
19185                 func[i]->aux->btf = prog->aux->btf;
19186                 func[i]->aux->func_info = prog->aux->func_info;
19187                 func[i]->aux->func_info_cnt = prog->aux->func_info_cnt;
19188                 func[i]->aux->poke_tab = prog->aux->poke_tab;
19189                 func[i]->aux->size_poke_tab = prog->aux->size_poke_tab;
19190
19191                 for (j = 0; j < prog->aux->size_poke_tab; j++) {
19192                         struct bpf_jit_poke_descriptor *poke;
19193
19194                         poke = &prog->aux->poke_tab[j];
19195                         if (poke->insn_idx < subprog_end &&
19196                             poke->insn_idx >= subprog_start)
19197                                 poke->aux = func[i]->aux;
19198                 }
19199
19200                 func[i]->aux->name[0] = 'F';
19201                 func[i]->aux->stack_depth = env->subprog_info[i].stack_depth;
19202                 func[i]->jit_requested = 1;
19203                 func[i]->blinding_requested = prog->blinding_requested;
19204                 func[i]->aux->kfunc_tab = prog->aux->kfunc_tab;
19205                 func[i]->aux->kfunc_btf_tab = prog->aux->kfunc_btf_tab;
19206                 func[i]->aux->linfo = prog->aux->linfo;
19207                 func[i]->aux->nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
19208                 func[i]->aux->jited_linfo = prog->aux->jited_linfo;
19209                 func[i]->aux->linfo_idx = env->subprog_info[i].linfo_idx;
19210                 func[i]->aux->arena = prog->aux->arena;
19211                 num_exentries = 0;
19212                 insn = func[i]->insnsi;
19213                 for (j = 0; j < func[i]->len; j++, insn++) {
19214                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LDX &&
19215                             (BPF_MODE(insn->code) == BPF_PROBE_MEM ||
19216                              BPF_MODE(insn->code) == BPF_PROBE_MEM32 ||
19217                              BPF_MODE(insn->code) == BPF_PROBE_MEMSX))
19218                                 num_exentries++;
19219                         if ((BPF_CLASS(insn->code) == BPF_STX ||
19220                              BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ST) &&
19221                              BPF_MODE(insn->code) == BPF_PROBE_MEM32)
19222                                 num_exentries++;
19223                 }
19224                 func[i]->aux->num_exentries = num_exentries;
19225                 func[i]->aux->tail_call_reachable = env->subprog_info[i].tail_call_reachable;
19226                 func[i]->aux->exception_cb = env->subprog_info[i].is_exception_cb;
19227                 if (!i)
19228                         func[i]->aux->exception_boundary = env->seen_exception;
19229                 func[i] = bpf_int_jit_compile(func[i]);
19230                 if (!func[i]->jited) {
19231                         err = -ENOTSUPP;
19232                         goto out_free;
19233                 }
19234                 cond_resched();
19235         }
19236
19237         /* at this point all bpf functions were successfully JITed
19238          * now populate all bpf_calls with correct addresses and
19239          * run last pass of JIT
19240          */
19241         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
19242                 insn = func[i]->insnsi;
19243                 for (j = 0; j < func[i]->len; j++, insn++) {
19244                         if (bpf_pseudo_func(insn)) {
19245                                 subprog = insn->off;
19246                                 insn[0].imm = (u32)(long)func[subprog]->bpf_func;
19247                                 insn[1].imm = ((u64)(long)func[subprog]->bpf_func) >> 32;
19248                                 continue;
19249                         }
19250                         if (!bpf_pseudo_call(insn))
19251                                 continue;
19252                         subprog = insn->off;
19253                         insn->imm = BPF_CALL_IMM(func[subprog]->bpf_func);
19254                 }
19255
19256                 /* we use the aux data to keep a list of the start addresses
19257                  * of the JITed images for each function in the program
19258                  *
19259                  * for some architectures, such as powerpc64, the imm field
19260                  * might not be large enough to hold the offset of the start
19261                  * address of the callee's JITed image from __bpf_call_base
19262                  *
19263                  * in such cases, we can lookup the start address of a callee
19264                  * by using its subprog id, available from the off field of
19265                  * the call instruction, as an index for this list
19266                  */
19267                 func[i]->aux->func = func;
19268                 func[i]->aux->func_cnt = env->subprog_cnt - env->hidden_subprog_cnt;
19269                 func[i]->aux->real_func_cnt = env->subprog_cnt;
19270         }
19271         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
19272                 old_bpf_func = func[i]->bpf_func;
19273                 tmp = bpf_int_jit_compile(func[i]);
19274                 if (tmp != func[i] || func[i]->bpf_func != old_bpf_func) {
19275                         verbose(env, "JIT doesn't support bpf-to-bpf calls\n");
19276                         err = -ENOTSUPP;
19277                         goto out_free;
19278                 }
19279                 cond_resched();
19280         }
19281
19282         /* finally lock prog and jit images for all functions and
19283          * populate kallsysm. Begin at the first subprogram, since
19284          * bpf_prog_load will add the kallsyms for the main program.
19285          */
19286         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
19287                 bpf_prog_lock_ro(func[i]);
19288                 bpf_prog_kallsyms_add(func[i]);
19289         }
19290
19291         /* Last step: make now unused interpreter insns from main
19292          * prog consistent for later dump requests, so they can
19293          * later look the same as if they were interpreted only.
19294          */
19295         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
19296                 if (bpf_pseudo_func(insn)) {
19297                         insn[0].imm = env->insn_aux_data[i].call_imm;
19298                         insn[1].imm = insn->off;
19299                         insn->off = 0;
19300                         continue;
19301                 }
19302                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
19303                         continue;
19304                 insn->off = env->insn_aux_data[i].call_imm;
19305                 subprog = find_subprog(env, i + insn->off + 1);
19306                 insn->imm = subprog;
19307         }
19308
19309         prog->jited = 1;
19310         prog->bpf_func = func[0]->bpf_func;
19311         prog->jited_len = func[0]->jited_len;
19312         prog->aux->extable = func[0]->aux->extable;
19313         prog->aux->num_exentries = func[0]->aux->num_exentries;
19314         prog->aux->func = func;
19315         prog->aux->func_cnt = env->subprog_cnt - env->hidden_subprog_cnt;
19316         prog->aux->real_func_cnt = env->subprog_cnt;
19317         prog->aux->bpf_exception_cb = (void *)func[env->exception_callback_subprog]->bpf_func;
19318         prog->aux->exception_boundary = func[0]->aux->exception_boundary;
19319         bpf_prog_jit_attempt_done(prog);
19320         return 0;
19321 out_free:
19322         /* We failed JIT'ing, so at this point we need to unregister poke
19323          * descriptors from subprogs, so that kernel is not attempting to
19324          * patch it anymore as we're freeing the subprog JIT memory.
19325          */
19326         for (i = 0; i < prog->aux->size_poke_tab; i++) {
19327                 map_ptr = prog->aux->poke_tab[i].tail_call.map;
19328                 map_ptr->ops->map_poke_untrack(map_ptr, prog->aux);
19329         }
19330         /* At this point we're guaranteed that poke descriptors are not
19331          * live anymore. We can just unlink its descriptor table as it's
19332          * released with the main prog.
19333          */
19334         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
19335                 if (!func[i])
19336                         continue;
19337                 func[i]->aux->poke_tab = NULL;
19338                 bpf_jit_free(func[i]);
19339         }
19340         kfree(func);
19341 out_undo_insn:
19342         /* cleanup main prog to be interpreted */
19343         prog->jit_requested = 0;
19344         prog->blinding_requested = 0;
19345         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
19346                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
19347                         continue;
19348                 insn->off = 0;
19349                 insn->imm = env->insn_aux_data[i].call_imm;
19350         }
19351         bpf_prog_jit_attempt_done(prog);
19352         return err;
19353 }
19354
19355 static int fixup_call_args(struct bpf_verifier_env *env)
19356 {
19357 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
19358         struct bpf_prog *prog = env->prog;
19359         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
19360         bool has_kfunc_call = bpf_prog_has_kfunc_call(prog);
19361         int i, depth;
19362 #endif
19363         int err = 0;
19364
19365         if (env->prog->jit_requested &&
19366             !bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux)) {
19367                 err = jit_subprogs(env);
19368                 if (err == 0)
19369                         return 0;
19370                 if (err == -EFAULT)
19371                         return err;
19372         }
19373 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
19374         if (has_kfunc_call) {
19375                 verbose(env, "calling kernel functions are not allowed in non-JITed programs\n");
19376                 return -EINVAL;
19377         }
19378         if (env->subprog_cnt > 1 && env->prog->aux->tail_call_reachable) {
19379                 /* When JIT fails the progs with bpf2bpf calls and tail_calls
19380                  * have to be rejected, since interpreter doesn't support them yet.
19381                  */
19382                 verbose(env, "tail_calls are not allowed in non-JITed programs with bpf-to-bpf calls\n");
19383                 return -EINVAL;
19384         }
19385         for (i = 0; i < prog->len; i++, insn++) {
19386                 if (bpf_pseudo_func(insn)) {
19387                         /* When JIT fails the progs with callback calls
19388                          * have to be rejected, since interpreter doesn't support them yet.
19389                          */
19390                         verbose(env, "callbacks are not allowed in non-JITed programs\n");
19391                         return -EINVAL;
19392                 }
19393
19394                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
19395                         continue;
19396                 depth = get_callee_stack_depth(env, insn, i);
19397                 if (depth < 0)
19398                         return depth;
19399                 bpf_patch_call_args(insn, depth);
19400         }
19401         err = 0;
19402 #endif
19403         return err;
19404 }
19405
19406 /* replace a generic kfunc with a specialized version if necessary */
19407 static void specialize_kfunc(struct bpf_verifier_env *env,
19408                              u32 func_id, u16 offset, unsigned long *addr)
19409 {
19410         struct bpf_prog *prog = env->prog;
19411         bool seen_direct_write;
19412         void *xdp_kfunc;
19413         bool is_rdonly;
19414
19415         if (bpf_dev_bound_kfunc_id(func_id)) {
19416                 xdp_kfunc = bpf_dev_bound_resolve_kfunc(prog, func_id);
19417                 if (xdp_kfunc) {
19418                         *addr = (unsigned long)xdp_kfunc;
19419                         return;
19420                 }
19421                 /* fallback to default kfunc when not supported by netdev */
19422         }
19423
19424         if (offset)
19425                 return;
19426
19427         if (func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_from_skb]) {
19428                 seen_direct_write = env->seen_direct_write;
19429                 is_rdonly = !may_access_direct_pkt_data(env, NULL, BPF_WRITE);
19430
19431                 if (is_rdonly)
19432                         *addr = (unsigned long)bpf_dynptr_from_skb_rdonly;
19433
19434                 /* restore env->seen_direct_write to its original value, since
19435                  * may_access_direct_pkt_data mutates it
19436                  */
19437                 env->seen_direct_write = seen_direct_write;
19438         }
19439 }
19440
19441 static void __fixup_collection_insert_kfunc(struct bpf_insn_aux_data *insn_aux,
19442                                             u16 struct_meta_reg,
19443                                             u16 node_offset_reg,
19444                                             struct bpf_insn *insn,
19445                                             struct bpf_insn *insn_buf,
19446                                             int *cnt)
19447 {
19448         struct btf_struct_meta *kptr_struct_meta = insn_aux->kptr_struct_meta;
19449         struct bpf_insn addr[2] = { BPF_LD_IMM64(struct_meta_reg, (long)kptr_struct_meta) };
19450
19451         insn_buf[0] = addr[0];
19452         insn_buf[1] = addr[1];
19453         insn_buf[2] = BPF_MOV64_IMM(node_offset_reg, insn_aux->insert_off);
19454         insn_buf[3] = *insn;
19455         *cnt = 4;
19456 }
19457
19458 static int fixup_kfunc_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
19459                             struct bpf_insn *insn_buf, int insn_idx, int *cnt)
19460 {
19461         const struct bpf_kfunc_desc *desc;
19462
19463         if (!insn->imm) {
19464                 verbose(env, "invalid kernel function call not eliminated in verifier pass\n");
19465                 return -EINVAL;
19466         }
19467
19468         *cnt = 0;
19469
19470         /* insn->imm has the btf func_id. Replace it with an offset relative to
19471          * __bpf_call_base, unless the JIT needs to call functions that are
19472          * further than 32 bits away (bpf_jit_supports_far_kfunc_call()).
