OSDN Git Service

Merge tag 'scsi-fixes' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/jejb/scsi
[tomoyo/tomoyo-test1.git] / arch / arm / net / bpf_jit_32.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  * Just-In-Time compiler for eBPF filters on 32bit ARM
4  *
5  * Copyright (c) 2017 Shubham Bansal <illusionist.neo@gmail.com>
6  * Copyright (c) 2011 Mircea Gherzan <mgherzan@gmail.com>
7  */
8
9 #include <linux/bpf.h>
10 #include <linux/bitops.h>
11 #include <linux/compiler.h>
12 #include <linux/errno.h>
13 #include <linux/filter.h>
14 #include <linux/netdevice.h>
15 #include <linux/string.h>
16 #include <linux/slab.h>
17 #include <linux/if_vlan.h>
18
19 #include <asm/cacheflush.h>
20 #include <asm/hwcap.h>
21 #include <asm/opcodes.h>
22 #include <asm/system_info.h>
23
24 #include "bpf_jit_32.h"
25
26 /*
27  * eBPF prog stack layout:
28  *
29  *                         high
30  * original ARM_SP =>     +-----+
31  *                        |     | callee saved registers
32  *                        +-----+ <= (BPF_FP + SCRATCH_SIZE)
33  *                        | ... | eBPF JIT scratch space
34  * eBPF fp register =>    +-----+
35  *   (BPF_FP)             | ... | eBPF prog stack
36  *                        +-----+
37  *                        |RSVD | JIT scratchpad
38  * current ARM_SP =>      +-----+ <= (BPF_FP - STACK_SIZE + SCRATCH_SIZE)
39  *                        |     |
40  *                        | ... | Function call stack
41  *                        |     |
42  *                        +-----+
43  *                          low
44  *
45  * The callee saved registers depends on whether frame pointers are enabled.
46  * With frame pointers (to be compliant with the ABI):
47  *
48  *                              high
49  * original ARM_SP =>     +--------------+ \
50  *                        |      pc      | |
51  * current ARM_FP =>      +--------------+ } callee saved registers
52  *                        |r4-r9,fp,ip,lr| |
53  *                        +--------------+ /
54  *                              low
55  *
56  * Without frame pointers:
57  *
58  *                              high
59  * original ARM_SP =>     +--------------+
60  *                        |  r4-r9,fp,lr | callee saved registers
61  * current ARM_FP =>      +--------------+
62  *                              low
63  *
64  * When popping registers off the stack at the end of a BPF function, we
65  * reference them via the current ARM_FP register.
66  */
67 #define CALLEE_MASK     (1 << ARM_R4 | 1 << ARM_R5 | 1 << ARM_R6 | \
68                          1 << ARM_R7 | 1 << ARM_R8 | 1 << ARM_R9 | \
69                          1 << ARM_FP)
70 #define CALLEE_PUSH_MASK (CALLEE_MASK | 1 << ARM_LR)
71 #define CALLEE_POP_MASK  (CALLEE_MASK | 1 << ARM_PC)
72
73 enum {
74         /* Stack layout - these are offsets from (top of stack - 4) */
75         BPF_R2_HI,
76         BPF_R2_LO,
77         BPF_R3_HI,
78         BPF_R3_LO,
79         BPF_R4_HI,
80         BPF_R4_LO,
81         BPF_R5_HI,
82         BPF_R5_LO,
83         BPF_R7_HI,
84         BPF_R7_LO,
85         BPF_R8_HI,
86         BPF_R8_LO,
87         BPF_R9_HI,
88         BPF_R9_LO,
89         BPF_FP_HI,
90         BPF_FP_LO,
91         BPF_TC_HI,
92         BPF_TC_LO,
93         BPF_AX_HI,
94         BPF_AX_LO,
95         /* Stack space for BPF_REG_2, BPF_REG_3, BPF_REG_4,
96          * BPF_REG_5, BPF_REG_7, BPF_REG_8, BPF_REG_9,
97          * BPF_REG_FP and Tail call counts.
98          */
99         BPF_JIT_SCRATCH_REGS,
100 };
101
102 /*
103  * Negative "register" values indicate the register is stored on the stack
104  * and are the offset from the top of the eBPF JIT scratch space.
105  */
106 #define STACK_OFFSET(k) (-4 - (k) * 4)
107 #define SCRATCH_SIZE    (BPF_JIT_SCRATCH_REGS * 4)
108
109 #ifdef CONFIG_FRAME_POINTER
110 #define EBPF_SCRATCH_TO_ARM_FP(x) ((x) - 4 * hweight16(CALLEE_PUSH_MASK) - 4)
111 #else
112 #define EBPF_SCRATCH_TO_ARM_FP(x) (x)
113 #endif
114
115 #define TMP_REG_1       (MAX_BPF_JIT_REG + 0)   /* TEMP Register 1 */
116 #define TMP_REG_2       (MAX_BPF_JIT_REG + 1)   /* TEMP Register 2 */
117 #define TCALL_CNT       (MAX_BPF_JIT_REG + 2)   /* Tail Call Count */
118
119 #define FLAG_IMM_OVERFLOW       (1 << 0)
120
121 /*
122  * Map eBPF registers to ARM 32bit registers or stack scratch space.
123  *
124  * 1. First argument is passed using the arm 32bit registers and rest of the
125  * arguments are passed on stack scratch space.
126  * 2. First callee-saved argument is mapped to arm 32 bit registers and rest
127  * arguments are mapped to scratch space on stack.
128  * 3. We need two 64 bit temp registers to do complex operations on eBPF
129  * registers.
130  *
131  * As the eBPF registers are all 64 bit registers and arm has only 32 bit
132  * registers, we have to map each eBPF registers with two arm 32 bit regs or
133  * scratch memory space and we have to build eBPF 64 bit register from those.
134  *
135  */
136 static const s8 bpf2a32[][2] = {
137         /* return value from in-kernel function, and exit value from eBPF */
138         [BPF_REG_0] = {ARM_R1, ARM_R0},
139         /* arguments from eBPF program to in-kernel function */
140         [BPF_REG_1] = {ARM_R3, ARM_R2},
141         /* Stored on stack scratch space */
142         [BPF_REG_2] = {STACK_OFFSET(BPF_R2_HI), STACK_OFFSET(BPF_R2_LO)},
143         [BPF_REG_3] = {STACK_OFFSET(BPF_R3_HI), STACK_OFFSET(BPF_R3_LO)},
144         [BPF_REG_4] = {STACK_OFFSET(BPF_R4_HI), STACK_OFFSET(BPF_R4_LO)},
145         [BPF_REG_5] = {STACK_OFFSET(BPF_R5_HI), STACK_OFFSET(BPF_R5_LO)},
146         /* callee saved registers that in-kernel function will preserve */
147         [BPF_REG_6] = {ARM_R5, ARM_R4},
148         /* Stored on stack scratch space */
149         [BPF_REG_7] = {STACK_OFFSET(BPF_R7_HI), STACK_OFFSET(BPF_R7_LO)},
150         [BPF_REG_8] = {STACK_OFFSET(BPF_R8_HI), STACK_OFFSET(BPF_R8_LO)},
151         [BPF_REG_9] = {STACK_OFFSET(BPF_R9_HI), STACK_OFFSET(BPF_R9_LO)},
152         /* Read only Frame Pointer to access Stack */
153         [BPF_REG_FP] = {STACK_OFFSET(BPF_FP_HI), STACK_OFFSET(BPF_FP_LO)},
154         /* Temporary Register for internal BPF JIT, can be used
155          * for constant blindings and others.
156          */
157         [TMP_REG_1] = {ARM_R7, ARM_R6},
158         [TMP_REG_2] = {ARM_R9, ARM_R8},
159         /* Tail call count. Stored on stack scratch space. */
160         [TCALL_CNT] = {STACK_OFFSET(BPF_TC_HI), STACK_OFFSET(BPF_TC_LO)},
161         /* temporary register for blinding constants.
162          * Stored on stack scratch space.
163          */
164         [BPF_REG_AX] = {STACK_OFFSET(BPF_AX_HI), STACK_OFFSET(BPF_AX_LO)},
165 };
166
167 #define dst_lo  dst[1]
168 #define dst_hi  dst[0]
169 #define src_lo  src[1]
170 #define src_hi  src[0]
171
172 /*
173  * JIT Context:
174  *
175  * prog                 :       bpf_prog
176  * idx                  :       index of current last JITed instruction.
177  * prologue_bytes       :       bytes used in prologue.
178  * epilogue_offset      :       offset of epilogue starting.
179  * offsets              :       array of eBPF instruction offsets in
180  *                              JITed code.
181  * target               :       final JITed code.
182  * epilogue_bytes       :       no of bytes used in epilogue.
183  * imm_count            :       no of immediate counts used for global
184  *                              variables.
185  * imms                 :       array of global variable addresses.
186  */
187
188 struct jit_ctx {
189         const struct bpf_prog *prog;
190         unsigned int idx;
191         unsigned int prologue_bytes;
192         unsigned int epilogue_offset;
193         unsigned int cpu_architecture;
194         u32 flags;
195         u32 *offsets;
196         u32 *target;
197         u32 stack_size;
198 #if __LINUX_ARM_ARCH__ < 7
199         u16 epilogue_bytes;
200         u16 imm_count;
201         u32 *imms;
202 #endif
203 };
204
205 /*
206  * Wrappers which handle both OABI and EABI and assures Thumb2 interworking
207  * (where the assembly routines like __aeabi_uidiv could cause problems).
208  */
209 static u32 jit_udiv32(u32 dividend, u32 divisor)
210 {
211         return dividend / divisor;
212 }
213
214 static u32 jit_mod32(u32 dividend, u32 divisor)
215 {
216         return dividend % divisor;
217 }
218
219 static inline void _emit(int cond, u32 inst, struct jit_ctx *ctx)
220 {
221         inst |= (cond << 28);
222         inst = __opcode_to_mem_arm(inst);
223
224         if (ctx->target != NULL)
225                 ctx->target[ctx->idx] = inst;
226
227         ctx->idx++;
228 }
229
230 /*
231  * Emit an instruction that will be executed unconditionally.
232  */
233 static inline void emit(u32 inst, struct jit_ctx *ctx)
234 {
235         _emit(ARM_COND_AL, inst, ctx);
236 }
237
238 /*
239  * This is rather horrid, but necessary to convert an integer constant
240  * to an immediate operand for the opcodes, and be able to detect at
241  * build time whether the constant can't be converted (iow, usable in
242  * BUILD_BUG_ON()).
243  */
244 #define imm12val(v, s) (rol32(v, (s)) | (s) << 7)
245 #define const_imm8m(x)                                  \
246         ({ int r;                                       \
247            u32 v = (x);                                 \
248            if (!(v & ~0x000000ff))                      \
249                 r = imm12val(v, 0);                     \
250            else if (!(v & ~0xc000003f))                 \
251                 r = imm12val(v, 2);                     \
252            else if (!(v & ~0xf000000f))                 \
253                 r = imm12val(v, 4);                     \
254            else if (!(v & ~0xfc000003))                 \
255                 r = imm12val(v, 6);                     \
256            else if (!(v & ~0xff000000))                 \
257                 r = imm12val(v, 8);                     \
258            else if (!(v & ~0x3fc00000))                 \
259                 r = imm12val(v, 10);                    \
260            else if (!(v & ~0x0ff00000))                 \
261                 r = imm12val(v, 12);                    \
262            else if (!(v & ~0x03fc0000))                 \
263                 r = imm12val(v, 14);                    \
264            else if (!(v & ~0x00ff0000))                 \
265                 r = imm12val(v, 16);                    \
266            else if (!(v & ~0x003fc000))                 \
267                 r = imm12val(v, 18);                    \
268            else if (!(v & ~0x000ff000))                 \
269                 r = imm12val(v, 20);                    \
270            else if (!(v & ~0x0003fc00))                 \
271                 r = imm12val(v, 22);                    \
272            else if (!(v & ~0x0000ff00))                 \
273                 r = imm12val(v, 24);                    \
274            else if (!(v & ~0x00003fc0))                 \
275                 r = imm12val(v, 26);                    \
276            else if (!(v & ~0x00000ff0))                 \
277                 r = imm12val(v, 28);                    \
278            else if (!(v & ~0x000003fc))                 \
279                 r = imm12val(v, 30);                    \
280            else                                         \
281                 r = -1;                                 \
282            r; })
283
284 /*
285  * Checks if immediate value can be converted to imm12(12 bits) value.
286  */
287 static int imm8m(u32 x)
288 {
289         u32 rot;
290
291         for (rot = 0; rot < 16; rot++)
292                 if ((x & ~ror32(0xff, 2 * rot)) == 0)
293                         return rol32(x, 2 * rot) | (rot << 8);
294         return -1;
295 }
296
297 #define imm8m(x) (__builtin_constant_p(x) ? const_imm8m(x) : imm8m(x))
298
299 static u32 arm_bpf_ldst_imm12(u32 op, u8 rt, u8 rn, s16 imm12)
300 {
301         op |= rt << 12 | rn << 16;
302         if (imm12 >= 0)
303                 op |= ARM_INST_LDST__U;
304         else
305                 imm12 = -imm12;
306         return op | (imm12 & ARM_INST_LDST__IMM12);
307 }
308
309 static u32 arm_bpf_ldst_imm8(u32 op, u8 rt, u8 rn, s16 imm8)
310 {
311         op |= rt << 12 | rn << 16;
312         if (imm8 >= 0)
313                 op |= ARM_INST_LDST__U;
314         else
315                 imm8 = -imm8;
316         return op | (imm8 & 0xf0) << 4 | (imm8 & 0x0f);
317 }
318
319 #define ARM_LDR_I(rt, rn, off)  arm_bpf_ldst_imm12(ARM_INST_LDR_I, rt, rn, off)
320 #define ARM_LDRB_I(rt, rn, off) arm_bpf_ldst_imm12(ARM_INST_LDRB_I, rt, rn, off)
321 #define ARM_LDRD_I(rt, rn, off) arm_bpf_ldst_imm8(ARM_INST_LDRD_I, rt, rn, off)
322 #define ARM_LDRH_I(rt, rn, off) arm_bpf_ldst_imm8(ARM_INST_LDRH_I, rt, rn, off)
323
324 #define ARM_STR_I(rt, rn, off)  arm_bpf_ldst_imm12(ARM_INST_STR_I, rt, rn, off)
325 #define ARM_STRB_I(rt, rn, off) arm_bpf_ldst_imm12(ARM_INST_STRB_I, rt, rn, off)
326 #define ARM_STRD_I(rt, rn, off) arm_bpf_ldst_imm8(ARM_INST_STRD_I, rt, rn, off)
327 #define ARM_STRH_I(rt, rn, off) arm_bpf_ldst_imm8(ARM_INST_STRH_I, rt, rn, off)
328
329 /*
330  * Initializes the JIT space with undefined instructions.
331  */
332 static void jit_fill_hole(void *area, unsigned int size)
333 {
334         u32 *ptr;
335         /* We are guaranteed to have aligned memory. */
336         for (ptr = area; size >= sizeof(u32); size -= sizeof(u32))
337                 *ptr++ = __opcode_to_mem_arm(ARM_INST_UDF);
338 }
339
340 #if defined(CONFIG_AEABI) && (__LINUX_ARM_ARCH__ >= 5)
341 /* EABI requires the stack to be aligned to 64-bit boundaries */
342 #define STACK_ALIGNMENT 8
343 #else
344 /* Stack must be aligned to 32-bit boundaries */
345 #define STACK_ALIGNMENT 4
346 #endif
347
348 /* total stack size used in JITed code */
349 #define _STACK_SIZE     (ctx->prog->aux->stack_depth + SCRATCH_SIZE)
350 #define STACK_SIZE      ALIGN(_STACK_SIZE, STACK_ALIGNMENT)
351
352 #if __LINUX_ARM_ARCH__ < 7
353
354 static u16 imm_offset(u32 k, struct jit_ctx *ctx)
355 {
356         unsigned int i = 0, offset;
357         u16 imm;
358
359         /* on the "fake" run we just count them (duplicates included) */
360         if (ctx->target == NULL) {
361                 ctx->imm_count++;
362                 return 0;
363         }
364
365         while ((i < ctx->imm_count) && ctx->imms[i]) {
366                 if (ctx->imms[i] == k)
367                         break;
368                 i++;
369         }
370
371         if (ctx->imms[i] == 0)
372                 ctx->imms[i] = k;
373
374         /* constants go just after the epilogue */
375         offset =  ctx->offsets[ctx->prog->len - 1] * 4;
376         offset += ctx->prologue_bytes;
377         offset += ctx->epilogue_bytes;
378         offset += i * 4;
379
380         ctx->target[offset / 4] = k;
381
382         /* PC in ARM mode == address of the instruction + 8 */
383         imm = offset - (8 + ctx->idx * 4);
384
385         if (imm & ~0xfff) {
386                 /*
387                  * literal pool is too far, signal it into flags. we
388                  * can only detect it on the second pass unfortunately.
389                  */
390                 ctx->flags |= FLAG_IMM_OVERFLOW;
391                 return 0;
392         }
393
394         return imm;
395 }
396
397 #endif /* __LINUX_ARM_ARCH__ */
398
399 static inline int bpf2a32_offset(int bpf_to, int bpf_from,
400                                  const struct jit_ctx *ctx) {
401         int to, from;
402
403         if (ctx->target == NULL)
404                 return 0;
405         to = ctx->offsets[bpf_to];
406         from = ctx->offsets[bpf_from];
407
408         return to - from - 1;
409 }
410
411 /*
412  * Move an immediate that's not an imm8m to a core register.
413  */
414 static inline void emit_mov_i_no8m(const u8 rd, u32 val, struct jit_ctx *ctx)
415 {
416 #if __LINUX_ARM_ARCH__ < 7
417         emit(ARM_LDR_I(rd, ARM_PC, imm_offset(val, ctx)), ctx);
418 #else
419         emit(ARM_MOVW(rd, val & 0xffff), ctx);
420         if (val > 0xffff)
421                 emit(ARM_MOVT(rd, val >> 16), ctx);
422 #endif
423 }
424
425 static inline void emit_mov_i(const u8 rd, u32 val, struct jit_ctx *ctx)
426 {
427         int imm12 = imm8m(val);
428
429         if (imm12 >= 0)
430                 emit(ARM_MOV_I(rd, imm12), ctx);
431         else
432                 emit_mov_i_no8m(rd, val, ctx);
433 }
434
435 static void emit_bx_r(u8 tgt_reg, struct jit_ctx *ctx)
436 {
437         if (elf_hwcap & HWCAP_THUMB)
438                 emit(ARM_BX(tgt_reg), ctx);
439         else
440                 emit(ARM_MOV_R(ARM_PC, tgt_reg), ctx);
441 }
442
443 static inline void emit_blx_r(u8 tgt_reg, struct jit_ctx *ctx)
444 {
445 #if __LINUX_ARM_ARCH__ < 5
446         emit(ARM_MOV_R(ARM_LR, ARM_PC), ctx);
447         emit_bx_r(tgt_reg, ctx);
448 #else
449         emit(ARM_BLX_R(tgt_reg), ctx);
450 #endif
451 }
452
453 static inline int epilogue_offset(const struct jit_ctx *ctx)
454 {
455         int to, from;
456         /* No need for 1st dummy run */
457         if (ctx->target == NULL)
458                 return 0;
459         to = ctx->epilogue_offset;
460         from = ctx->idx;
461
462         return to - from - 2;
463 }
464
465 static inline void emit_udivmod(u8 rd, u8 rm, u8 rn, struct jit_ctx *ctx, u8 op)
466 {
467         const s8 *tmp = bpf2a32[TMP_REG_1];
468
469 #if __LINUX_ARM_ARCH__ == 7
470         if (elf_hwcap & HWCAP_IDIVA) {
471                 if (op == BPF_DIV)
472                         emit(ARM_UDIV(rd, rm, rn), ctx);
473                 else {
474                         emit(ARM_UDIV(ARM_IP, rm, rn), ctx);
475                         emit(ARM_MLS(rd, rn, ARM_IP, rm), ctx);
476                 }
477                 return;
478         }
479 #endif
480
481         /*
482          * For BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_K instructions
483          * As ARM_R1 and ARM_R0 contains 1st argument of bpf
484          * function, we need to save it on caller side to save
485          * it from getting destroyed within callee.
486          * After the return from the callee, we restore ARM_R0
487          * ARM_R1.
488          */
489         if (rn != ARM_R1) {
490                 emit(ARM_MOV_R(tmp[0], ARM_R1), ctx);
491                 emit(ARM_MOV_R(ARM_R1, rn), ctx);
492         }
493         if (rm != ARM_R0) {
494                 emit(ARM_MOV_R(tmp[1], ARM_R0), ctx);
495                 emit(ARM_MOV_R(ARM_R0, rm), ctx);
496         }
497
498         /* Call appropriate function */
499         emit_mov_i(ARM_IP, op == BPF_DIV ?