19473          */
19474         desc = find_kfunc_desc(env->prog, insn->imm, insn->off);
19475         if (!desc) {
19476                 verbose(env, "verifier internal error: kernel function descriptor not found for func_id %u\n",
19477                         insn->imm);
19478                 return -EFAULT;
19479         }
19480
19481         if (!bpf_jit_supports_far_kfunc_call())
19482                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(desc->addr);
19483         if (insn->off)
19484                 return 0;
19485         if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_new_impl] ||
19486             desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_percpu_obj_new_impl]) {
19487                 struct btf_struct_meta *kptr_struct_meta = env->insn_aux_data[insn_idx].kptr_struct_meta;
19488                 struct bpf_insn addr[2] = { BPF_LD_IMM64(BPF_REG_2, (long)kptr_struct_meta) };
19489                 u64 obj_new_size = env->insn_aux_data[insn_idx].obj_new_size;
19490
19491                 if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_percpu_obj_new_impl] && kptr_struct_meta) {
19492                         verbose(env, "verifier internal error: NULL kptr_struct_meta expected at insn_idx %d\n",
19493                                 insn_idx);
19494                         return -EFAULT;
19495                 }
19496
19497                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_1, obj_new_size);
19498                 insn_buf[1] = addr[0];
19499                 insn_buf[2] = addr[1];
19500                 insn_buf[3] = *insn;
19501                 *cnt = 4;
19502         } else if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_drop_impl] ||
19503                    desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_percpu_obj_drop_impl] ||
19504                    desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl]) {
19505                 struct btf_struct_meta *kptr_struct_meta = env->insn_aux_data[insn_idx].kptr_struct_meta;
19506                 struct bpf_insn addr[2] = { BPF_LD_IMM64(BPF_REG_2, (long)kptr_struct_meta) };
19507
19508                 if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_percpu_obj_drop_impl] && kptr_struct_meta) {
19509                         verbose(env, "verifier internal error: NULL kptr_struct_meta expected at insn_idx %d\n",
19510                                 insn_idx);
19511                         return -EFAULT;
19512                 }
19513
19514                 if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl] &&
19515                     !kptr_struct_meta) {
19516                         verbose(env, "verifier internal error: kptr_struct_meta expected at insn_idx %d\n",
19517                                 insn_idx);
19518                         return -EFAULT;
19519                 }
19520
19521                 insn_buf[0] = addr[0];
19522                 insn_buf[1] = addr[1];
19523                 insn_buf[2] = *insn;
19524                 *cnt = 3;
19525         } else if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_back_impl] ||
19526                    desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_front_impl] ||
19527                    desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl]) {
19528                 struct btf_struct_meta *kptr_struct_meta = env->insn_aux_data[insn_idx].kptr_struct_meta;
19529                 int struct_meta_reg = BPF_REG_3;
19530                 int node_offset_reg = BPF_REG_4;
19531
19532                 /* rbtree_add has extra 'less' arg, so args-to-fixup are in diff regs */
19533                 if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl]) {
19534                         struct_meta_reg = BPF_REG_4;
19535                         node_offset_reg = BPF_REG_5;
19536                 }
19537
19538                 if (!kptr_struct_meta) {
19539                         verbose(env, "verifier internal error: kptr_struct_meta expected at insn_idx %d\n",
19540                                 insn_idx);
19541                         return -EFAULT;
19542                 }
19543
19544                 __fixup_collection_insert_kfunc(&env->insn_aux_data[insn_idx], struct_meta_reg,
19545                                                 node_offset_reg, insn, insn_buf, cnt);
19546         } else if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_cast_to_kern_ctx] ||
19547                    desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rdonly_cast]) {
19548                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_REG(BPF_REG_0, BPF_REG_1);
19549                 *cnt = 1;
19550         }
19551         return 0;
19552 }
19553
19554 /* The function requires that first instruction in 'patch' is insnsi[prog->len - 1] */
19555 static int add_hidden_subprog(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *patch, int len)
19556 {
19557         struct bpf_subprog_info *info = env->subprog_info;
19558         int cnt = env->subprog_cnt;
19559         struct bpf_prog *prog;
19560
19561         /* We only reserve one slot for hidden subprogs in subprog_info. */
19562         if (env->hidden_subprog_cnt) {
19563                 verbose(env, "verifier internal error: only one hidden subprog supported\n");
19564                 return -EFAULT;
19565         }
19566         /* We're not patching any existing instruction, just appending the new
19567          * ones for the hidden subprog. Hence all of the adjustment operations
19568          * in bpf_patch_insn_data are no-ops.
19569          */
19570         prog = bpf_patch_insn_data(env, env->prog->len - 1, patch, len);
19571         if (!prog)
19572                 return -ENOMEM;
19573         env->prog = prog;
19574         info[cnt + 1].start = info[cnt].start;
19575         info[cnt].start = prog->len - len + 1;
19576         env->subprog_cnt++;
19577         env->hidden_subprog_cnt++;
19578         return 0;
19579 }
19580
19581 /* Do various post-verification rewrites in a single program pass.
19582  * These rewrites simplify JIT and interpreter implementations.
19583  */
19584 static int do_misc_fixups(struct bpf_verifier_env *env)
19585 {
19586         struct bpf_prog *prog = env->prog;
19587         enum bpf_attach_type eatype = prog->expected_attach_type;
19588         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(prog);
19589         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
19590         const struct bpf_func_proto *fn;
19591         const int insn_cnt = prog->len;
19592         const struct bpf_map_ops *ops;
19593         struct bpf_insn_aux_data *aux;
19594         struct bpf_insn insn_buf[16];
19595         struct bpf_prog *new_prog;
19596         struct bpf_map *map_ptr;
19597         int i, ret, cnt, delta = 0, cur_subprog = 0;
19598         struct bpf_subprog_info *subprogs = env->subprog_info;
19599         u16 stack_depth = subprogs[cur_subprog].stack_depth;
19600         u16 stack_depth_extra = 0;
19601
19602         if (env->seen_exception && !env->exception_callback_subprog) {
19603                 struct bpf_insn patch[] = {
19604                         env->prog->insnsi[insn_cnt - 1],
19605                         BPF_MOV64_REG(BPF_REG_0, BPF_REG_1),
19606                         BPF_EXIT_INSN(),
19607                 };
19608
19609                 ret = add_hidden_subprog(env, patch, ARRAY_SIZE(patch));
19610                 if (ret < 0)
19611                         return ret;
19612                 prog = env->prog;
19613                 insn = prog->insnsi;
19614
19615                 env->exception_callback_subprog = env->subprog_cnt - 1;
19616                 /* Don't update insn_cnt, as add_hidden_subprog always appends insns */
19617                 mark_subprog_exc_cb(env, env->exception_callback_subprog);
19618         }
19619
19620         for (i = 0; i < insn_cnt;) {
19621                 if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_MOV | BPF_X) && insn->imm) {
19622                         if ((insn->off == BPF_ADDR_SPACE_CAST && insn->imm == 1) ||
19623                             (((struct bpf_map *)env->prog->aux->arena)->map_flags & BPF_F_NO_USER_CONV)) {
19624                                 /* convert to 32-bit mov that clears upper 32-bit */
19625                                 insn->code = BPF_ALU | BPF_MOV | BPF_X;
19626                                 /* clear off and imm, so it's a normal 'wX = wY' from JIT pov */
19627                                 insn->off = 0;
19628                                 insn->imm = 0;
19629                         } /* cast from as(0) to as(1) should be handled by JIT */
19630                         goto next_insn;
19631                 }
19632
19633                 if (env->insn_aux_data[i + delta].needs_zext)
19634                         /* Convert BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64 to 32-bit ALU */
19635                         insn->code = BPF_ALU | BPF_OP(insn->code) | BPF_SRC(insn->code);
19636
19637                 /* Make divide-by-zero exceptions impossible. */
19638                 if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_MOD | BPF_X) ||
19639                     insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_X) ||
19640                     insn->code == (BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_X) ||
19641                     insn->code == (BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_X)) {
19642                         bool is64 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64;
19643                         bool isdiv = BPF_OP(insn->code) == BPF_DIV;
19644                         struct bpf_insn *patchlet;
19645                         struct bpf_insn chk_and_div[] = {
19646                                 /* [R,W]x div 0 -> 0 */
19647                                 BPF_RAW_INSN((is64 ? BPF_JMP : BPF_JMP32) |
19648                                              BPF_JNE | BPF_K, insn->src_reg,
19649                                              0, 2, 0),
19650                                 BPF_ALU32_REG(BPF_XOR, insn->dst_reg, insn->dst_reg),
19651                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1),
19652                                 *insn,
19653                         };
19654                         struct bpf_insn chk_and_mod[] = {
19655                                 /* [R,W]x mod 0 -> [R,W]x */
19656                                 BPF_RAW_INSN((is64 ? BPF_JMP : BPF_JMP32) |
19657                                              BPF_JEQ | BPF_K, insn->src_reg,
19658                                              0, 1 + (is64 ? 0 : 1), 0),
19659                                 *insn,
19660                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1),
19661                                 BPF_MOV32_REG(insn->dst_reg, insn->dst_reg),
19662                         };
19663
19664                         patchlet = isdiv ? chk_and_div : chk_and_mod;
19665                         cnt = isdiv ? ARRAY_SIZE(chk_and_div) :
19666                                       ARRAY_SIZE(chk_and_mod) - (is64 ? 2 : 0);
19667
19668                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, patchlet, cnt);
19669                         if (!new_prog)
19670                                 return -ENOMEM;
19671
19672                         delta    += cnt - 1;
19673                         env->prog = prog = new_prog;
19674                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
19675                         goto next_insn;
19676                 }
19677
19678                 /* Make it impossible to de-reference a userspace address */
19679                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LDX &&
19680                     (BPF_MODE(insn->code) == BPF_PROBE_MEM ||
19681                      BPF_MODE(insn->code) == BPF_PROBE_MEMSX)) {
19682                         struct bpf_insn *patch = &insn_buf[0];
19683                         u64 uaddress_limit = bpf_arch_uaddress_limit();
19684
19685                         if (!uaddress_limit)
19686                                 goto next_insn;
19687
19688                         *patch++ = BPF_MOV64_REG(BPF_REG_AX, insn->src_reg);
19689                         if (insn->off)
19690                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, BPF_REG_AX, insn->off);
19691                         *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_RSH, BPF_REG_AX, 32);
19692                         *patch++ = BPF_JMP_IMM(BPF_JLE, BPF_REG_AX, uaddress_limit >> 32, 2);
19693                         *patch++ = *insn;
19694                         *patch++ = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1);
19695                         *patch++ = BPF_MOV64_IMM(insn->dst_reg, 0);
19696
19697                         cnt = patch - insn_buf;
19698                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
19699                         if (!new_prog)
19700                                 return -ENOMEM;
19701
19702                         delta    += cnt - 1;
19703                         env->prog = prog = new_prog;
19704                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
19705                         goto next_insn;
19706                 }
19707
19708                 /* Implement LD_ABS and LD_IND with a rewrite, if supported by the program type. */
19709                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LD &&
19710                     (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ABS ||
19711                      BPF_MODE(insn->code) == BPF_IND)) {
19712                         cnt = env->ops->gen_ld_abs(insn, insn_buf);
19713                         if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
19714                                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
19715                                 return -EINVAL;
19716                         }
19717
19718                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
19719                         if (!new_prog)
19720                                 return -ENOMEM;
19721
19722                         delta    += cnt - 1;
19723                         env->prog = prog = new_prog;
19724                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
19725                         goto next_insn;
19726                 }
19727
19728                 /* Rewrite pointer arithmetic to mitigate speculation attacks. */
19729                 if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X) ||
19730                     insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X)) {
19731                         const u8 code_add = BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X;
19732                         const u8 code_sub = BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X;
19733                         struct bpf_insn *patch = &insn_buf[0];
19734                         bool issrc, isneg, isimm;
19735                         u32 off_reg;
19736
19737                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
19738                         if (!aux->alu_state ||
19739                             aux->alu_state == BPF_ALU_NON_POINTER)
19740                                 goto next_insn;
19741
19742                         isneg = aux->alu_state & BPF_ALU_NEG_VALUE;
19743                         issrc = (aux->alu_state & BPF_ALU_SANITIZE) ==
19744                                 BPF_ALU_SANITIZE_SRC;
19745                         isimm = aux->alu_state & BPF_ALU_IMMEDIATE;
19746
19747                         off_reg = issrc ? insn->src_reg : insn->dst_reg;
19748                         if (isimm) {
19749                                 *patch++ = BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_AX, aux->alu_limit);
19750                         } else {
19751                                 if (isneg)
19752                                         *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MUL, off_reg, -1);
19753                                 *patch++ = BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_AX, aux->alu_limit);
19754                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_SUB, BPF_REG_AX, off_reg);
19755                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_OR, BPF_REG_AX, off_reg);
19756                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_NEG, BPF_REG_AX, 0);
19757                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_ARSH, BPF_REG_AX, 63);
19758                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_AND, BPF_REG_AX, off_reg);
19759                         }
19760                         if (!issrc)
19761                                 *patch++ = BPF_MOV64_REG(insn->dst_reg, insn->src_reg);
19762                         insn->src_reg = BPF_REG_AX;
19763                         if (isneg)
19764                                 insn->code = insn->code == code_add ?