500                    (u32)jit_udiv32 : (u32)jit_mod32, ctx);
501         emit_blx_r(ARM_IP, ctx);
502
503         /* Save return value */
504         if (rd != ARM_R0)
505                 emit(ARM_MOV_R(rd, ARM_R0), ctx);
506
507         /* Restore ARM_R0 and ARM_R1 */
508         if (rn != ARM_R1)
509                 emit(ARM_MOV_R(ARM_R1, tmp[0]), ctx);
510         if (rm != ARM_R0)
511                 emit(ARM_MOV_R(ARM_R0, tmp[1]), ctx);
512 }
513
514 /* Is the translated BPF register on stack? */
515 static bool is_stacked(s8 reg)
516 {
517         return reg < 0;
518 }
519
520 /* If a BPF register is on the stack (stk is true), load it to the
521  * supplied temporary register and return the temporary register
522  * for subsequent operations, otherwise just use the CPU register.
523  */
524 static s8 arm_bpf_get_reg32(s8 reg, s8 tmp, struct jit_ctx *ctx)
525 {
526         if (is_stacked(reg)) {
527                 emit(ARM_LDR_I(tmp, ARM_FP, EBPF_SCRATCH_TO_ARM_FP(reg)), ctx);
528                 reg = tmp;
529         }
530         return reg;
531 }
532
533 static const s8 *arm_bpf_get_reg64(const s8 *reg, const s8 *tmp,
534                                    struct jit_ctx *ctx)
535 {
536         if (is_stacked(reg[1])) {
537                 if (__LINUX_ARM_ARCH__ >= 6 ||
538                     ctx->cpu_architecture >= CPU_ARCH_ARMv5TE) {
539                         emit(ARM_LDRD_I(tmp[1], ARM_FP,
540                                         EBPF_SCRATCH_TO_ARM_FP(reg[1])), ctx);
541                 } else {
542                         emit(ARM_LDR_I(tmp[1], ARM_FP,
543                                        EBPF_SCRATCH_TO_ARM_FP(reg[1])), ctx);
544                         emit(ARM_LDR_I(tmp[0], ARM_FP,
545                                        EBPF_SCRATCH_TO_ARM_FP(reg[0])), ctx);
546                 }
547                 reg = tmp;
548         }
549         return reg;
550 }
551
552 /* If a BPF register is on the stack (stk is true), save the register
553  * back to the stack.  If the source register is not the same, then
554  * move it into the correct register.
555  */
556 static void arm_bpf_put_reg32(s8 reg, s8 src, struct jit_ctx *ctx)
557 {
558         if (is_stacked(reg))
559                 emit(ARM_STR_I(src, ARM_FP, EBPF_SCRATCH_TO_ARM_FP(reg)), ctx);
560         else if (reg != src)
561                 emit(ARM_MOV_R(reg, src), ctx);
562 }
563
564 static void arm_bpf_put_reg64(const s8 *reg, const s8 *src,
565                               struct jit_ctx *ctx)
566 {
567         if (is_stacked(reg[1])) {
568                 if (__LINUX_ARM_ARCH__ >= 6 ||
569                     ctx->cpu_architecture >= CPU_ARCH_ARMv5TE) {
570                         emit(ARM_STRD_I(src[1], ARM_FP,
571                                        EBPF_SCRATCH_TO_ARM_FP(reg[1])), ctx);
572                 } else {
573                         emit(ARM_STR_I(src[1], ARM_FP,
574                                        EBPF_SCRATCH_TO_ARM_FP(reg[1])), ctx);
575                         emit(ARM_STR_I(src[0], ARM_FP,
576                                        EBPF_SCRATCH_TO_ARM_FP(reg[0])), ctx);
577                 }
578         } else {
579                 if (reg[1] != src[1])
580                         emit(ARM_MOV_R(reg[1], src[1]), ctx);
581                 if (reg[0] != src[0])
582                         emit(ARM_MOV_R(reg[0], src[0]), ctx);
583         }
584 }
585
586 static inline void emit_a32_mov_i(const s8 dst, const u32 val,
587                                   struct jit_ctx *ctx)
588 {
589         const s8 *tmp = bpf2a32[TMP_REG_1];
590
591         if (is_stacked(dst)) {
592                 emit_mov_i(tmp[1], val, ctx);
593                 arm_bpf_put_reg32(dst, tmp[1], ctx);
594         } else {
595                 emit_mov_i(dst, val, ctx);
596         }
597 }
598
599 static void emit_a32_mov_i64(const s8 dst[], u64 val, struct jit_ctx *ctx)
600 {
601         const s8 *tmp = bpf2a32[TMP_REG_1];
602         const s8 *rd = is_stacked(dst_lo) ? tmp : dst;
603
604         emit_mov_i(rd[1], (u32)val, ctx);
605         emit_mov_i(rd[0], val >> 32, ctx);
606
607         arm_bpf_put_reg64(dst, rd, ctx);
608 }
609
610 /* Sign extended move */
611 static inline void emit_a32_mov_se_i64(const bool is64, const s8 dst[],
612                                        const u32 val, struct jit_ctx *ctx) {
613         u64 val64 = val;
614
615         if (is64 && (val & (1<<31)))
616                 val64 |= 0xffffffff00000000ULL;
617         emit_a32_mov_i64(dst, val64, ctx);
618 }
619
620 static inline void emit_a32_add_r(const u8 dst, const u8 src,
621                               const bool is64, const bool hi,
622                               struct jit_ctx *ctx) {
623         /* 64 bit :
624          *      adds dst_lo, dst_lo, src_lo
625          *      adc dst_hi, dst_hi, src_hi
626          * 32 bit :
627          *      add dst_lo, dst_lo, src_lo
628          */
629         if (!hi && is64)
630                 emit(ARM_ADDS_R(dst, dst, src), ctx);
631         else if (hi && is64)
632                 emit(ARM_ADC_R(dst, dst, src), ctx);
633         else
634                 emit(ARM_ADD_R(dst, dst, src), ctx);
635 }
636
637 static inline void emit_a32_sub_r(const u8 dst, const u8 src,
638                                   const bool is64, const bool hi,
639                                   struct jit_ctx *ctx) {
640         /* 64 bit :
641          *      subs dst_lo, dst_lo, src_lo
642          *      sbc dst_hi, dst_hi, src_hi
643          * 32 bit :
644          *      sub dst_lo, dst_lo, src_lo
645          */
646         if (!hi && is64)
647                 emit(ARM_SUBS_R(dst, dst, src), ctx);
648         else if (hi && is64)
649                 emit(ARM_SBC_R(dst, dst, src), ctx);
650         else
651                 emit(ARM_SUB_R(dst, dst, src), ctx);
652 }
653
654 static inline void emit_alu_r(const u8 dst, const u8 src, const bool is64,
655                               const bool hi, const u8 op, struct jit_ctx *ctx){
656         switch (BPF_OP(op)) {
657         /* dst = dst + src */
658         case BPF_ADD:
659                 emit_a32_add_r(dst, src, is64, hi, ctx);
660                 break;
661         /* dst = dst - src */
662         case BPF_SUB:
663                 emit_a32_sub_r(dst, src, is64, hi, ctx);
664                 break;
665         /* dst = dst | src */
666         case BPF_OR:
667                 emit(ARM_ORR_R(dst, dst, src), ctx);
668                 break;
669         /* dst = dst & src */
670         case BPF_AND:
671                 emit(ARM_AND_R(dst, dst, src), ctx);
672                 break;
673         /* dst = dst ^ src */
674         case BPF_XOR:
675                 emit(ARM_EOR_R(dst, dst, src), ctx);
676                 break;
677         /* dst = dst * src */
678         case BPF_MUL:
679                 emit(ARM_MUL(dst, dst, src), ctx);
680                 break;
681         /* dst = dst << src */
682         case BPF_LSH:
683                 emit(ARM_LSL_R(dst, dst, src), ctx);
684                 break;
685         /* dst = dst >> src */
686         case BPF_RSH:
687                 emit(ARM_LSR_R(dst, dst, src), ctx);
688                 break;
689         /* dst = dst >> src (signed)*/
690         case BPF_ARSH:
691                 emit(ARM_MOV_SR(dst, dst, SRTYPE_ASR, src), ctx);
692                 break;
693         }
694 }
695
696 /* ALU operation (32 bit)
697  * dst = dst (op) src
698  */
699 static inline void emit_a32_alu_r(const s8 dst, const s8 src,
700                                   struct jit_ctx *ctx, const bool is64,
701                                   const bool hi, const u8 op) {
702         const s8 *tmp = bpf2a32[TMP_REG_1];
703         s8 rn, rd;
704
705         rn = arm_bpf_get_reg32(src, tmp[1], ctx);
706         rd = arm_bpf_get_reg32(dst, tmp[0], ctx);
707         /* ALU operation */
708         emit_alu_r(rd, rn, is64, hi, op, ctx);
709         arm_bpf_put_reg32(dst, rd, ctx);
710 }
711
712 /* ALU operation (64 bit) */
713 static inline void emit_a32_alu_r64(const bool is64, const s8 dst[],
714                                   const s8 src[], struct jit_ctx *ctx,
715                                   const u8 op) {
716         const s8 *tmp = bpf2a32[TMP_REG_1];
717         const s8 *tmp2 = bpf2a32[TMP_REG_2];
718         const s8 *rd;
719
720         rd = arm_bpf_get_reg64(dst, tmp, ctx);
721         if (is64) {
722                 const s8 *rs;
723
724                 rs = arm_bpf_get_reg64(src, tmp2, ctx);
725
726                 /* ALU operation */
727                 emit_alu_r(rd[1], rs[1], true, false, op, ctx);
728                 emit_alu_r(rd[0], rs[0], true, true, op, ctx);
729         } else {
730                 s8 rs;
731
732                 rs = arm_bpf_get_reg32(src_lo, tmp2[1], ctx);
733
734                 /* ALU operation */
735                 emit_alu_r(rd[1], rs, true, false, op, ctx);
736                 if (!ctx->prog->aux->verifier_zext)
737                         emit_a32_mov_i(rd[0], 0, ctx);
738         }
739
740         arm_bpf_put_reg64(dst, rd, ctx);
741 }
742
743 /* dst = src (4 bytes)*/
744 static inline void emit_a32_mov_r(const s8 dst, const s8 src,
745                                   struct jit_ctx *ctx) {
746         const s8 *tmp = bpf2a32[TMP_REG_1];
747         s8 rt;
748
749         rt = arm_bpf_get_reg32(src, tmp[0], ctx);
750         arm_bpf_put_reg32(dst, rt, ctx);
751 }
752
753 /* dst = src */
754 static inline void emit_a32_mov_r64(const bool is64, const s8 dst[],
755                                   const s8 src[],
756                                   struct jit_ctx *ctx) {
757         if (!is64) {
758                 emit_a32_mov_r(dst_lo, src_lo, ctx);
759                 if (!ctx->prog->aux->verifier_zext)
760                         /* Zero out high 4 bytes */
761                         emit_a32_mov_i(dst_hi, 0, ctx);
762         } else if (__LINUX_ARM_ARCH__ < 6 &&
763                    ctx->cpu_architecture < CPU_ARCH_ARMv5TE) {
764                 /* complete 8 byte move */
765                 emit_a32_mov_r(dst_lo, src_lo, ctx);
766                 emit_a32_mov_r(dst_hi, src_hi, ctx);
767         } else if (is_stacked(src_lo) && is_stacked(dst_lo)) {
768                 const u8 *tmp = bpf2a32[TMP_REG_1];
769
770                 emit(ARM_LDRD_I(tmp[1], ARM_FP, EBPF_SCRATCH_TO_ARM_FP(src_lo)), ctx);
771                 emit(ARM_STRD_I(tmp[1], ARM_FP, EBPF_SCRATCH_TO_ARM_FP(dst_lo)), ctx);
772         } else if (is_stacked(src_lo)) {
773                 emit(ARM_LDRD_I(dst[1], ARM_FP, EBPF_SCRATCH_TO_ARM_FP(src_lo)), ctx);
774         } else if (is_stacked(dst_lo)) {
775                 emit(ARM_STRD_I(src[1], ARM_FP, EBPF_SCRATCH_TO_ARM_FP(dst_lo)), ctx);
776         } else {
777                 emit(ARM_MOV_R(dst[0], src[0]), ctx);
778                 emit(ARM_MOV_R(dst[1], src[1]), ctx);
779         }
780 }
781
782 /* Shift operations */
783 static inline void emit_a32_alu_i(const s8 dst, const u32 val,
784                                 struct jit_ctx *ctx, const u8 op) {
785         const s8 *tmp = bpf2a32[TMP_REG_1];
786         s8 rd;
787
788         rd = arm_bpf_get_reg32(dst, tmp[0], ctx);
789
790         /* Do shift operation */
791         switch (op) {
792         case BPF_LSH:
793                 emit(ARM_LSL_I(rd, rd, val), ctx);
794                 break;
795         case BPF_RSH:
796                 emit(ARM_LSR_I(rd, rd, val), ctx);
797                 break;
798         case BPF_NEG:
799                 emit(ARM_RSB_I(rd, rd, val), ctx);
800                 break;
801         }
802
803         arm_bpf_put_reg32(dst, rd, ctx);
804 }
805
806 /* dst = ~dst (64 bit) */
807 static inline void emit_a32_neg64(const s8 dst[],
808                                 struct jit_ctx *ctx){
809         const s8 *tmp = bpf2a32[TMP_REG_1];
810         const s8 *rd;
811
812         /* Setup Operand */
813         rd = arm_bpf_get_reg64(dst, tmp, ctx);
814
815         /* Do Negate Operation */
816         emit(ARM_RSBS_I(rd[1], rd[1], 0), ctx);
817         emit(ARM_RSC_I(rd[0], rd[0], 0), ctx);
818
819         arm_bpf_put_reg64(dst, rd, ctx);
820 }
821
822 /* dst = dst << src */
823 static inline void emit_a32_lsh_r64(const s8 dst[], const s8 src[],
824                                     struct jit_ctx *ctx) {
825         const s8 *tmp = bpf2a32[TMP_REG_1];
826         const s8 *tmp2 = bpf2a32[TMP_REG_2];
827         const s8 *rd;
828         s8 rt;
829
830         /* Setup Operands */
831         rt = arm_bpf_get_reg32(src_lo, tmp2[1], ctx);
832         rd = arm_bpf_get_reg64(dst, tmp, ctx);
833
834         /* Do LSH operation */
835         emit(ARM_SUB_I(ARM_IP, rt, 32), ctx);
836         emit(ARM_RSB_I(tmp2[0], rt, 32), ctx);
837         emit(ARM_MOV_SR(ARM_LR, rd[0], SRTYPE_ASL, rt), ctx);
838         emit(ARM_ORR_SR(ARM_LR, ARM_LR, rd[1], SRTYPE_ASL, ARM_IP), ctx);
839         emit(ARM_ORR_SR(ARM_IP, ARM_LR, rd[1], SRTYPE_LSR, tmp2[0]), ctx);
840         emit(ARM_MOV_SR(ARM_LR, rd[1], SRTYPE_ASL, rt), ctx);
841
842         arm_bpf_put_reg32(dst_lo, ARM_LR, ctx);
843         arm_bpf_put_reg32(dst_hi, ARM_IP, ctx);
844 }
845
846 /* dst = dst >> src (signed)*/
847 static inline void emit_a32_arsh_r64(const s8 dst[], const s8 src[],
848                                      struct jit_ctx *ctx) {
849         const s8 *tmp = bpf2a32[TMP_REG_1];
850         const s8 *tmp2 = bpf2a32[TMP_REG_2];
851         const s8 *rd;
852         s8 rt;
853
854         /* Setup Operands */
855         rt = arm_bpf_get_reg32(src_lo, tmp2[1], ctx);
856         rd = arm_bpf_get_reg64(dst, tmp, ctx);
857
858         /* Do the ARSH operation */
859         emit(ARM_RSB_I(ARM_IP, rt, 32), ctx);
860         emit(ARM_SUBS_I(tmp2[0], rt, 32), ctx);
861         emit(ARM_MOV_SR(ARM_LR, rd[1], SRTYPE_LSR, rt), ctx);
862         emit(ARM_ORR_SR(ARM_LR, ARM_LR, rd[0], SRTYPE_ASL, ARM_IP), ctx);
863         _emit(ARM_COND_MI, ARM_B(0), ctx);
864         emit(ARM_ORR_SR(ARM_LR, ARM_LR, rd[0], SRTYPE_ASR, tmp2[0]), ctx);
865         emit(ARM_MOV_SR(ARM_IP, rd[0], SRTYPE_ASR, rt), ctx);
866
867         arm_bpf_put_reg32(dst_lo, ARM_LR, ctx);
868         arm_bpf_put_reg32(dst_hi, ARM_IP, ctx);
869 }
870
871 /* dst = dst >> src */
872 static inline void emit_a32_rsh_r64(const s8 dst[], const s8 src[],
873                                     struct jit_ctx *ctx) {
874         const s8 *tmp = bpf2a32[TMP_REG_1];
875         const s8 *tmp2 = bpf2a32[TMP_REG_2];
876         const s8 *rd;
877         s8 rt;
878
879         /* Setup Operands */
880         rt = arm_bpf_get_reg32(src_lo, tmp2[1], ctx);
881         rd = arm_bpf_get_reg64(dst, tmp, ctx);
882
883         /* Do RSH operation */
884         emit(ARM_RSB_I(ARM_IP, rt, 32), ctx);
885         emit(ARM_SUBS_I(tmp2[0], rt, 32), ctx);
886         emit(ARM_MOV_SR(ARM_LR, rd[1], SRTYPE_LSR, rt), ctx);
887         emit(ARM_ORR_SR(ARM_LR, ARM_LR, rd[0], SRTYPE_ASL, ARM_IP), ctx);
888         emit(ARM_ORR_SR(ARM_LR, ARM_LR, rd[0], SRTYPE_LSR, tmp2[0]), ctx);
889         emit(ARM_MOV_SR(ARM_IP, rd[0], SRTYPE_LSR, rt), ctx);
890
891         arm_bpf_put_reg32(dst_lo, ARM_LR, ctx);
892         arm_bpf_put_reg32(dst_hi, ARM_IP, ctx);
893 }
894
895 /* dst = dst << val */
896 static inline void emit_a32_lsh_i64(const s8 dst[],
897                                     const u32 val, struct jit_ctx *ctx){
898         const s8 *tmp = bpf2a32[TMP_REG_1];
899         const s8 *tmp2 = bpf2a32[TMP_REG_2];
900         const s8 *rd;
901
902         /* Setup operands */
903         rd = arm_bpf_get_reg64(dst, tmp, ctx);
904
905         /* Do LSH operation */
906         if (val < 32) {
907                 emit(ARM_MOV_SI(tmp2[0], rd[0], SRTYPE_ASL, val), ctx);
908                 emit(ARM_ORR_SI(rd[0], tmp2[0], rd[1], SRTYPE_LSR, 32 - val), ctx);
909                 emit(ARM_MOV_SI(rd[1], rd[1], SRTYPE_ASL, val), ctx);
910         } else {
911                 if (val == 32)
912                         emit(ARM_MOV_R(rd[0], rd[1]), ctx);
913                 else
914                         emit(ARM_MOV_SI(rd[0], rd[1], SRTYPE_ASL, val - 32), ctx);
915                 emit(ARM_EOR_R(rd[1], rd[1], rd[1]), ctx);
916         }
917
918         arm_bpf_put_reg64(dst, rd, ctx);
919 }
920
921 /* dst = dst >> val */
922 static inline void emit_a32_rsh_i64(const s8 dst[],
923                                     const u32 val, struct jit_ctx *ctx) {
924         const s8 *tmp = bpf2a32[TMP_REG_1];
925         const s8 *tmp2 = bpf2a32[TMP_REG_2];
926         const s8 *rd;
927
928         /* Setup operands */
929         rd = arm_bpf_get_reg64(dst, tmp, ctx);
930
931         /* Do LSR operation */
932         if (val == 0) {
933                 /* An immediate value of 0 encodes a shift amount of 32
934                  * for LSR. To shift by 0, don't do anything.
935                  */
936         } else if (val < 32) {
937                 emit(ARM_MOV_SI(tmp2[1], rd[1], SRTYPE_LSR, val), ctx);
938                 emit(ARM_ORR_SI(rd[1], tmp2[1], rd[0], SRTYPE_ASL, 32 - val), ctx);
939                 emit(ARM_MOV_SI(rd[0], rd[0], SRTYPE_LSR, val), ctx);
940         } else if (val == 32) {
941                 emit(ARM_MOV_R(rd[1], rd[0]), ctx);
942                 emit(ARM_MOV_I(rd[0], 0), ctx);
943         } else {
944                 emit(ARM_MOV_SI(rd[1], rd[0], SRTYPE_LSR, val - 32), ctx);
945                 emit(ARM_MOV_I(rd[0], 0), ctx);
946         }
947
948         arm_bpf_put_reg64(dst, rd, ctx);
949 }
950
951 /* dst = dst >> val (signed) */
952 static inline void emit_a32_arsh_i64(const s8 dst[],
953                                      const u32 val, struct jit_ctx *ctx){
954         const s8 *tmp = bpf2a32[TMP_REG_1];
955         const s8 *tmp2 = bpf2a32[TMP_REG_2];
956         const s8 *rd;
957
958         /* Setup operands */
959         rd = arm_bpf_get_reg64(dst, tmp, ctx);
960
961         /* Do ARSH operation */
962         if (val == 0) {
963                 /* An immediate value of 0 encodes a shift amount of 32
964                  * for ASR. To shift by 0, don't do anything.