19765                                              code_sub : code_add;
19766                         *patch++ = *insn;
19767                         if (issrc && isneg && !isimm)
19768                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MUL, off_reg, -1);
19769                         cnt = patch - insn_buf;
19770
19771                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
19772                         if (!new_prog)
19773                                 return -ENOMEM;
19774
19775                         delta    += cnt - 1;
19776                         env->prog = prog = new_prog;
19777                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
19778                         goto next_insn;
19779                 }
19780
19781                 if (is_may_goto_insn(insn)) {
19782                         int stack_off = -stack_depth - 8;
19783
19784                         stack_depth_extra = 8;
19785                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_AX, BPF_REG_10, stack_off);
19786                         insn_buf[1] = BPF_JMP_IMM(BPF_JEQ, BPF_REG_AX, 0, insn->off + 2);
19787                         insn_buf[2] = BPF_ALU64_IMM(BPF_SUB, BPF_REG_AX, 1);
19788                         insn_buf[3] = BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_10, BPF_REG_AX, stack_off);
19789                         cnt = 4;
19790
19791                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
19792                         if (!new_prog)
19793                                 return -ENOMEM;
19794
19795                         delta += cnt - 1;
19796                         env->prog = prog = new_prog;
19797                         insn = new_prog->insnsi + i + delta;
19798                         goto next_insn;
19799                 }
19800
19801                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL))
19802                         goto next_insn;
19803                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
19804                         goto next_insn;
19805                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL) {
19806                         ret = fixup_kfunc_call(env, insn, insn_buf, i + delta, &cnt);
19807                         if (ret)
19808                                 return ret;
19809                         if (cnt == 0)
19810                                 goto next_insn;
19811
19812                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
19813                         if (!new_prog)
19814                                 return -ENOMEM;
19815
19816                         delta    += cnt - 1;
19817                         env->prog = prog = new_prog;
19818                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
19819                         goto next_insn;
19820                 }
19821
19822                 if (insn->imm == BPF_FUNC_get_route_realm)
19823                         prog->dst_needed = 1;
19824                 if (insn->imm == BPF_FUNC_get_prandom_u32)
19825                         bpf_user_rnd_init_once();
19826                 if (insn->imm == BPF_FUNC_override_return)
19827                         prog->kprobe_override = 1;
19828                 if (insn->imm == BPF_FUNC_tail_call) {
19829                         /* If we tail call into other programs, we
19830                          * cannot make any assumptions since they can
19831                          * be replaced dynamically during runtime in
19832                          * the program array.
19833                          */
19834                         prog->cb_access = 1;
19835                         if (!allow_tail_call_in_subprogs(env))
19836                                 prog->aux->stack_depth = MAX_BPF_STACK;
19837                         prog->aux->max_pkt_offset = MAX_PACKET_OFF;
19838
19839                         /* mark bpf_tail_call as different opcode to avoid
19840                          * conditional branch in the interpreter for every normal
19841                          * call and to prevent accidental JITing by JIT compiler
19842                          * that doesn't support bpf_tail_call yet
19843                          */
19844                         insn->imm = 0;
19845                         insn->code = BPF_JMP | BPF_TAIL_CALL;
19846
19847                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
19848                         if (env->bpf_capable && !prog->blinding_requested &&
19849                             prog->jit_requested &&
19850                             !bpf_map_key_poisoned(aux) &&
19851                             !bpf_map_ptr_poisoned(aux) &&
19852                             !bpf_map_ptr_unpriv(aux)) {
19853                                 struct bpf_jit_poke_descriptor desc = {
19854                                         .reason = BPF_POKE_REASON_TAIL_CALL,
19855                                         .tail_call.map = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state),
19856                                         .tail_call.key = bpf_map_key_immediate(aux),
19857                                         .insn_idx = i + delta,
19858                                 };
19859
19860                                 ret = bpf_jit_add_poke_descriptor(prog, &desc);
19861                                 if (ret < 0) {
19862                                         verbose(env, "adding tail call poke descriptor failed\n");
19863                                         return ret;
19864                                 }
19865
19866                                 insn->imm = ret + 1;
19867                                 goto next_insn;
19868                         }
19869
19870                         if (!bpf_map_ptr_unpriv(aux))
19871                                 goto next_insn;
19872
19873                         /* instead of changing every JIT dealing with tail_call
19874                          * emit two extra insns:
19875                          * if (index >= max_entries) goto out;
19876                          * index &= array->index_mask;
19877                          * to avoid out-of-bounds cpu speculation
19878                          */
19879                         if (bpf_map_ptr_poisoned(aux)) {
19880                                 verbose(env, "tail_call abusing map_ptr\n");
19881                                 return -EINVAL;
19882                         }
19883
19884                         map_ptr = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state);
19885                         insn_buf[0] = BPF_JMP_IMM(BPF_JGE, BPF_REG_3,
19886                                                   map_ptr->max_entries, 2);
19887                         insn_buf[1] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, BPF_REG_3,
19888                                                     container_of(map_ptr,
19889                                                                  struct bpf_array,
19890                                                                  map)->index_mask);
19891                         insn_buf[2] = *insn;
19892                         cnt = 3;
19893                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
19894                         if (!new_prog)
19895                                 return -ENOMEM;
19896
19897                         delta    += cnt - 1;
19898                         env->prog = prog = new_prog;
19899                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
19900                         goto next_insn;
19901                 }
19902
19903                 if (insn->imm == BPF_FUNC_timer_set_callback) {
19904                         /* The verifier will process callback_fn as many times as necessary
19905                          * with different maps and the register states prepared by
19906                          * set_timer_callback_state will be accurate.
19907                          *
19908                          * The following use case is valid:
19909                          *   map1 is shared by prog1, prog2, prog3.
19910                          *   prog1 calls bpf_timer_init for some map1 elements
19911                          *   prog2 calls bpf_timer_set_callback for some map1 elements.
19912                          *     Those that were not bpf_timer_init-ed will return -EINVAL.
19913                          *   prog3 calls bpf_timer_start for some map1 elements.
19914                          *     Those that were not both bpf_timer_init-ed and
19915                          *     bpf_timer_set_callback-ed will return -EINVAL.
19916                          */
19917                         struct bpf_insn ld_addrs[2] = {
19918                                 BPF_LD_IMM64(BPF_REG_3, (long)prog->aux),
19919                         };
19920
19921                         insn_buf[0] = ld_addrs[0];
19922                         insn_buf[1] = ld_addrs[1];
19923                         insn_buf[2] = *insn;
19924                         cnt = 3;
19925
19926                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
19927                         if (!new_prog)
19928                                 return -ENOMEM;
19929
19930                         delta    += cnt - 1;
19931                         env->prog = prog = new_prog;
19932                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
19933                         goto patch_call_imm;
19934                 }
19935
19936                 if (is_storage_get_function(insn->imm)) {
19937                         if (!in_sleepable(env) ||
19938                             env->insn_aux_data[i + delta].storage_get_func_atomic)
19939                                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_5, (__force __s32)GFP_ATOMIC);
19940                         else
19941                                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_5, (__force __s32)GFP_KERNEL);
19942                         insn_buf[1] = *insn;
19943                         cnt = 2;
19944
19945                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
19946                         if (!new_prog)
19947                                 return -ENOMEM;
19948
19949                         delta += cnt - 1;
19950                         env->prog = prog = new_prog;
19951                         insn = new_prog->insnsi + i + delta;
19952                         goto patch_call_imm;
19953                 }
19954
19955                 /* bpf_per_cpu_ptr() and bpf_this_cpu_ptr() */
19956                 if (env->insn_aux_data[i + delta].call_with_percpu_alloc_ptr) {
19957                         /* patch with 'r1 = *(u64 *)(r1 + 0)' since for percpu data,
19958                          * bpf_mem_alloc() returns a ptr to the percpu data ptr.
19959                          */
19960                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_1, BPF_REG_1, 0);
19961                         insn_buf[1] = *insn;
19962                         cnt = 2;
19963
19964                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
19965                         if (!new_prog)
19966                                 return -ENOMEM;
19967
19968                         delta += cnt - 1;
19969                         env->prog = prog = new_prog;
19970                         insn = new_prog->insnsi + i + delta;
19971                         goto patch_call_imm;
19972                 }
19973
19974                 /* BPF_EMIT_CALL() assumptions in some of the map_gen_lookup
19975                  * and other inlining handlers are currently limited to 64 bit
19976                  * only.