965                  */
966         } else if (val < 32) {
967                 emit(ARM_MOV_SI(tmp2[1], rd[1], SRTYPE_LSR, val), ctx);
968                 emit(ARM_ORR_SI(rd[1], tmp2[1], rd[0], SRTYPE_ASL, 32 - val), ctx);
969                 emit(ARM_MOV_SI(rd[0], rd[0], SRTYPE_ASR, val), ctx);
970         } else if (val == 32) {
971                 emit(ARM_MOV_R(rd[1], rd[0]), ctx);
972                 emit(ARM_MOV_SI(rd[0], rd[0], SRTYPE_ASR, 31), ctx);
973         } else {
974                 emit(ARM_MOV_SI(rd[1], rd[0], SRTYPE_ASR, val - 32), ctx);
975                 emit(ARM_MOV_SI(rd[0], rd[0], SRTYPE_ASR, 31), ctx);
976         }
977
978         arm_bpf_put_reg64(dst, rd, ctx);
979 }
980
981 static inline void emit_a32_mul_r64(const s8 dst[], const s8 src[],
982                                     struct jit_ctx *ctx) {
983         const s8 *tmp = bpf2a32[TMP_REG_1];
984         const s8 *tmp2 = bpf2a32[TMP_REG_2];
985         const s8 *rd, *rt;
986
987         /* Setup operands for multiplication */
988         rd = arm_bpf_get_reg64(dst, tmp, ctx);
989         rt = arm_bpf_get_reg64(src, tmp2, ctx);
990
991         /* Do Multiplication */
992         emit(ARM_MUL(ARM_IP, rd[1], rt[0]), ctx);
993         emit(ARM_MUL(ARM_LR, rd[0], rt[1]), ctx);
994         emit(ARM_ADD_R(ARM_LR, ARM_IP, ARM_LR), ctx);
995
996         emit(ARM_UMULL(ARM_IP, rd[0], rd[1], rt[1]), ctx);
997         emit(ARM_ADD_R(rd[0], ARM_LR, rd[0]), ctx);
998
999         arm_bpf_put_reg32(dst_lo, ARM_IP, ctx);
1000         arm_bpf_put_reg32(dst_hi, rd[0], ctx);
1001 }
1002
1003 static bool is_ldst_imm(s16 off, const u8 size)
1004 {
1005         s16 off_max = 0;
1006
1007         switch (size) {
1008         case BPF_B:
1009         case BPF_W:
1010                 off_max = 0xfff;
1011                 break;
1012         case BPF_H:
1013                 off_max = 0xff;
1014                 break;
1015         case BPF_DW:
1016                 /* Need to make sure off+4 does not overflow. */
1017                 off_max = 0xfff - 4;
1018                 break;
1019         }
1020         return -off_max <= off && off <= off_max;
1021 }
1022
1023 /* *(size *)(dst + off) = src */
1024 static inline void emit_str_r(const s8 dst, const s8 src[],
1025                               s16 off, struct jit_ctx *ctx, const u8 sz){
1026         const s8 *tmp = bpf2a32[TMP_REG_1];
1027         s8 rd;
1028
1029         rd = arm_bpf_get_reg32(dst, tmp[1], ctx);
1030
1031         if (!is_ldst_imm(off, sz)) {
1032                 emit_a32_mov_i(tmp[0], off, ctx);
1033                 emit(ARM_ADD_R(tmp[0], tmp[0], rd), ctx);
1034                 rd = tmp[0];
1035                 off = 0;
1036         }
1037         switch (sz) {
1038         case BPF_B:
1039                 /* Store a Byte */
1040                 emit(ARM_STRB_I(src_lo, rd, off), ctx);
1041                 break;
1042         case BPF_H:
1043                 /* Store a HalfWord */
1044                 emit(ARM_STRH_I(src_lo, rd, off), ctx);
1045                 break;
1046         case BPF_W:
1047                 /* Store a Word */
1048                 emit(ARM_STR_I(src_lo, rd, off), ctx);
1049                 break;
1050         case BPF_DW:
1051                 /* Store a Double Word */
1052                 emit(ARM_STR_I(src_lo, rd, off), ctx);
1053                 emit(ARM_STR_I(src_hi, rd, off + 4), ctx);
1054                 break;
1055         }
1056 }
1057
1058 /* dst = *(size*)(src + off) */
1059 static inline void emit_ldx_r(const s8 dst[], const s8 src,
1060                               s16 off, struct jit_ctx *ctx, const u8 sz){
1061         const s8 *tmp = bpf2a32[TMP_REG_1];
1062         const s8 *rd = is_stacked(dst_lo) ? tmp : dst;
1063         s8 rm = src;
1064
1065         if (!is_ldst_imm(off, sz)) {
1066                 emit_a32_mov_i(tmp[0], off, ctx);
1067                 emit(ARM_ADD_R(tmp[0], tmp[0], src), ctx);
1068                 rm = tmp[0];
1069                 off = 0;
1070         } else if (rd[1] == rm) {
1071                 emit(ARM_MOV_R(tmp[0], rm), ctx);
1072                 rm = tmp[0];
1073         }
1074         switch (sz) {
1075         case BPF_B:
1076                 /* Load a Byte */
1077                 emit(ARM_LDRB_I(rd[1], rm, off), ctx);
1078                 if (!ctx->prog->aux->verifier_zext)
1079                         emit_a32_mov_i(rd[0], 0, ctx);
1080                 break;
1081         case BPF_H:
1082                 /* Load a HalfWord */
1083                 emit(ARM_LDRH_I(rd[1], rm, off), ctx);
1084                 if (!ctx->prog->aux->verifier_zext)
1085                         emit_a32_mov_i(rd[0], 0, ctx);
1086                 break;
1087         case BPF_W:
1088                 /* Load a Word */
1089                 emit(ARM_LDR_I(rd[1], rm, off), ctx);
1090                 if (!ctx->prog->aux->verifier_zext)
1091                         emit_a32_mov_i(rd[0], 0, ctx);
1092                 break;
1093         case BPF_DW:
1094                 /* Load a Double Word */
1095                 emit(ARM_LDR_I(rd[1], rm, off), ctx);
1096                 emit(ARM_LDR_I(rd[0], rm, off + 4), ctx);
1097                 break;
1098         }
1099         arm_bpf_put_reg64(dst, rd, ctx);
1100 }
1101
1102 /* Arithmatic Operation */
1103 static inline void emit_ar_r(const u8 rd, const u8 rt, const u8 rm,
1104                              const u8 rn, struct jit_ctx *ctx, u8 op,
1105                              bool is_jmp64) {
1106         switch (op) {
1107         case BPF_JSET:
1108                 if (is_jmp64) {
1109                         emit(ARM_AND_R(ARM_IP, rt, rn), ctx);
1110                         emit(ARM_AND_R(ARM_LR, rd, rm), ctx);
1111                         emit(ARM_ORRS_R(ARM_IP, ARM_LR, ARM_IP), ctx);
1112                 } else {
1113                         emit(ARM_ANDS_R(ARM_IP, rt, rn), ctx);
1114                 }
1115                 break;
1116         case BPF_JEQ:
1117         case BPF_JNE:
1118         case BPF_JGT:
1119         case BPF_JGE:
1120         case BPF_JLE:
1121         case BPF_JLT:
1122                 if (is_jmp64) {
1123                         emit(ARM_CMP_R(rd, rm), ctx);
1124                         /* Only compare low halve if high halve are equal. */
1125                         _emit(ARM_COND_EQ, ARM_CMP_R(rt, rn), ctx);
1126                 } else {
1127                         emit(ARM_CMP_R(rt, rn), ctx);
1128                 }
1129                 break;
1130         case BPF_JSLE:
1131         case BPF_JSGT:
1132                 emit(ARM_CMP_R(rn, rt), ctx);
1133                 if (is_jmp64)
1134                         emit(ARM_SBCS_R(ARM_IP, rm, rd), ctx);
1135                 break;
1136         case BPF_JSLT:
1137         case BPF_JSGE:
1138                 emit(ARM_CMP_R(rt, rn), ctx);
1139                 if (is_jmp64)
1140                         emit(ARM_SBCS_R(ARM_IP, rd, rm), ctx);
1141                 break;
1142         }
1143 }
1144
1145 static int out_offset = -1; /* initialized on the first pass of build_body() */
1146 static int emit_bpf_tail_call(struct jit_ctx *ctx)
1147 {
1148
1149         /* bpf_tail_call(void *prog_ctx, struct bpf_array *array, u64 index) */
1150         const s8 *r2 = bpf2a32[BPF_REG_2];
1151         const s8 *r3 = bpf2a32[BPF_REG_3];
1152         const s8 *tmp = bpf2a32[TMP_REG_1];
1153         const s8 *tmp2 = bpf2a32[TMP_REG_2];
1154         const s8 *tcc = bpf2a32[TCALL_CNT];
1155         const s8 *tc;
1156         const int idx0 = ctx->idx;
1157 #define cur_offset (ctx->idx - idx0)
1158 #define jmp_offset (out_offset - (cur_offset) - 2)
1159         u32 lo, hi;
1160         s8 r_array, r_index;
1161         int off;
1162
1163         /* if (index >= array->map.max_entries)
1164          *      goto out;
1165          */
1166         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct bpf_array, map.max_entries) >
1167                      ARM_INST_LDST__IMM12);
1168         off = offsetof(struct bpf_array, map.max_entries);
1169         r_array = arm_bpf_get_reg32(r2[1], tmp2[0], ctx);
1170         /* index is 32-bit for arrays */
1171         r_index = arm_bpf_get_reg32(r3[1], tmp2[1], ctx);
1172         /* array->map.max_entries */
1173         emit(ARM_LDR_I(tmp[1], r_array, off), ctx);
1174         /* index >= array->map.max_entries */
1175         emit(ARM_CMP_R(r_index, tmp[1]), ctx);
1176         _emit(ARM_COND_CS, ARM_B(jmp_offset), ctx);
1177
1178         /* tmp2[0] = array, tmp2[1] = index */
1179
1180         /* if (tail_call_cnt > MAX_TAIL_CALL_CNT)
1181          *      goto out;
1182          * tail_call_cnt++;
1183          */
1184         lo = (u32)MAX_TAIL_CALL_CNT;
1185         hi = (u32)((u64)MAX_TAIL_CALL_CNT >> 32);
1186         tc = arm_bpf_get_reg64(tcc, tmp, ctx);
1187         emit(ARM_CMP_I(tc[0], hi), ctx);
1188         _emit(ARM_COND_EQ, ARM_CMP_I(tc[1], lo), ctx);
1189         _emit(ARM_COND_HI, ARM_B(jmp_offset), ctx);
1190         emit(ARM_ADDS_I(tc[1], tc[1], 1), ctx);
1191         emit(ARM_ADC_I(tc[0], tc[0], 0), ctx);
1192         arm_bpf_put_reg64(tcc, tmp, ctx);
1193
1194         /* prog = array->ptrs[index]
1195          * if (prog == NULL)
1196          *      goto out;
1197          */
1198         BUILD_BUG_ON(imm8m(offsetof(struct bpf_array, ptrs)) < 0);
1199         off = imm8m(offsetof(struct bpf_array, ptrs));
1200         emit(ARM_ADD_I(tmp[1], r_array, off), ctx);
1201         emit(ARM_LDR_R_SI(tmp[1], tmp[1], r_index, SRTYPE_ASL, 2), ctx);
1202         emit(ARM_CMP_I(tmp[1], 0), ctx);
1203         _emit(ARM_COND_EQ, ARM_B(jmp_offset), ctx);
1204
1205         /* goto *(prog->bpf_func + prologue_size); */
1206         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct bpf_prog, bpf_func) >
1207                      ARM_INST_LDST__IMM12);
1208         off = offsetof(struct bpf_prog, bpf_func);
1209         emit(ARM_LDR_I(tmp[1], tmp[1], off), ctx);
1210         emit(ARM_ADD_I(tmp[1], tmp[1], ctx->prologue_bytes), ctx);
1211         emit_bx_r(tmp[1], ctx);
1212
1213         /* out: */
1214         if (out_offset == -1)
1215                 out_offset = cur_offset;
1216         if (cur_offset != out_offset) {
1217                 pr_err_once("tail_call out_offset = %d, expected %d!\n",
1218                             cur_offset, out_offset);
1219                 return -1;
1220         }
1221         return 0;
1222 #undef cur_offset
1223 #undef jmp_offset
1224 }
1225
1226 /* 0xabcd => 0xcdab */
1227 static inline void emit_rev16(const u8 rd, const u8 rn, struct jit_ctx *ctx)
1228 {
1229 #if __LINUX_ARM_ARCH__ < 6
1230         const s8 *tmp2 = bpf2a32[TMP_REG_2];
1231
1232         emit(ARM_AND_I(tmp2[1], rn, 0xff), ctx);
1233         emit(ARM_MOV_SI(tmp2[0], rn, SRTYPE_LSR, 8), ctx);
1234         emit(ARM_AND_I(tmp2[0], tmp2[0], 0xff), ctx);
1235         emit(ARM_ORR_SI(rd, tmp2[0], tmp2[1], SRTYPE_LSL, 8), ctx);
1236 #else /* ARMv6+ */
1237         emit(ARM_REV16(rd, rn), ctx);
1238 #endif
1239 }
1240
1241 /* 0xabcdefgh => 0xghefcdab */
1242 static inline void emit_rev32(const u8 rd, const u8 rn, struct jit_ctx *ctx)
1243 {
1244 #if __LINUX_ARM_ARCH__ < 6
1245         const s8 *tmp2 = bpf2a32[TMP_REG_2];
1246
1247         emit(ARM_AND_I(tmp2[1], rn, 0xff), ctx);
1248         emit(ARM_MOV_SI(tmp2[0], rn, SRTYPE_LSR, 24), ctx);
1249         emit(ARM_ORR_SI(ARM_IP, tmp2[0], tmp2[1], SRTYPE_LSL, 24), ctx);
1250
1251         emit(ARM_MOV_SI(tmp2[1], rn, SRTYPE_LSR, 8), ctx);
1252         emit(ARM_AND_I(tmp2[1], tmp2[1], 0xff), ctx);
1253         emit(ARM_MOV_SI(tmp2[0], rn, SRTYPE_LSR, 16), ctx);
1254         emit(ARM_AND_I(tmp2[0], tmp2[0], 0xff), ctx);
1255         emit(ARM_MOV_SI(tmp2[0], tmp2[0], SRTYPE_LSL, 8), ctx);
1256         emit(ARM_ORR_SI(tmp2[0], tmp2[0], tmp2[1], SRTYPE_LSL, 16), ctx);
1257         emit(ARM_ORR_R(rd, ARM_IP, tmp2[0]), ctx);
1258
1259 #else /* ARMv6+ */
1260         emit(ARM_REV(rd, rn), ctx);
1261 #endif
1262 }
1263
1264 // push the scratch stack register on top of the stack
1265 static inline void emit_push_r64(const s8 src[], struct jit_ctx *ctx)
1266 {
1267         const s8 *tmp2 = bpf2a32[TMP_REG_2];
1268         const s8 *rt;
1269         u16 reg_set = 0;
1270
1271         rt = arm_bpf_get_reg64(src, tmp2, ctx);
1272
1273         reg_set = (1 << rt[1]) | (1 << rt[0]);
1274         emit(ARM_PUSH(reg_set), ctx);
1275 }
1276
1277 static void build_prologue(struct jit_ctx *ctx)
1278 {
1279         const s8 arm_r0 = bpf2a32[BPF_REG_0][1];
1280         const s8 *bpf_r1 = bpf2a32[BPF_REG_1];
1281         const s8 *bpf_fp = bpf2a32[BPF_REG_FP];
1282         const s8 *tcc = bpf2a32[TCALL_CNT];
1283
1284         /* Save callee saved registers. */
1285 #ifdef CONFIG_FRAME_POINTER
1286         u16 reg_set = CALLEE_PUSH_MASK | 1 << ARM_IP | 1 << ARM_PC;
1287         emit(ARM_MOV_R(ARM_IP, ARM_SP), ctx);
1288         emit(ARM_PUSH(reg_set), ctx);
1289         emit(ARM_SUB_I(ARM_FP, ARM_IP, 4), ctx);
1290 #else
1291         emit(ARM_PUSH(CALLEE_PUSH_MASK), ctx);
1292         emit(ARM_MOV_R(ARM_FP, ARM_SP), ctx);
1293 #endif
1294         /* mov r3, #0 */
1295         /* sub r2, sp, #SCRATCH_SIZE */
1296         emit(ARM_MOV_I(bpf_r1[0], 0), ctx);
1297         emit(ARM_SUB_I(bpf_r1[1], ARM_SP, SCRATCH_SIZE), ctx);
1298
1299         ctx->stack_size = imm8m(STACK_SIZE);
1300
1301         /* Set up function call stack */
1302         emit(ARM_SUB_I(ARM_SP, ARM_SP, ctx->stack_size), ctx);
1303
1304         /* Set up BPF prog stack base register */
1305         emit_a32_mov_r64(true, bpf_fp, bpf_r1, ctx);
1306
1307         /* Initialize Tail Count */
1308         emit(ARM_MOV_I(bpf_r1[1], 0), ctx);
1309         emit_a32_mov_r64(true, tcc, bpf_r1, ctx);
1310
1311         /* Move BPF_CTX to BPF_R1 */
1312         emit(ARM_MOV_R(bpf_r1[1], arm_r0), ctx);
1313
1314         /* end of prologue */
1315 }
1316
1317 /* restore callee saved registers. */
1318 static void build_epilogue(struct jit_ctx *ctx)
1319 {
1320 #ifdef CONFIG_FRAME_POINTER
1321         /* When using frame pointers, some additional registers need to
1322          * be loaded. */
1323         u16 reg_set = CALLEE_POP_MASK | 1 << ARM_SP;
1324         emit(ARM_SUB_I(ARM_SP, ARM_FP, hweight16(reg_set) * 4), ctx);
1325         emit(ARM_LDM(ARM_SP, reg_set), ctx);
1326 #else
1327         /* Restore callee saved registers. */
1328         emit(ARM_MOV_R(ARM_SP, ARM_FP), ctx);
1329         emit(ARM_POP(CALLEE_POP_MASK), ctx);
1330 #endif
1331 }
1332
1333 /*
1334  * Convert an eBPF instruction to native instruction, i.e
1335  * JITs an eBPF instruction.
1336  * Returns :
1337  *      0  - Successfully JITed an 8-byte eBPF instruction
1338  *      >0 - Successfully JITed a 16-byte eBPF instruction
1339  *      <0 - Failed to JIT.