19977                  */
19978                 if (prog->jit_requested && BITS_PER_LONG == 64 &&
19979                     (insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_elem ||
19980                      insn->imm == BPF_FUNC_map_update_elem ||
19981                      insn->imm == BPF_FUNC_map_delete_elem ||
19982                      insn->imm == BPF_FUNC_map_push_elem   ||
19983                      insn->imm == BPF_FUNC_map_pop_elem    ||
19984                      insn->imm == BPF_FUNC_map_peek_elem   ||
19985                      insn->imm == BPF_FUNC_redirect_map    ||
19986                      insn->imm == BPF_FUNC_for_each_map_elem ||
19987                      insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem)) {
19988                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
19989                         if (bpf_map_ptr_poisoned(aux))
19990                                 goto patch_call_imm;
19991
19992                         map_ptr = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state);
19993                         ops = map_ptr->ops;
19994                         if (insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
19995                             ops->map_gen_lookup) {
19996                                 cnt = ops->map_gen_lookup(map_ptr, insn_buf);
19997                                 if (cnt == -EOPNOTSUPP)
19998                                         goto patch_map_ops_generic;
19999                                 if (cnt <= 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
20000                                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
20001                                         return -EINVAL;
20002                                 }
20003
20004                                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta,
20005                                                                insn_buf, cnt);
20006                                 if (!new_prog)
20007                                         return -ENOMEM;
20008
20009                                 delta    += cnt - 1;
20010                                 env->prog = prog = new_prog;
20011                                 insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
20012                                 goto next_insn;
20013                         }
20014
20015                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_lookup_elem,
20016                                      (void *(*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
20017                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_delete_elem,
20018                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
20019                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_update_elem,
20020                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
20021                                               u64 flags))NULL));
20022                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_push_elem,
20023                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *value,
20024                                               u64 flags))NULL));
20025                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_pop_elem,
20026                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *value))NULL));
20027                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_peek_elem,
20028                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *value))NULL));
20029                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_redirect,
20030                                      (long (*)(struct bpf_map *map, u64 index, u64 flags))NULL));
20031                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_for_each_callback,
20032                                      (long (*)(struct bpf_map *map,
20033                                               bpf_callback_t callback_fn,
20034                                               void *callback_ctx,
20035                                               u64 flags))NULL));
20036                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_lookup_percpu_elem,
20037                                      (void *(*)(struct bpf_map *map, void *key, u32 cpu))NULL));
20038
20039 patch_map_ops_generic:
20040                         switch (insn->imm) {
20041                         case BPF_FUNC_map_lookup_elem:
20042                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_lookup_elem);
20043                                 goto next_insn;
20044                         case BPF_FUNC_map_update_elem:
20045                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_update_elem);
20046                                 goto next_insn;
20047                         case BPF_FUNC_map_delete_elem:
20048                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_delete_elem);
20049                                 goto next_insn;
20050                         case BPF_FUNC_map_push_elem:
20051                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_push_elem);
20052                                 goto next_insn;
20053                         case BPF_FUNC_map_pop_elem:
20054                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_pop_elem);
20055                                 goto next_insn;
20056                         case BPF_FUNC_map_peek_elem:
20057                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_peek_elem);
20058                                 goto next_insn;
20059                         case BPF_FUNC_redirect_map:
20060                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_redirect);
20061                                 goto next_insn;
20062                         case BPF_FUNC_for_each_map_elem:
20063                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_for_each_callback);
20064                                 goto next_insn;
20065                         case BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem:
20066                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_lookup_percpu_elem);
20067                                 goto next_insn;
20068                         }
20069
20070                         goto patch_call_imm;
20071                 }
20072
20073                 /* Implement bpf_jiffies64 inline. */
20074                 if (prog->jit_requested && BITS_PER_LONG == 64 &&
20075                     insn->imm == BPF_FUNC_jiffies64) {
20076                         struct bpf_insn ld_jiffies_addr[2] = {
20077                                 BPF_LD_IMM64(BPF_REG_0,
20078                                              (unsigned long)&jiffies),
20079                         };
20080
20081                         insn_buf[0] = ld_jiffies_addr[0];
20082                         insn_buf[1] = ld_jiffies_addr[1];
20083                         insn_buf[2] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0,
20084                                                   BPF_REG_0, 0);
20085                         cnt = 3;
20086
20087                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf,
20088                                                        cnt);
20089                         if (!new_prog)
20090                                 return -ENOMEM;
20091
20092                         delta    += cnt - 1;
20093                         env->prog = prog = new_prog;
20094                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
20095                         goto next_insn;
20096                 }
20097
20098                 /* Implement bpf_get_func_arg inline. */
20099                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
20100                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_arg) {
20101                         /* Load nr_args from ctx - 8 */
20102                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -8);
20103                         insn_buf[1] = BPF_JMP32_REG(BPF_JGE, BPF_REG_2, BPF_REG_0, 6);
20104                         insn_buf[2] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_2, 3);
20105                         insn_buf[3] = BPF_ALU64_REG(BPF_ADD, BPF_REG_2, BPF_REG_1);
20106                         insn_buf[4] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_2, 0);
20107                         insn_buf[5] = BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_3, BPF_REG_0, 0);
20108                         insn_buf[6] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, 0);
20109                         insn_buf[7] = BPF_JMP_A(1);
20110                         insn_buf[8] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, -EINVAL);
20111                         cnt = 9;
20112
20113                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
20114                         if (!new_prog)
20115                                 return -ENOMEM;
20116
20117                         delta    += cnt - 1;
20118                         env->prog = prog = new_prog;
20119                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
20120                         goto next_insn;
20121                 }
20122
20123                 /* Implement bpf_get_func_ret inline. */
20124                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
20125                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_ret) {
20126                         if (eatype == BPF_TRACE_FEXIT ||
20127                             eatype == BPF_MODIFY_RETURN) {
20128                                 /* Load nr_args from ctx - 8 */
20129                                 insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -8);
20130                                 insn_buf[1] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_0, 3);
20131                                 insn_buf[2] = BPF_ALU64_REG(BPF_ADD, BPF_REG_0, BPF_REG_1);
20132                                 insn_buf[3] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_3, BPF_REG_0, 0);
20133                                 insn_buf[4] = BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_2, BPF_REG_3, 0);
20134                                 insn_buf[5] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, 0);
20135                                 cnt = 6;
20136                         } else {
20137                                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, -EOPNOTSUPP);
20138                                 cnt = 1;
20139                         }
20140
20141                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
20142                         if (!new_prog)
20143                                 return -ENOMEM;
20144
20145                         delta    += cnt - 1;
20146                         env->prog = prog = new_prog;
20147                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
20148                         goto next_insn;
20149                 }
20150
20151                 /* Implement get_func_arg_cnt inline. */
20152                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
20153                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_arg_cnt) {
20154                         /* Load nr_args from ctx - 8 */
20155                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -8);
20156
20157                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, 1);
20158                         if (!new_prog)
20159                                 return -ENOMEM;
20160
20161                         env->prog = prog = new_prog;
20162                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
20163                         goto next_insn;
20164                 }
20165
20166                 /* Implement bpf_get_func_ip inline. */
20167                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
20168                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_ip) {
20169                         /* Load IP address from ctx - 16 */
20170                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -16);
20171
20172                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, 1);
20173                         if (!new_prog)
20174                                 return -ENOMEM;
20175
20176                         env->prog = prog = new_prog;
20177                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
20178                         goto next_insn;
20179                 }
20180
20181                 /* Implement bpf_kptr_xchg inline */
20182                 if (prog->jit_requested && BITS_PER_LONG == 64 &&
20183                     insn->imm == BPF_FUNC_kptr_xchg &&
20184                     bpf_jit_supports_ptr_xchg()) {
20185                         insn_buf[0] = BPF_MOV64_REG(BPF_REG_0, BPF_REG_2);
20186                         insn_buf[1] = BPF_ATOMIC_OP(BPF_DW, BPF_XCHG, BPF_REG_1, BPF_REG_0, 0);
20187                         cnt = 2;
20188
20189                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
20190                         if (!new_prog)
20191                                 return -ENOMEM;
20192
20193                         delta    += cnt - 1;
20194                         env->prog = prog = new_prog;
20195                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
20196                         goto next_insn;
20197                 }
20198 patch_call_imm:
20199                 fn = env->ops->get_func_proto(insn->imm, env->prog);
20200                 /* all functions that have prototype and verifier allowed
20201                  * programs to call them, must be real in-kernel functions
20202                  */
20203                 if (!fn->func) {
20204                         verbose(env,
20205                                 "kernel subsystem misconfigured func %s#%d\n",
20206                                 func_id_name(insn->imm), insn->imm);
20207                         return -EFAULT;
20208                 }
20209                 insn->imm = fn->func - __bpf_call_base;
20210 next_insn:
20211                 if (subprogs[cur_subprog + 1].start == i + delta + 1) {
20212                         subprogs[cur_subprog].stack_depth += stack_depth_extra;
20213                         subprogs[cur_subprog].stack_extra = stack_depth_extra;
20214                         cur_subprog++;
20215                         stack_depth = subprogs[cur_subprog].stack_depth;
20216                         stack_depth_extra = 0;
20217                 }
20218                 i++;
20219                 insn++;
20220         }
20221
20222         env->prog->aux->stack_depth = subprogs[0].stack_depth;
20223         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
20224                 int subprog_start = subprogs[i].start;
20225                 int stack_slots = subprogs[i].stack_extra / 8;
20226
20227                 if (!stack_slots)
20228                         continue;
20229                 if (stack_slots > 1) {
20230                         verbose(env, "verifier bug: stack_slots supports may_goto only\n");
20231                         return -EFAULT;
20232                 }
20233
20234                 /* Add ST insn to subprog prologue to init extra stack */
20235                 insn_buf[0] = BPF_ST_MEM(BPF_DW, BPF_REG_FP,
20236                                          -subprogs[i].stack_depth, BPF_MAX_LOOPS);
20237                 /* Copy first actual insn to preserve it */
20238                 insn_buf[1] = env->prog->insnsi[subprog_start];
20239
20240                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, subprog_start, insn_buf, 2);
20241                 if (!new_prog)
20242                         return -ENOMEM;
20243                 env->prog = prog = new_prog;
20244         }
20245
20246         /* Since poke tab is now finalized, publish aux to tracker. */
20247         for (i = 0; i < prog->aux->size_poke_tab; i++) {
20248                 map_ptr = prog->aux->poke_tab[i].tail_call.map;
20249                 if (!map_ptr->ops->map_poke_track ||
20250                     !map_ptr->ops->map_poke_untrack ||
20251                     !map_ptr->ops->map_poke_run) {
20252                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
20253                         return -EINVAL;
20254                 }
20255
20256                 ret = map_ptr->ops->map_poke_track(map_ptr, prog->aux);
20257                 if (ret < 0) {
20258                         verbose(env, "tracking tail call prog failed\n");
20259                         return ret;
20260                 }
20261         }
20262
20263         sort_kfunc_descs_by_imm_off(env->prog);
20264
20265         return 0;
20266 }
20267
20268 static struct bpf_prog *inline_bpf_loop(struct bpf_verifier_env *env,
20269                                         int position,
20270                                         s32 stack_base,
20271                                         u32 callback_subprogno,
20272                                         u32 *cnt)
20273 {
20274         s32 r6_offset = stack_base + 0 * BPF_REG_SIZE;
20275         s32 r7_offset = stack_base + 1 * BPF_REG_SIZE;
20276         s32 r8_offset = stack_base + 2 * BPF_REG_SIZE;
20277         int reg_loop_max = BPF_REG_6;
20278         int reg_loop_cnt = BPF_REG_7;
20279         int reg_loop_ctx = BPF_REG_8;
20280
20281         struct bpf_prog *new_prog;
20282         u32 callback_start;
20283         u32 call_insn_offset;
20284         s32 callback_offset;
20285
20286         /* This represents an inlined version of bpf_iter.c:bpf_loop,
20287          * be careful to modify this code in sync.
20288          */
20289         struct bpf_insn insn_buf[] = {
20290                 /* Return error and jump to the end of the patch if
20291                  * expected number of iterations is too big.
20292                  */
20293                 BPF_JMP_IMM(BPF_JLE, BPF_REG_1, BPF_MAX_LOOPS, 2),
20294                 BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_0, -E2BIG),
20295                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 16),
20296                 /* spill R6, R7, R8 to use these as loop vars */
20297                 BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_10, BPF_REG_6, r6_offset),
20298                 BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_10, BPF_REG_7, r7_offset),
20299                 BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_10, BPF_REG_8, r8_offset),
20300                 /* initialize loop vars */
20301                 BPF_MOV64_REG(reg_loop_max, BPF_REG_1),
20302                 BPF_MOV32_IMM(reg_loop_cnt, 0),
20303                 BPF_MOV64_REG(reg_loop_ctx, BPF_REG_3),
20304                 /* loop header,
20305                  * if reg_loop_cnt >= reg_loop_max skip the loop body
20306                  */
20307                 BPF_JMP_REG(BPF_JGE, reg_loop_cnt, reg_loop_max, 5),
20308                 /* callback call,
20309                  * correct callback offset would be set after patching
20310                  */
20311                 BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, reg_loop_cnt),
20312                 BPF_MOV64_REG(BPF_REG_2, reg_loop_ctx),
20313                 BPF_CALL_REL(0),
20314                 /* increment loop counter */
20315                 BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, reg_loop_cnt, 1),
20316                 /* jump to loop header if callback returned 0 */
20317                 BPF_JMP_IMM(BPF_JEQ, BPF_REG_0, 0, -6),
20318                 /* return value of bpf_loop,
20319                  * set R0 to the number of iterations
20320                  */
20321                 BPF_MOV64_REG(BPF_REG_0, reg_loop_cnt),
20322                 /* restore original values of R6, R7, R8 */
20323                 BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_6, BPF_REG_10, r6_offset),
20324                 BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_7, BPF_REG_10, r7_offset),
20325                 BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_8, BPF_REG_10, r8_offset),
20326         };
20327
20328         *cnt = ARRAY_SIZE(insn_buf);
20329         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, position, insn_buf, *cnt);
20330         if (!new_prog)
20331                 return new_prog;
20332
20333         /* callback start is known only after patching */
20334         callback_start = env->subprog_info[callback_subprogno].start;
20335         /* Note: insn_buf[12] is an offset of BPF_CALL_REL instruction */
20336         call_insn_offset = position + 12;
20337         callback_offset = callback_start - call_insn_offset - 1;
20338         new_prog->insnsi[call_insn_offset].imm = callback_offset;
20339
20340         return new_prog;
20341 }
20342
20343 static bool is_bpf_loop_call(struct bpf_insn *insn)
20344 {
20345         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
20346                 insn->src_reg == 0 &&
20347                 insn->imm == BPF_FUNC_loop;
20348 }
20349
20350 /* For all sub-programs in the program (including main) check
20351  * insn_aux_data to see if there are bpf_loop calls that require
20352  * inlining. If such calls are found the calls are replaced with a
20353  * sequence of instructions produced by `inline_bpf_loop` function and
20354  * subprog stack_depth is increased by the size of 3 registers.
20355  * This stack space is used to spill values of the R6, R7, R8.  These
20356  * registers are used to store the loop bound, counter and context
20357  * variables.
20358  */
20359 static int optimize_bpf_loop(struct bpf_verifier_env *env)
20360 {
20361         struct bpf_subprog_info *subprogs = env->subprog_info;
20362         int i, cur_subprog = 0, cnt, delta = 0;
20363         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
20364         int insn_cnt = env->prog->len;
20365         u16 stack_depth = subprogs[cur_subprog].stack_depth;
20366         u16 stack_depth_roundup = round_up(stack_depth, 8) - stack_depth;
20367         u16 stack_depth_extra = 0;
20368
20369         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
20370                 struct bpf_loop_inline_state *inline_state =
20371                         &env->insn_aux_data[i + delta].loop_inline_state;
20372
20373                 if (is_bpf_loop_call(insn) && inline_state->fit_for_inline) {
20374                         struct bpf_prog *new_prog;
20375
20376                         stack_depth_extra = BPF_REG_SIZE * 3 + stack_depth_roundup;
20377                         new_prog = inline_bpf_loop(env,
20378                                                    i + delta,
20379                                                    -(stack_depth + stack_depth_extra),
20380                                                    inline_state->callback_subprogno,
20381                                                    &cnt);
20382                         if (!new_prog)
20383                                 return -ENOMEM;
20384
20385                         delta     += cnt - 1;
20386                         env->prog  = new_prog;
20387                         insn       = new_prog->insnsi + i + delta;
20388                 }
20389
20390                 if (subprogs[cur_subprog + 1].start == i + delta + 1) {
20391                         subprogs[cur_subprog].stack_depth += stack_depth_extra;
20392                         cur_subprog++;
20393                         stack_depth = subprogs[cur_subprog].stack_depth;
20394                         stack_depth_roundup = round_up(stack_depth, 8) - stack_depth;
20395                         stack_depth_extra = 0;
20396                 }
20397         }
20398
20399         env->prog->aux->stack_depth = env->subprog_info[0].stack_depth;
20400
20401         return 0;
20402 }
20403
20404 static void free_states(struct bpf_verifier_env *env)
20405 {
20406         struct bpf_verifier_state_list *sl, *sln;
20407         int i;
20408
20409         sl = env->free_list;
20410         while (sl) {
20411                 sln = sl->next;
20412                 free_verifier_state(&sl->state, false);
20413                 kfree(sl);
20414                 sl = sln;
20415         }
20416         env->free_list = NULL;
20417
20418         if (!env->explored_states)
20419                 return;
20420
20421         for (i = 0; i < state_htab_size(env); i++) {
20422                 sl = env->explored_states[i];
20423
20424                 while (sl) {
20425                         sln = sl->next;
20426                         free_verifier_state(&sl->state, false);
20427                         kfree(sl);
20428                         sl = sln;
20429                 }
20430                 env->explored_states[i] = NULL;
20431         }
20432 }
20433
20434 static int do_check_common(struct bpf_verifier_env *env, int subprog)
20435 {
20436         bool pop_log = !(env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2);
20437         struct bpf_subprog_info *sub = subprog_info(env, subprog);
20438         struct bpf_verifier_state *state;
20439         struct bpf_reg_state *regs;
20440         int ret, i;
20441
20442         env->prev_linfo = NULL;
20443         env->pass_cnt++;
20444
20445         state = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_state), GFP_KERNEL);
20446         if (!state)
20447                 return -ENOMEM;
20448         state->curframe = 0;
20449         state->speculative = false;
20450         state->branches = 1;
20451         state->frame[0] = kzalloc(sizeof(struct bpf_func_state), GFP_KERNEL);
20452         if (!state->frame[0]) {
20453                 kfree(state);
20454                 return -ENOMEM;
20455         }
20456         env->cur_state = state;
20457         init_func_state(env, state->frame[0],
20458                         BPF_MAIN_FUNC /* callsite */,
20459                         0 /* frameno */,
20460                         subprog);
20461         state->first_insn_idx = env->subprog_info[subprog].start;
20462         state->last_insn_idx = -1;
20463
20464         regs = state->frame[state->curframe]->regs;
20465         if (subprog || env->prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT) {
20466                 const char *sub_name = subprog_name(env, subprog);
20467                 struct bpf_subprog_arg_info *arg;
20468                 struct bpf_reg_state *reg;
20469
20470                 verbose(env, "Validating %s() func#%d...\n", sub_name, subprog);
20471                 ret = btf_prepare_func_args(env, subprog);
20472                 if (ret)
20473                         goto out;
20474
20475                 if (subprog_is_exc_cb(env, subprog)) {
20476                         state->frame[0]->in_exception_callback_fn = true;
20477                         /* We have already ensured that the callback returns an integer, just
20478                          * like all global subprogs. We need to determine it only has a single
20479                          * scalar argument.
20480                          */
20481                         if (sub->arg_cnt != 1 || sub->args[0].arg_type != ARG_ANYTHING) {
20482                                 verbose(env, "exception cb only supports single integer argument\n");
20483                                 ret = -EINVAL;
20484                                 goto out;
20485                         }
20486                 }
20487                 for (i = BPF_REG_1; i <= sub->arg_cnt; i++) {
20488                         arg = &sub->args[i - BPF_REG_1];
20489                         reg = &regs[i];
20490
20491                         if (arg->arg_type == ARG_PTR_TO_CTX) {
20492                                 reg->type = PTR_TO_CTX;
20493                                 mark_reg_known_zero(env, regs, i);
20494                         } else if (arg->arg_type == ARG_ANYTHING) {
20495                                 reg->type = SCALAR_VALUE;
20496                                 mark_reg_unknown(env, regs, i);
20497                         } else if (arg->arg_type == (ARG_PTR_TO_DYNPTR | MEM_RDONLY)) {
20498                                 /* assume unspecial LOCAL dynptr type */
20499                                 __mark_dynptr_reg(reg, BPF_DYNPTR_TYPE_LOCAL, true, ++env->id_gen);
20500                         } else if (base_type(arg->arg_type) == ARG_PTR_TO_MEM) {
20501                                 reg->type = PTR_TO_MEM;
20502                                 if (arg->arg_type & PTR_MAYBE_NULL)
20503                                         reg->type |= PTR_MAYBE_NULL;
20504                                 mark_reg_known_zero(env, regs, i);
20505                                 reg->mem_size = arg->mem_size;
20506                                 reg->id = ++env->id_gen;
20507                         } else if (base_type(arg->arg_type) == ARG_PTR_TO_BTF_ID) {
20508                                 reg->type = PTR_TO_BTF_ID;
20509                                 if (arg->arg_type & PTR_MAYBE_NULL)
20510                                         reg->type |= PTR_MAYBE_NULL;
20511                                 if (arg->arg_type & PTR_UNTRUSTED)
20512                                         reg->type |= PTR_UNTRUSTED;
20513                                 if (arg->arg_type & PTR_TRUSTED)
20514                                         reg->type |= PTR_TRUSTED;
20515                                 mark_reg_known_zero(env, regs, i);
20516                                 reg->btf = bpf_get_btf_vmlinux(); /* can't fail at this point */
20517                                 reg->btf_id = arg->btf_id;
20518                                 reg->id = ++env->id_gen;
20519                         } else if (base_type(arg->arg_type) == ARG_PTR_TO_ARENA) {
20520                                 /* caller can pass either PTR_TO_ARENA or SCALAR */
20521                                 mark_reg_unknown(env, regs, i);
20522                         } else {
20523                                 WARN_ONCE(1, "BUG: unhandled arg#%d type %d\n",
20524                                           i - BPF_REG_1, arg->arg_type);
20525                                 ret = -EFAULT;
20526                                 goto out;
20527                         }
20528                 }
20529         } else {
20530                 /* if main BPF program has associated BTF info, validate that
20531                  * it's matching expected signature, and otherwise mark BTF
20532                  * info for main program as unreliable
20533                  */
20534                 if (env->prog->aux->func_info_aux) {
20535                         ret = btf_prepare_func_args(env, 0);
20536                         if (ret || sub->arg_cnt != 1 || sub->args[0].arg_type != ARG_PTR_TO_CTX)
20537                                 env->prog->aux->func_info_aux[0].unreliable = true;
20538                 }
20539
20540                 /* 1st arg to a function */
20541                 regs[BPF_REG_1].type = PTR_TO_CTX;
20542                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_1);
20543         }
20544
20545         ret = do_check(env);
20546 out:
20547         /* check for NULL is necessary, since cur_state can be freed inside
20548          * do_check() under memory pressure.