1340  */
1341 static int build_insn(const struct bpf_insn *insn, struct jit_ctx *ctx)
1342 {
1343         const u8 code = insn->code;
1344         const s8 *dst = bpf2a32[insn->dst_reg];
1345         const s8 *src = bpf2a32[insn->src_reg];
1346         const s8 *tmp = bpf2a32[TMP_REG_1];
1347         const s8 *tmp2 = bpf2a32[TMP_REG_2];
1348         const s16 off = insn->off;
1349         const s32 imm = insn->imm;
1350         const int i = insn - ctx->prog->insnsi;
1351         const bool is64 = BPF_CLASS(code) == BPF_ALU64;
1352         const s8 *rd, *rs;
1353         s8 rd_lo, rt, rm, rn;
1354         s32 jmp_offset;
1355
1356 #define check_imm(bits, imm) do {                               \
1357         if ((imm) >= (1 << ((bits) - 1)) ||                     \
1358             (imm) < -(1 << ((bits) - 1))) {                     \
1359                 pr_info("[%2d] imm=%d(0x%x) out of range\n",    \
1360                         i, imm, imm);                           \
1361                 return -EINVAL;                                 \
1362         }                                                       \
1363 } while (0)
1364 #define check_imm24(imm) check_imm(24, imm)
1365
1366         switch (code) {
1367         /* ALU operations */
1368
1369         /* dst = src */
1370         case BPF_ALU | BPF_MOV | BPF_K:
1371         case BPF_ALU | BPF_MOV | BPF_X:
1372         case BPF_ALU64 | BPF_MOV | BPF_K:
1373         case BPF_ALU64 | BPF_MOV | BPF_X:
1374                 switch (BPF_SRC(code)) {
1375                 case BPF_X:
1376                         if (imm == 1) {
1377                                 /* Special mov32 for zext */
1378                                 emit_a32_mov_i(dst_hi, 0, ctx);
1379                                 break;
1380                         }
1381                         emit_a32_mov_r64(is64, dst, src, ctx);
1382                         break;
1383                 case BPF_K:
1384                         /* Sign-extend immediate value to destination reg */
1385                         emit_a32_mov_se_i64(is64, dst, imm, ctx);
1386                         break;
1387                 }
1388                 break;
1389         /* dst = dst + src/imm */
1390         /* dst = dst - src/imm */
1391         /* dst = dst | src/imm */
1392         /* dst = dst & src/imm */
1393         /* dst = dst ^ src/imm */
1394         /* dst = dst * src/imm */
1395         /* dst = dst << src */
1396         /* dst = dst >> src */
1397         case BPF_ALU | BPF_ADD | BPF_K:
1398         case BPF_ALU | BPF_ADD | BPF_X:
1399         case BPF_ALU | BPF_SUB | BPF_K:
1400         case BPF_ALU | BPF_SUB | BPF_X:
1401         case BPF_ALU | BPF_OR | BPF_K:
1402         case BPF_ALU | BPF_OR | BPF_X:
1403         case BPF_ALU | BPF_AND | BPF_K:
1404         case BPF_ALU | BPF_AND | BPF_X:
1405         case BPF_ALU | BPF_XOR | BPF_K:
1406         case BPF_ALU | BPF_XOR | BPF_X:
1407         case BPF_ALU | BPF_MUL | BPF_K:
1408         case BPF_ALU | BPF_MUL | BPF_X:
1409         case BPF_ALU | BPF_LSH | BPF_X:
1410         case BPF_ALU | BPF_RSH | BPF_X:
1411         case BPF_ALU | BPF_ARSH | BPF_K:
1412         case BPF_ALU | BPF_ARSH | BPF_X:
1413         case BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_K:
1414         case BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X:
1415         case BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_K:
1416         case BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X:
1417         case BPF_ALU64 | BPF_OR | BPF_K:
1418         case BPF_ALU64 | BPF_OR | BPF_X:
1419         case BPF_ALU64 | BPF_AND | BPF_K:
1420         case BPF_ALU64 | BPF_AND | BPF_X:
1421         case BPF_ALU64 | BPF_XOR | BPF_K:
1422         case BPF_ALU64 | BPF_XOR | BPF_X:
1423                 switch (BPF_SRC(code)) {
1424                 case BPF_X:
1425                         emit_a32_alu_r64(is64, dst, src, ctx, BPF_OP(code));
1426                         break;
1427                 case BPF_K:
1428                         /* Move immediate value to the temporary register
1429                          * and then do the ALU operation on the temporary
1430                          * register as this will sign-extend the immediate
1431                          * value into temporary reg and then it would be
1432                          * safe to do the operation on it.
1433                          */
1434                         emit_a32_mov_se_i64(is64, tmp2, imm, ctx);
1435                         emit_a32_alu_r64(is64, dst, tmp2, ctx, BPF_OP(code));
1436                         break;
1437                 }
1438                 break;
1439         /* dst = dst / src(imm) */
1440         /* dst = dst % src(imm) */
1441         case BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_K:
1442         case BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_X:
1443         case BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_K:
1444         case BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_X:
1445                 rd_lo = arm_bpf_get_reg32(dst_lo, tmp2[1], ctx);
1446                 switch (BPF_SRC(code)) {
1447                 case BPF_X:
1448                         rt = arm_bpf_get_reg32(src_lo, tmp2[0], ctx);
1449                         break;
1450                 case BPF_K:
1451                         rt = tmp2[0];
1452                         emit_a32_mov_i(rt, imm, ctx);
1453                         break;
1454                 default:
1455                         rt = src_lo;
1456                         break;
1457                 }
1458                 emit_udivmod(rd_lo, rd_lo, rt, ctx, BPF_OP(code));
1459                 arm_bpf_put_reg32(dst_lo, rd_lo, ctx);
1460                 if (!ctx->prog->aux->verifier_zext)
1461                         emit_a32_mov_i(dst_hi, 0, ctx);
1462                 break;
1463         case BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_K:
1464         case BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_X:
1465         case BPF_ALU64 | BPF_MOD | BPF_K:
1466         case BPF_ALU64 | BPF_MOD | BPF_X:
1467                 goto notyet;
1468         /* dst = dst >> imm */
1469         /* dst = dst << imm */
1470         case BPF_ALU | BPF_RSH | BPF_K:
1471         case BPF_ALU | BPF_LSH | BPF_K:
1472                 if (unlikely(imm > 31))
1473                         return -EINVAL;
1474                 if (imm)
1475                         emit_a32_alu_i(dst_lo, imm, ctx, BPF_OP(code));
1476                 if (!ctx->prog->aux->verifier_zext)
1477                         emit_a32_mov_i(dst_hi, 0, ctx);
1478                 break;
1479         /* dst = dst << imm */
1480         case BPF_ALU64 | BPF_LSH | BPF_K:
1481                 if (unlikely(imm > 63))
1482                         return -EINVAL;
1483                 emit_a32_lsh_i64(dst, imm, ctx);
1484                 break;
1485         /* dst = dst >> imm */
1486         case BPF_ALU64 | BPF_RSH | BPF_K:
1487                 if (unlikely(imm > 63))
1488                         return -EINVAL;
1489                 emit_a32_rsh_i64(dst, imm, ctx);
1490                 break;
1491         /* dst = dst << src */
1492         case BPF_ALU64 | BPF_LSH | BPF_X:
1493                 emit_a32_lsh_r64(dst, src, ctx);
1494                 break;
1495         /* dst = dst >> src */
1496         case BPF_ALU64 | BPF_RSH | BPF_X:
1497                 emit_a32_rsh_r64(dst, src, ctx);
1498                 break;
1499         /* dst = dst >> src (signed) */
1500         case BPF_ALU64 | BPF_ARSH | BPF_X:
1501                 emit_a32_arsh_r64(dst, src, ctx);
1502                 break;
1503         /* dst = dst >> imm (signed) */
1504         case BPF_ALU64 | BPF_ARSH | BPF_K:
1505                 if (unlikely(imm > 63))
1506                         return -EINVAL;
1507                 emit_a32_arsh_i64(dst, imm, ctx);
1508                 break;
1509         /* dst = ~dst */
1510         case BPF_ALU | BPF_NEG:
1511                 emit_a32_alu_i(dst_lo, 0, ctx, BPF_OP(code));
1512                 if (!ctx->prog->aux->verifier_zext)
1513                         emit_a32_mov_i(dst_hi, 0, ctx);
1514                 break;
1515         /* dst = ~dst (64 bit) */
1516         case BPF_ALU64 | BPF_NEG:
1517                 emit_a32_neg64(dst, ctx);
1518                 break;
1519         /* dst = dst * src/imm */
1520         case BPF_ALU64 | BPF_MUL | BPF_X:
1521         case BPF_ALU64 | BPF_MUL | BPF_K:
1522                 switch (BPF_SRC(code)) {
1523                 case BPF_X:
1524                         emit_a32_mul_r64(dst, src, ctx);
1525                         break;
1526                 case BPF_K:
1527                         /* Move immediate value to the temporary register
1528                          * and then do the multiplication on it as this
1529                          * will sign-extend the immediate value into temp
1530                          * reg then it would be safe to do the operation
1531                          * on it.
1532                          */
1533                         emit_a32_mov_se_i64(is64, tmp2, imm, ctx);
1534                         emit_a32_mul_r64(dst, tmp2, ctx);
1535                         break;
1536                 }
1537                 break;
1538         /* dst = htole(dst) */
1539         /* dst = htobe(dst) */
1540         case BPF_ALU | BPF_END | BPF_FROM_LE:
1541         case BPF_ALU | BPF_END | BPF_FROM_BE:
1542                 rd = arm_bpf_get_reg64(dst, tmp, ctx);
1543                 if (BPF_SRC(code) == BPF_FROM_LE)
1544                         goto emit_bswap_uxt;
1545                 switch (imm) {
1546                 case 16:
1547                         emit_rev16(rd[1], rd[1], ctx);
1548                         goto emit_bswap_uxt;
1549                 case 32:
1550                         emit_rev32(rd[1], rd[1], ctx);
1551                         goto emit_bswap_uxt;
1552                 case 64:
1553                         emit_rev32(ARM_LR, rd[1], ctx);
1554                         emit_rev32(rd[1], rd[0], ctx);
1555                         emit(ARM_MOV_R(rd[0], ARM_LR), ctx);
1556                         break;
1557                 }
1558                 goto exit;
1559 emit_bswap_uxt:
1560                 switch (imm) {
1561                 case 16:
1562                         /* zero-extend 16 bits into 64 bits */
1563 #if __LINUX_ARM_ARCH__ < 6
1564                         emit_a32_mov_i(tmp2[1], 0xffff, ctx);
1565                         emit(ARM_AND_R(rd[1], rd[1], tmp2[1]), ctx);
1566 #else /* ARMv6+ */
1567                         emit(ARM_UXTH(rd[1], rd[1]), ctx);
1568 #endif
1569                         if (!ctx->prog->aux->verifier_zext)
1570                                 emit(ARM_EOR_R(rd[0], rd[0], rd[0]), ctx);
1571                         break;
1572                 case 32:
1573                         /* zero-extend 32 bits into 64 bits */
1574                         if (!ctx->prog->aux->verifier_zext)
1575                                 emit(ARM_EOR_R(rd[0], rd[0], rd[0]), ctx);