20549          */
20550         if (env->cur_state) {
20551                 free_verifier_state(env->cur_state, true);
20552                 env->cur_state = NULL;
20553         }
20554         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
20555         if (!ret && pop_log)
20556                 bpf_vlog_reset(&env->log, 0);
20557         free_states(env);
20558         return ret;
20559 }
20560
20561 /* Lazily verify all global functions based on their BTF, if they are called
20562  * from main BPF program or any of subprograms transitively.
20563  * BPF global subprogs called from dead code are not validated.
20564  * All callable global functions must pass verification.
20565  * Otherwise the whole program is rejected.
20566  * Consider:
20567  * int bar(int);
20568  * int foo(int f)
20569  * {
20570  *    return bar(f);
20571  * }
20572  * int bar(int b)
20573  * {
20574  *    ...
20575  * }
20576  * foo() will be verified first for R1=any_scalar_value. During verification it
20577  * will be assumed that bar() already verified successfully and call to bar()
20578  * from foo() will be checked for type match only. Later bar() will be verified
20579  * independently to check that it's safe for R1=any_scalar_value.
20580  */
20581 static int do_check_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
20582 {
20583         struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
20584         struct bpf_func_info_aux *sub_aux;
20585         int i, ret, new_cnt;
20586
20587         if (!aux->func_info)
20588                 return 0;
20589
20590         /* exception callback is presumed to be always called */
20591         if (env->exception_callback_subprog)
20592                 subprog_aux(env, env->exception_callback_subprog)->called = true;
20593
20594 again:
20595         new_cnt = 0;
20596         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
20597                 if (!subprog_is_global(env, i))
20598                         continue;
20599
20600                 sub_aux = subprog_aux(env, i);
20601                 if (!sub_aux->called || sub_aux->verified)
20602                         continue;
20603
20604                 env->insn_idx = env->subprog_info[i].start;
20605                 WARN_ON_ONCE(env->insn_idx == 0);
20606                 ret = do_check_common(env, i);
20607                 if (ret) {
20608                         return ret;
20609                 } else if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
20610                         verbose(env, "Func#%d ('%s') is safe for any args that match its prototype\n",
20611                                 i, subprog_name(env, i));
20612                 }
20613
20614                 /* We verified new global subprog, it might have called some
20615                  * more global subprogs that we haven't verified yet, so we
20616                  * need to do another pass over subprogs to verify those.
20617                  */
20618                 sub_aux->verified = true;
20619                 new_cnt++;
20620         }
20621
20622         /* We can't loop forever as we verify at least one global subprog on
20623          * each pass.
20624          */
20625         if (new_cnt)
20626                 goto again;
20627
20628         return 0;
20629 }
20630
20631 static int do_check_main(struct bpf_verifier_env *env)
20632 {
20633         int ret;
20634
20635         env->insn_idx = 0;
20636         ret = do_check_common(env, 0);
20637         if (!ret)
20638                 env->prog->aux->stack_depth = env->subprog_info[0].stack_depth;
20639         return ret;
20640 }
20641
20642
20643 static void print_verification_stats(struct bpf_verifier_env *env)
20644 {
20645         int i;
20646
20647         if (env->log.level & BPF_LOG_STATS) {
20648                 verbose(env, "verification time %lld usec\n",
20649                         div_u64(env->verification_time, 1000));
20650                 verbose(env, "stack depth ");
20651                 for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
20652                         u32 depth = env->subprog_info[i].stack_depth;
20653
20654                         verbose(env, "%d", depth);
20655                         if (i + 1 < env->subprog_cnt)
20656                                 verbose(env, "+");
20657                 }
20658                 verbose(env, "\n");
20659         }
20660         verbose(env, "processed %d insns (limit %d) max_states_per_insn %d "
20661                 "total_states %d peak_states %d mark_read %d\n",
20662                 env->insn_processed, BPF_COMPLEXITY_LIMIT_INSNS,
20663                 env->max_states_per_insn, env->total_states,
20664                 env->peak_states, env->longest_mark_read_walk);
20665 }
20666
20667 static int check_struct_ops_btf_id(struct bpf_verifier_env *env)
20668 {
20669         const struct btf_type *t, *func_proto;
20670         const struct bpf_struct_ops_desc *st_ops_desc;
20671         const struct bpf_struct_ops *st_ops;
20672         const struct btf_member *member;
20673         struct bpf_prog *prog = env->prog;
20674         u32 btf_id, member_idx;
20675         struct btf *btf;
20676         const char *mname;
20677
20678         if (!prog->gpl_compatible) {
20679                 verbose(env, "struct ops programs must have a GPL compatible license\n");
20680                 return -EINVAL;
20681         }
20682
20683         if (!prog->aux->attach_btf_id)
20684                 return -ENOTSUPP;
20685
20686         btf = prog->aux->attach_btf;
20687         if (btf_is_module(btf)) {
20688                 /* Make sure st_ops is valid through the lifetime of env */
20689                 env->attach_btf_mod = btf_try_get_module(btf);
20690                 if (!env->attach_btf_mod) {
20691                         verbose(env, "struct_ops module %s is not found\n",
20692                                 btf_get_name(btf));
20693                         return -ENOTSUPP;
20694                 }
20695         }
20696
20697         btf_id = prog->aux->attach_btf_id;
20698         st_ops_desc = bpf_struct_ops_find(btf, btf_id);
20699         if (!st_ops_desc) {
20700                 verbose(env, "attach_btf_id %u is not a supported struct\n",
20701                         btf_id);
20702                 return -ENOTSUPP;
20703         }
20704         st_ops = st_ops_desc->st_ops;
20705
20706         t = st_ops_desc->type;
20707         member_idx = prog->expected_attach_type;
20708         if (member_idx >= btf_type_vlen(t)) {
20709                 verbose(env, "attach to invalid member idx %u of struct %s\n",
20710                         member_idx, st_ops->name);
20711                 return -EINVAL;
20712         }
20713
20714         member = &btf_type_member(t)[member_idx];
20715         mname = btf_name_by_offset(btf, member->name_off);
20716         func_proto = btf_type_resolve_func_ptr(btf, member->type,
20717                                                NULL);
20718         if (!func_proto) {
20719                 verbose(env, "attach to invalid member %s(@idx %u) of struct %s\n",
20720                         mname, member_idx, st_ops->name);
20721                 return -EINVAL;
20722         }
20723
20724         if (st_ops->check_member) {
20725                 int err = st_ops->check_member(t, member, prog);
20726
20727                 if (err) {
20728                         verbose(env, "attach to unsupported member %s of struct %s\n",
20729                                 mname, st_ops->name);
20730                         return err;
20731                 }
20732         }
20733
20734         /* btf_ctx_access() used this to provide argument type info */
20735         prog->aux->ctx_arg_info =
20736                 st_ops_desc->arg_info[member_idx].info;
20737         prog->aux->ctx_arg_info_size =
20738                 st_ops_desc->arg_info[member_idx].cnt;
20739
20740         prog->aux->attach_func_proto = func_proto;
20741         prog->aux->attach_func_name = mname;
20742         env->ops = st_ops->verifier_ops;
20743
20744         return 0;
20745 }
20746 #define SECURITY_PREFIX "security_"
20747
20748 static int check_attach_modify_return(unsigned long addr, const char *func_name)
20749 {
20750         if (within_error_injection_list(addr) ||
20751             !strncmp(SECURITY_PREFIX, func_name, sizeof(SECURITY_PREFIX) - 1))
20752                 return 0;
20753
20754         return -EINVAL;
20755 }
20756
20757 /* list of non-sleepable functions that are otherwise on
20758  * ALLOW_ERROR_INJECTION list
20759  */
20760 BTF_SET_START(btf_non_sleepable_error_inject)
20761 /* Three functions below can be called from sleepable and non-sleepable context.
20762  * Assume non-sleepable from bpf safety point of view.
20763  */
20764 BTF_ID(func, __filemap_add_folio)
20765 BTF_ID(func, should_fail_alloc_page)
20766 BTF_ID(func, should_failslab)
20767 BTF_SET_END(btf_non_sleepable_error_inject)
20768
20769 static int check_non_sleepable_error_inject(u32 btf_id)
20770 {
20771         return btf_id_set_contains(&btf_non_sleepable_error_inject, btf_id);
20772 }
20773
20774 int bpf_check_attach_target(struct bpf_verifier_log *log,
20775                             const struct bpf_prog *prog,
20776                             const struct bpf_prog *tgt_prog,
20777                             u32 btf_id,
20778                             struct bpf_attach_target_info *tgt_info)
20779 {
20780         bool prog_extension = prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT;
20781         bool prog_tracing = prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING;
20782         const char prefix[] = "btf_trace_";
20783         int ret = 0, subprog = -1, i;
20784         const struct btf_type *t;
20785         bool conservative = true;
20786         const char *tname;
20787         struct btf *btf;
20788         long addr = 0;
20789         struct module *mod = NULL;
20790
20791         if (!btf_id) {
20792                 bpf_log(log, "Tracing programs must provide btf_id\n");
20793                 return -EINVAL;
20794         }
20795         btf = tgt_prog ? tgt_prog->aux->btf : prog->aux->attach_btf;
20796         if (!btf) {
20797                 bpf_log(log,
20798                         "FENTRY/FEXIT program can only be attached to another program annotated with BTF\n");
20799                 return -EINVAL;
20800         }
20801         t = btf_type_by_id(btf, btf_id);
20802         if (!t) {
20803                 bpf_log(log, "attach_btf_id %u is invalid\n", btf_id);
20804                 return -EINVAL;
20805         }
20806         tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
20807         if (!tname) {
20808                 bpf_log(log, "attach_btf_id %u doesn't have a name\n", btf_id);
20809                 return -EINVAL;
20810         }
20811         if (tgt_prog) {
20812                 struct bpf_prog_aux *aux = tgt_prog->aux;
20813
20814                 if (bpf_prog_is_dev_bound(prog->aux) &&
20815                     !bpf_prog_dev_bound_match(prog, tgt_prog)) {
20816                         bpf_log(log, "Target program bound device mismatch");
20817                         return -EINVAL;
20818                 }
20819
20820                 for (i = 0; i < aux->func_info_cnt; i++)
20821                         if (aux->func_info[i].type_id == btf_id) {
20822                                 subprog = i;
20823                                 break;
20824                         }
20825                 if (subprog == -1) {
20826                         bpf_log(log, "Subprog %s doesn't exist\n", tname);
20827                         return -EINVAL;
20828                 }
20829                 if (aux->func && aux->func[subprog]->aux->exception_cb) {
20830                         bpf_log(log,
20831                                 "%s programs cannot attach to exception callback\n",
20832                                 prog_extension ? "Extension" : "FENTRY/FEXIT");
20833                         return -EINVAL;
20834                 }
20835                 conservative = aux->func_info_aux[subprog].unreliable;
20836                 if (prog_extension) {
20837                         if (conservative) {
20838                                 bpf_log(log,
20839                                         "Cannot replace static functions\n");
20840                                 return -EINVAL;
20841                         }
20842                         if (!prog->jit_requested) {
20843                                 bpf_log(log,
20844                                         "Extension programs should be JITed\n");
20845                                 return -EINVAL;
20846                         }
20847                 }
20848                 if (!tgt_prog->jited) {
20849                         bpf_log(log, "Can attach to only JITed progs\n");
20850                         return -EINVAL;
20851                 }
20852                 if (prog_tracing) {
20853                         if (aux->attach_tracing_prog) {
20854                                 /*
20855                                  * Target program is an fentry/fexit which is already attached
20856                                  * to another tracing program. More levels of nesting
20857                                  * attachment are not allowed.
20858                                  */
20859                                 bpf_log(log, "Cannot nest tracing program attach more than once\n");
20860                                 return -EINVAL;
20861                         }
20862                 } else if (tgt_prog->type == prog->type) {
20863                         /*
20864                          * To avoid potential call chain cycles, prevent attaching of a
20865                          * program extension to another extension. It's ok to attach
20866                          * fentry/fexit to extension program.
20867                          */
20868                         bpf_log(log, "Cannot recursively attach\n");
20869                         return -EINVAL;
20870                 }
20871                 if (tgt_prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
20872                     prog_extension &&
20873                     (tgt_prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_FENTRY ||
20874                      tgt_prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_FEXIT)) {
20875                         /* Program extensions can extend all program types
20876                          * except fentry/fexit. The reason is the following.
20877                          * The fentry/fexit programs are used for performance
20878                          * analysis, stats and can be attached to any program
20879                          * type. When extension program is replacing XDP function
20880                          * it is necessary to allow performance analysis of all
20881                          * functions. Both original XDP program and its program
20882                          * extension. Hence attaching fentry/fexit to
20883                          * BPF_PROG_TYPE_EXT is allowed. If extending of
20884                          * fentry/fexit was allowed it would be possible to create
20885                          * long call chain fentry->extension->fentry->extension
20886                          * beyond reasonable stack size. Hence extending fentry
20887                          * is not allowed.
20888                          */
20889                         bpf_log(log, "Cannot extend fentry/fexit\n");
20890                         return -EINVAL;
20891                 }
20892         } else {
20893                 if (prog_extension) {
20894                         bpf_log(log, "Cannot replace kernel functions\n");
20895                         return -EINVAL;
20896                 }
20897         }
20898
20899         switch (prog->expected_attach_type) {
20900         case BPF_TRACE_RAW_TP:
20901                 if (tgt_prog) {
20902                         bpf_log(log,
20903                                 "Only FENTRY/FEXIT progs are attachable to another BPF prog\n");
20904                         return -EINVAL;
20905                 }
20906                 if (!btf_type_is_typedef(t)) {
20907                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a typedef\n",
20908                                 btf_id);
20909                         return -EINVAL;
20910                 }
20911                 if (strncmp(prefix, tname, sizeof(prefix) - 1)) {
20912                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u points to wrong type name %s\n",
20913                                 btf_id, tname);
20914                         return -EINVAL;
20915                 }
20916                 tname += sizeof(prefix) - 1;
20917                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
20918                 if (!btf_type_is_ptr(t))
20919                         /* should never happen in valid vmlinux build */
20920                         return -EINVAL;
20921                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
20922                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
20923                         /* should never happen in valid vmlinux build */
20924                         return -EINVAL;
20925
20926                 break;
20927         case BPF_TRACE_ITER:
20928                 if (!btf_type_is_func(t)) {
20929                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a function\n",
20930                                 btf_id);
20931                         return -EINVAL;
20932                 }
20933                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
20934                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
20935                         return -EINVAL;
20936                 ret = btf_distill_func_proto(log, btf, t, tname, &tgt_info->fmodel);
20937                 if (ret)
20938                         return ret;
20939                 break;
20940         default:
20941                 if (!prog_extension)
20942                         return -EINVAL;
20943                 fallthrough;
20944         case BPF_MODIFY_RETURN:
20945         case BPF_LSM_MAC:
20946         case BPF_LSM_CGROUP:
20947         case BPF_TRACE_FENTRY:
20948         case BPF_TRACE_FEXIT:
20949                 if (!btf_type_is_func(t)) {
20950                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a function\n",
20951                                 btf_id);
20952                         return -EINVAL;
20953                 }
20954                 if (prog_extension &&
20955                     btf_check_type_match(log, prog, btf, t))
20956                         return -EINVAL;
20957                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
20958                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
20959                         return -EINVAL;
20960
20961                 if ((prog->aux->saved_dst_prog_type || prog->aux->saved_dst_attach_type) &&
20962                     (!tgt_prog || prog->aux->saved_dst_prog_type != tgt_prog->type ||
20963                      prog->aux->saved_dst_attach_type != tgt_prog->expected_attach_type))
20964                         return -EINVAL;
20965
20966                 if (tgt_prog && conservative)
20967                         t = NULL;
20968
20969                 ret = btf_distill_func_proto(log, btf, t, tname, &tgt_info->fmodel);
20970                 if (ret < 0)
20971                         return ret;
20972
20973                 if (tgt_prog) {
20974                         if (subprog == 0)
20975                                 addr = (long) tgt_prog->bpf_func;
20976                         else
20977                                 addr = (long) tgt_prog->aux->func[subprog]->bpf_func;
20978                 } else {
20979                         if (btf_is_module(btf)) {
20980                                 mod = btf_try_get_module(btf);
20981                                 if (mod)
20982                                         addr = find_kallsyms_symbol_value(mod, tname);
20983                                 else
20984                                         addr = 0;
20985                         } else {
20986                                 addr = kallsyms_lookup_name(tname);
20987                         }
20988                         if (!addr) {
20989                                 module_put(mod);
20990                                 bpf_log(log,
20991                                         "The address of function %s cannot be found\n",
20992                                         tname);
20993                                 return -ENOENT;
20994                         }
20995                 }
20996
20997                 if (prog->sleepable) {
20998                         ret = -EINVAL;
20999                         switch (prog->type) {
21000                         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
21001
21002                                 /* fentry/fexit/fmod_ret progs can be sleepable if they are
21003                                  * attached to ALLOW_ERROR_INJECTION and are not in denylist.
21004                                  */
21005                                 if (!check_non_sleepable_error_inject(btf_id) &&
21006                                     within_error_injection_list(addr))
21007                                         ret = 0;
21008                                 /* fentry/fexit/fmod_ret progs can also be sleepable if they are
21009                                  * in the fmodret id set with the KF_SLEEPABLE flag.
21010                                  */
21011                                 else {
21012                                         u32 *flags = btf_kfunc_is_modify_return(btf, btf_id,
21013                                                                                 prog);
21014
21015                                         if (flags && (*flags & KF_SLEEPABLE))
21016                                                 ret = 0;
21017                                 }
21018                                 break;
21019                         case BPF_PROG_TYPE_LSM:
21020                                 /* LSM progs check that they are attached to bpf_lsm_*() funcs.
21021                                  * Only some of them are sleepable.
21022                                  */
21023                                 if (bpf_lsm_is_sleepable_hook(btf_id))
21024                                         ret = 0;
21025                                 break;
21026                         default:
21027                                 break;
21028                         }
21029                         if (ret) {
21030                                 module_put(mod);
21031                                 bpf_log(log, "%s is not sleepable\n", tname);
21032                                 return ret;
21033                         }
21034                 } else if (prog->expected_attach_type == BPF_MODIFY_RETURN) {
21035                         if (tgt_prog) {
21036                                 module_put(mod);
21037                                 bpf_log(log, "can't modify return codes of BPF programs\n");
21038                                 return -EINVAL;
21039                         }
21040                         ret = -EINVAL;
21041                         if (btf_kfunc_is_modify_return(btf, btf_id, prog) ||
21042                             !check_attach_modify_return(addr, tname))
21043                                 ret = 0;
21044                         if (ret) {
21045                                 module_put(mod);
21046                                 bpf_log(log, "%s() is not modifiable\n", tname);
21047                                 return ret;
21048                         }
21049                 }
21050
21051                 break;
21052         }
21053         tgt_info->tgt_addr = addr;
21054         tgt_info->tgt_name = tname;
21055         tgt_info->tgt_type = t;
21056         tgt_info->tgt_mod = mod;
21057         return 0;
21058 }
21059
21060 BTF_SET_START(btf_id_deny)
21061 BTF_ID_UNUSED
21062 #ifdef CONFIG_SMP
21063 BTF_ID(func, migrate_disable)
21064 BTF_ID(func, migrate_enable)
21065 #endif
21066 #if !defined CONFIG_PREEMPT_RCU && !defined CONFIG_TINY_RCU
21067 BTF_ID(func, rcu_read_unlock_strict)
21068 #endif
21069 #if defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || defined(CONFIG_TRACE_PREEMPT_TOGGLE)
21070 BTF_ID(func, preempt_count_add)
21071 BTF_ID(func, preempt_count_sub)
21072 #endif
21073 #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU
21074 BTF_ID(func, __rcu_read_lock)
21075 BTF_ID(func, __rcu_read_unlock)
21076 #endif
21077 BTF_SET_END(btf_id_deny)
21078
21079 static bool can_be_sleepable(struct bpf_prog *prog)
21080 {
21081         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING) {
21082                 switch (prog->expected_attach_type) {
21083                 case BPF_TRACE_FENTRY:
21084                 case BPF_TRACE_FEXIT:
21085                 case BPF_MODIFY_RETURN:
21086                 case BPF_TRACE_ITER:
21087                         return true;
21088                 default:
21089                         return false;
21090                 }
21091         }
21092         return prog->type == BPF_PROG_TYPE_LSM ||
21093                prog->type == BPF_PROG_TYPE_KPROBE /* only for uprobes */ ||
21094                prog->type == BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS;
21095 }
21096
21097 static int check_attach_btf_id(struct bpf_verifier_env *env)
21098 {
21099         struct bpf_prog *prog = env->prog;
21100         struct bpf_prog *tgt_prog = prog->aux->dst_prog;
21101         struct bpf_attach_target_info tgt_info = {};
21102         u32 btf_id = prog->aux->attach_btf_id;
21103         struct bpf_trampoline *tr;
21104         int ret;
21105         u64 key;
21106
21107         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_SYSCALL) {
21108                 if (prog->sleepable)
21109                         /* attach_btf_id checked to be zero already */
21110                         return 0;
21111                 verbose(env, "Syscall programs can only be sleepable\n");
21112                 return -EINVAL;
21113         }
21114
21115         if (prog->sleepable && !can_be_sleepable(prog)) {
21116                 verbose(env, "Only fentry/fexit/fmod_ret, lsm, iter, uprobe, and struct_ops programs can be sleepable\n");
21117                 return -EINVAL;
21118         }
21119
21120         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS)
21121                 return check_struct_ops_btf_id(env);
21122
21123         if (prog->type != BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
21124             prog->type != BPF_PROG_TYPE_LSM &&
21125             prog->type != BPF_PROG_TYPE_EXT)
21126                 return 0;
21127
21128         ret = bpf_check_attach_target(&env->log, prog, tgt_prog, btf_id, &tgt_info);
21129         if (ret)
21130                 return ret;
21131
21132         if (tgt_prog && prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT) {
21133                 /* to make freplace equivalent to their targets, they need to
21134                  * inherit env->ops and expected_attach_type for the rest of the
21135                  * verification
21136                  */
21137                 env->ops = bpf_verifier_ops[tgt_prog->type];
21138                 prog->expected_attach_type = tgt_prog->expected_attach_type;
21139         }
21140
21141         /* store info about the attachment target that will be used later */
21142         prog->aux->attach_func_proto = tgt_info.tgt_type;
21143         prog->aux->attach_func_name = tgt_info.tgt_name;
21144         prog->aux->mod = tgt_info.tgt_mod;
21145
21146         if (tgt_prog) {
21147                 prog->aux->saved_dst_prog_type = tgt_prog->type;
21148                 prog->aux->saved_dst_attach_type = tgt_prog->expected_attach_type;
21149         }
21150
21151         if (prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_RAW_TP) {
21152                 prog->aux->attach_btf_trace = true;
21153                 return 0;
21154         } else if (prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_ITER) {
21155                 if (!bpf_iter_prog_supported(prog))
21156                         return -EINVAL;
21157                 return 0;
21158         }
21159
21160         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_LSM) {
21161                 ret = bpf_lsm_verify_prog(&env->log, prog);
21162                 if (ret < 0)
21163                         return ret;
21164         } else if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
21165                    btf_id_set_contains(&btf_id_deny, btf_id)) {
21166                 return -EINVAL;
21167         }
21168
21169         key = bpf_trampoline_compute_key(tgt_prog, prog->aux->attach_btf, btf_id);
21170         tr = bpf_trampoline_get(key, &tgt_info);
21171         if (!tr)
21172                 return -ENOMEM;
21173
21174         if (tgt_prog && tgt_prog->aux->tail_call_reachable)
21175                 tr->flags = BPF_TRAMP_F_TAIL_CALL_CTX;
21176
21177         prog->aux->dst_trampoline = tr;
21178         return 0;
21179 }
21180
21181 struct btf *bpf_get_btf_vmlinux(void)
21182 {
21183         if (!btf_vmlinux && IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_INFO_BTF)) {
21184                 mutex_lock(&bpf_verifier_lock);
21185                 if (!btf_vmlinux)
21186                         btf_vmlinux = btf_parse_vmlinux();
21187                 mutex_unlock(&bpf_verifier_lock);
21188         }
21189         return btf_vmlinux;
21190 }
21191
21192 int bpf_check(struct bpf_prog **prog, union bpf_attr *attr, bpfptr_t uattr, __u32 uattr_size)
21193 {
21194         u64 start_time = ktime_get_ns();
21195         struct bpf_verifier_env *env;
21196         int i, len, ret = -EINVAL, err;
21197         u32 log_true_size;
21198         bool is_priv;
21199
21200         /* no program is valid */
21201         if (ARRAY_SIZE(bpf_verifier_ops) == 0)
21202                 return -EINVAL;
21203
21204         /* 'struct bpf_verifier_env' can be global, but since it's not small,
21205          * allocate/free it every time bpf_check() is called
21206          */
21207         env = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_env), GFP_KERNEL);
21208         if (!env)
21209                 return -ENOMEM;
21210
21211         env->bt.env = env;
21212
21213         len = (*prog)->len;
21214         env->insn_aux_data =
21215                 vzalloc(array_size(sizeof(struct bpf_insn_aux_data), len));
21216         ret = -ENOMEM;
21217         if (!env->insn_aux_data)
21218                 goto err_free_env;
21219         for (i = 0; i < len; i++)
21220                 env->insn_aux_data[i].orig_idx = i;
21221         env->prog = *prog;
21222         env->ops = bpf_verifier_ops[env->prog->type];
21223         env->fd_array = make_bpfptr(attr->fd_array, uattr.is_kernel);
21224
21225         env->allow_ptr_leaks = bpf_allow_ptr_leaks(env->prog->aux->token);
21226         env->allow_uninit_stack = bpf_allow_uninit_stack(env->prog->aux->token);
21227         env->bypass_spec_v1 = bpf_bypass_spec_v1(env->prog->aux->token);
21228         env->bypass_spec_v4 = bpf_bypass_spec_v4(env->prog->aux->token);
21229         env->bpf_capable = is_priv = bpf_token_capable(env->prog->aux->token, CAP_BPF);
21230
21231         bpf_get_btf_vmlinux();
21232
21233         /* grab the mutex to protect few globals used by verifier */
21234         if (!is_priv)
21235                 mutex_lock(&bpf_verifier_lock);
21236
21237         /* user could have requested verbose verifier output
21238          * and supplied buffer to store the verification trace
21239          */
21240         ret = bpf_vlog_init(&env->log, attr->log_level,
21241                             (char __user *) (unsigned long) attr->log_buf,
21242                             attr->log_size);
21243         if (ret)
21244                 goto err_unlock;
21245
21246         mark_verifier_state_clean(env);
21247
21248         if (IS_ERR(btf_vmlinux)) {
21249                 /* Either gcc or pahole or kernel are broken. */
21250                 verbose(env, "in-kernel BTF is malformed\n");
21251                 ret = PTR_ERR(btf_vmlinux);
21252                 goto skip_full_check;
21253         }
21254
21255         env->strict_alignment = !!(attr->prog_flags & BPF_F_STRICT_ALIGNMENT);
21256         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS))
21257                 env->strict_alignment = true;
21258         if (attr->prog_flags & BPF_F_ANY_ALIGNMENT)
21259                 env->strict_alignment = false;
21260
21261         if (is_priv)
21262                 env->test_state_freq = attr->prog_flags & BPF_F_TEST_STATE_FREQ;
21263         env->test_reg_invariants = attr->prog_flags & BPF_F_TEST_REG_INVARIANTS;
21264
21265         env->explored_states = kvcalloc(state_htab_size(env),
21266                                        sizeof(struct bpf_verifier_state_list *),
21267                                        GFP_USER);
21268         ret = -ENOMEM;
21269         if (!env->explored_states)
21270                 goto skip_full_check;
21271
21272         ret = check_btf_info_early(env, attr, uattr);
21273         if (ret < 0)
21274                 goto skip_full_check;
21275
21276         ret = add_subprog_and_kfunc(env);
21277         if (ret < 0)
21278                 goto skip_full_check;
21279
21280         ret = check_subprogs(env);
21281         if (ret < 0)
21282                 goto skip_full_check;
21283
21284         ret = check_btf_info(env, attr, uattr);
21285         if (ret < 0)
21286                 goto skip_full_check;
21287
21288         ret = check_attach_btf_id(env);
21289         if (ret)
21290                 goto skip_full_check;
21291
21292         ret = resolve_pseudo_ldimm64(env);
21293         if (ret < 0)
21294                 goto skip_full_check;
21295
21296         if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux)) {
21297                 ret = bpf_prog_offload_verifier_prep(env->prog);
21298                 if (ret)
21299                         goto skip_full_check;
21300         }
21301
21302         ret = check_cfg(env);
21303         if (ret < 0)
21304                 goto skip_full_check;
21305
21306         ret = do_check_main(env);
21307         ret = ret ?: do_check_subprogs(env);
21308
21309         if (ret == 0 && bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux))
21310                 ret = bpf_prog_offload_finalize(env);
21311
21312 skip_full_check:
21313         kvfree(env->explored_states);
21314
21315         if (ret == 0)
21316                 ret = check_max_stack_depth(env);
21317
21318         /* instruction rewrites happen after this point */
21319         if (ret == 0)
21320                 ret = optimize_bpf_loop(env);
21321
21322         if (is_priv) {
21323                 if (ret == 0)
21324                         opt_hard_wire_dead_code_branches(env);
21325                 if (ret == 0)
21326                         ret = opt_remove_dead_code(env);
21327                 if (ret == 0)
21328                         ret = opt_remove_nops(env);
21329         } else {
21330                 if (ret == 0)
21331                         sanitize_dead_code(env);
21332         }
21333
21334         if (ret == 0)
21335                 /* program is valid, convert *(u32*)(ctx + off) accesses */
21336                 ret = convert_ctx_accesses(env);
21337
21338         if (ret == 0)
21339                 ret = do_misc_fixups(env);
21340
21341         /* do 32-bit optimization after insn patching has done so those patched
21342          * insns could be handled correctly.
21343          */
21344         if (ret == 0 && !bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux)) {
21345                 ret = opt_subreg_zext_lo32_rnd_hi32(env, attr);
21346                 env->prog->aux->verifier_zext = bpf_jit_needs_zext() ? !ret
21347                                                                      : false;
21348         }
21349
21350         if (ret == 0)
21351                 ret = fixup_call_args(env);
21352
21353         env->verification_time = ktime_get_ns() - start_time;
21354         print_verification_stats(env);
21355         env->prog->aux->verified_insns = env->insn_processed;
21356
21357         /* preserve original error even if log finalization is successful */
21358         err = bpf_vlog_finalize(&env->log, &log_true_size);
21359         if (err)
21360                 ret = err;
21361
21362         if (uattr_size >= offsetofend(union bpf_attr, log_true_size) &&
21363             copy_to_bpfptr_offset(uattr, offsetof(union bpf_attr, log_true_size),
21364                                   &log_true_size, sizeof(log_true_size))) {
21365                 ret = -EFAULT;
21366                 goto err_release_maps;
21367         }
21368
21369         if (ret)
21370                 goto err_release_maps;
21371
21372         if (env->used_map_cnt) {
21373                 /* if program passed verifier, update used_maps in bpf_prog_info */
21374                 env->prog->aux->used_maps = kmalloc_array(env->used_map_cnt,
21375                                                           sizeof(env->used_maps[0]),
21376                                                           GFP_KERNEL);
21377
21378                 if (!env->prog->aux->used_maps) {
21379                         ret = -ENOMEM;
21380                         goto err_release_maps;
21381                 }
21382
21383                 memcpy(env->prog->aux->used_maps, env->used_maps,
21384                        sizeof(env->used_maps[0]) * env->used_map_cnt);
21385                 env->prog->aux->used_map_cnt = env->used_map_cnt;
21386         }
21387         if (env->used_btf_cnt) {
21388                 /* if program passed verifier, update used_btfs in bpf_prog_aux */
21389                 env->prog->aux->used_btfs = kmalloc_array(env->used_btf_cnt,
21390                                                           sizeof(env->used_btfs[0]),
21391                                                           GFP_KERNEL);
21392                 if (!env->prog->aux->used_btfs) {
21393                         ret = -ENOMEM;
21394                         goto err_release_maps;
21395                 }
21396
21397                 memcpy(env->prog->aux->used_btfs, env->used_btfs,
21398                        sizeof(env->used_btfs[0]) * env->used_btf_cnt);
21399                 env->prog->aux->used_btf_cnt = env->used_btf_cnt;
21400         }
21401         if (env->used_map_cnt || env->used_btf_cnt) {
21402                 /* program is valid. Convert pseudo bpf_ld_imm64 into generic
21403                  * bpf_ld_imm64 instructions
21404                  */
21405                 convert_pseudo_ld_imm64(env);
21406         }
21407
21408         adjust_btf_func(env);
21409
21410 err_release_maps:
21411         if (!env->prog->aux->used_maps)
21412                 /* if we didn't copy map pointers into bpf_prog_info, release
21413                  * them now. Otherwise free_used_maps() will release them.
21414                  */
21415                 release_maps(env);
21416         if (!env->prog->aux->used_btfs)
21417                 release_btfs(env);
21418
21419         /* extension progs temporarily inherit the attach_type of their targets
21420            for verification purposes, so set it back to zero before returning
21421          */
21422         if (env->prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT)
21423                 env->prog->expected_attach_type = 0;
21424
21425         *prog = env->prog;
21426
21427         module_put(env->attach_btf_mod);
21428 err_unlock:
21429         if (!is_priv)
21430                 mutex_unlock(&bpf_verifier_lock);
21431         vfree(env->insn_aux_data);
21432 err_free_env:
21433         kfree(env);
21434         return ret;
21435 }