1576                         break;
1577                 case 64:
1578                         /* nop */
1579                         break;
1580                 }
1581 exit:
1582                 arm_bpf_put_reg64(dst, rd, ctx);
1583                 break;
1584         /* dst = imm64 */
1585         case BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW:
1586         {
1587                 u64 val = (u32)imm | (u64)insn[1].imm << 32;
1588
1589                 emit_a32_mov_i64(dst, val, ctx);
1590
1591                 return 1;
1592         }
1593         /* LDX: dst = *(size *)(src + off) */
1594         case BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_W:
1595         case BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_H:
1596         case BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_B:
1597         case BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_DW:
1598                 rn = arm_bpf_get_reg32(src_lo, tmp2[1], ctx);
1599                 emit_ldx_r(dst, rn, off, ctx, BPF_SIZE(code));
1600                 break;
1601         /* ST: *(size *)(dst + off) = imm */
1602         case BPF_ST | BPF_MEM | BPF_W:
1603         case BPF_ST | BPF_MEM | BPF_H:
1604         case BPF_ST | BPF_MEM | BPF_B:
1605         case BPF_ST | BPF_MEM | BPF_DW:
1606                 switch (BPF_SIZE(code)) {
1607                 case BPF_DW:
1608                         /* Sign-extend immediate value into temp reg */
1609                         emit_a32_mov_se_i64(true, tmp2, imm, ctx);
1610                         break;
1611                 case BPF_W:
1612                 case BPF_H:
1613                 case BPF_B:
1614                         emit_a32_mov_i(tmp2[1], imm, ctx);
1615                         break;
1616                 }
1617                 emit_str_r(dst_lo, tmp2, off, ctx, BPF_SIZE(code));
1618                 break;
1619         /* STX XADD: lock *(u32 *)(dst + off) += src */
1620         case BPF_STX | BPF_XADD | BPF_W:
1621         /* STX XADD: lock *(u64 *)(dst + off) += src */
1622         case BPF_STX | BPF_XADD | BPF_DW:
1623                 goto notyet;
1624         /* STX: *(size *)(dst + off) = src */
1625         case BPF_STX | BPF_MEM | BPF_W:
1626         case BPF_STX | BPF_MEM | BPF_H:
1627         case BPF_STX | BPF_MEM | BPF_B:
1628         case BPF_STX | BPF_MEM | BPF_DW:
1629                 rs = arm_bpf_get_reg64(src, tmp2, ctx);
1630                 emit_str_r(dst_lo, rs, off, ctx, BPF_SIZE(code));
1631                 break;
1632         /* PC += off if dst == src */
1633         /* PC += off if dst > src */
1634         /* PC += off if dst >= src */
1635         /* PC += off if dst < src */
1636         /* PC += off if dst <= src */
1637         /* PC += off if dst != src */
1638         /* PC += off if dst > src (signed) */
1639         /* PC += off if dst >= src (signed) */
1640         /* PC += off if dst < src (signed) */
1641         /* PC += off if dst <= src (signed) */
1642         /* PC += off if dst & src */
1643         case BPF_JMP | BPF_JEQ | BPF_X:
1644         case BPF_JMP | BPF_JGT | BPF_X:
1645         case BPF_JMP | BPF_JGE | BPF_X:
1646         case BPF_JMP | BPF_JNE | BPF_X:
1647         case BPF_JMP | BPF_JSGT | BPF_X:
1648         case BPF_JMP | BPF_JSGE | BPF_X:
1649         case BPF_JMP | BPF_JSET | BPF_X:
1650         case BPF_JMP | BPF_JLE | BPF_X:
1651         case BPF_JMP | BPF_JLT | BPF_X:
1652         case BPF_JMP | BPF_JSLT | BPF_X:
1653         case BPF_JMP | BPF_JSLE | BPF_X:
1654         case BPF_JMP32 | BPF_JEQ | BPF_X:
1655         case BPF_JMP32 | BPF_JGT | BPF_X:
1656         case BPF_JMP32 | BPF_JGE | BPF_X:
1657         case BPF_JMP32 | BPF_JNE | BPF_X:
1658         case BPF_JMP32 | BPF_JSGT | BPF_X:
1659         case BPF_JMP32 | BPF_JSGE | BPF_X:
1660         case BPF_JMP32 | BPF_JSET | BPF_X:
1661         case BPF_JMP32 | BPF_JLE | BPF_X:
1662         case BPF_JMP32 | BPF_JLT | BPF_X:
1663         case BPF_JMP32 | BPF_JSLT | BPF_X:
1664         case BPF_JMP32 | BPF_JSLE | BPF_X:
1665                 /* Setup source registers */
1666                 rm = arm_bpf_get_reg32(src_hi, tmp2[0], ctx);
1667                 rn = arm_bpf_get_reg32(src_lo, tmp2[1], ctx);
1668                 goto go_jmp;
1669         /* PC += off if dst == imm */
1670         /* PC += off if dst > imm */
1671         /* PC += off if dst >= imm */
1672         /* PC += off if dst < imm */
1673         /* PC += off if dst <= imm */
1674         /* PC += off if dst != imm */
1675         /* PC += off if dst > imm (signed) */
1676         /* PC += off if dst >= imm (signed) */
1677         /* PC += off if dst < imm (signed) */
1678         /* PC += off if dst <= imm (signed) */
1679         /* PC += off if dst & imm */
1680         case BPF_JMP | BPF_JEQ | BPF_K:
1681         case BPF_JMP | BPF_JGT | BPF_K:
1682         case BPF_JMP | BPF_JGE | BPF_K:
1683         case BPF_JMP | BPF_JNE | BPF_K:
1684         case BPF_JMP | BPF_JSGT | BPF_K:
1685         case BPF_JMP | BPF_JSGE | BPF_K:
1686         case BPF_JMP | BPF_JSET | BPF_K:
1687         case BPF_JMP | BPF_JLT | BPF_K:
1688         case BPF_JMP | BPF_JLE | BPF_K:
1689         case BPF_JMP | BPF_JSLT | BPF_K:
1690         case BPF_JMP | BPF_JSLE | BPF_K:
1691         case BPF_JMP32 | BPF_JEQ | BPF_K:
1692         case BPF_JMP32 | BPF_JGT | BPF_K:
1693         case BPF_JMP32 | BPF_JGE | BPF_K:
1694         case BPF_JMP32 | BPF_JNE | BPF_K:
1695         case BPF_JMP32 | BPF_JSGT | BPF_K:
1696         case BPF_JMP32 | BPF_JSGE | BPF_K:
1697         case BPF_JMP32 | BPF_JSET | BPF_K:
1698         case BPF_JMP32 | BPF_JLT | BPF_K:
1699         case BPF_JMP32 | BPF_JLE | BPF_K:
1700         case BPF_JMP32 | BPF_JSLT | BPF_K:
1701         case BPF_JMP32 | BPF_JSLE | BPF_K:
1702                 if (off == 0)
1703                         break;
1704                 rm = tmp2[0];
1705                 rn = tmp2[1];
1706                 /* Sign-extend immediate value */
1707                 emit_a32_mov_se_i64(true, tmp2, imm, ctx);
1708 go_jmp:
1709                 /* Setup destination register */
1710                 rd = arm_bpf_get_reg64(dst, tmp, ctx);
1711
1712                 /* Check for the condition */
1713                 emit_ar_r(rd[0], rd[1], rm, rn, ctx, BPF_OP(code),
1714                           BPF_CLASS(code) == BPF_JMP);
1715
1716                 /* Setup JUMP instruction */
1717                 jmp_offset = bpf2a32_offset(i+off, i, ctx);
1718                 switch (BPF_OP(code)) {
1719                 case BPF_JNE:
1720                 case BPF_JSET:
1721                         _emit(ARM_COND_NE, ARM_B(jmp_offset), ctx);
1722                         break;
1723                 case BPF_JEQ:
1724                         _emit(ARM_COND_EQ, ARM_B(jmp_offset), ctx);
1725                         break;
1726                 case BPF_JGT:
1727                         _emit(ARM_COND_HI, ARM_B(jmp_offset), ctx);
1728                         break;
1729                 case BPF_JGE:
1730                         _emit(ARM_COND_CS, ARM_B(jmp_offset), ctx);
1731                         break;
1732                 case BPF_JSGT:
1733                         _emit(ARM_COND_LT, ARM_B(jmp_offset), ctx);
1734                         break;
1735                 case BPF_JSGE:
1736                         _emit(ARM_COND_GE, ARM_B(jmp_offset), ctx);
1737                         break;
1738                 case BPF_JLE:
1739                         _emit(ARM_COND_LS, ARM_B(jmp_offset), ctx);
1740                         break;
1741                 case BPF_JLT:
1742                         _emit(ARM_COND_CC, ARM_B(jmp_offset), ctx);
1743                         break;
1744                 case BPF_JSLT:
1745                         _emit(ARM_COND_LT, ARM_B(jmp_offset), ctx);
1746                         break;
1747                 case BPF_JSLE:
1748                         _emit(ARM_COND_GE, ARM_B(jmp_offset), ctx);
1749                         break;
1750                 }
1751                 break;
1752         /* JMP OFF */
1753         case BPF_JMP | BPF_JA:
1754         {
1755                 if (off == 0)
1756                         break;
1757                 jmp_offset = bpf2a32_offset(i+off, i, ctx);
1758                 check_imm24(jmp_offset);
1759                 emit(ARM_B(jmp_offset), ctx);
1760                 break;
1761         }
1762         /* tail call */
1763         case BPF_JMP | BPF_TAIL_CALL:
1764                 if (emit_bpf_tail_call(ctx))
1765                         return -EFAULT;
1766                 break;
1767         /* function call */
1768         case BPF_JMP | BPF_CALL:
1769         {
1770                 const s8 *r0 = bpf2a32[BPF_REG_0];
1771                 const s8 *r1 = bpf2a32[BPF_REG_1];
1772                 const s8 *r2 = bpf2a32[BPF_REG_2];
1773                 const s8 *r3 = bpf2a32[BPF_REG_3];
1774                 const s8 *r4 = bpf2a32[BPF_REG_4];
1775                 const s8 *r5 = bpf2a32[BPF_REG_5];
1776                 const u32 func = (u32)__bpf_call_base + (u32)imm;
1777
1778                 emit_a32_mov_r64(true, r0, r1, ctx);
1779                 emit_a32_mov_r64(true, r1, r2, ctx);
1780                 emit_push_r64(r5, ctx);
1781                 emit_push_r64(r4, ctx);
1782                 emit_push_r64(r3, ctx);
1783
1784                 emit_a32_mov_i(tmp[1], func, ctx);
1785                 emit_blx_r(tmp[1], ctx);
1786
1787                 emit(ARM_ADD_I(ARM_SP, ARM_SP, imm8m(24)), ctx); // callee clean
1788                 break;
1789         }
1790         /* function return */
1791         case BPF_JMP | BPF_EXIT:
1792                 /* Optimization: when last instruction is EXIT
1793                  * simply fallthrough to epilogue.
1794                  */
1795                 if (i == ctx->prog->len - 1)
1796                         break;
1797                 jmp_offset = epilogue_offset(ctx);
1798                 check_imm24(jmp_offset);
1799                 emit(ARM_B(jmp_offset), ctx);
1800                 break;
1801 notyet:
1802                 pr_info_once("*** NOT YET: opcode %02x ***\n", code);
1803                 return -EFAULT;
1804         default:
1805                 pr_err_once("unknown opcode %02x\n", code);
1806                 return -EINVAL;
1807         }
1808
1809         if (ctx->flags & FLAG_IMM_OVERFLOW)
1810                 /*
1811                  * this instruction generated an overflow when
1812                  * trying to access the literal pool, so
1813                  * delegate this filter to the kernel interpreter.
1814                  */
1815                 return -1;
1816         return 0;
1817 }
1818
1819 static int build_body(struct jit_ctx *ctx)
1820 {
1821         const struct bpf_prog *prog = ctx->prog;
1822         unsigned int i;
1823
1824         for (i = 0; i < prog->len; i++) {
1825                 const struct bpf_insn *insn = &(prog->insnsi[i]);
1826                 int ret;
1827
1828                 ret = build_insn(insn, ctx);
1829
1830                 /* It's used with loading the 64 bit immediate value. */
1831                 if (ret > 0) {
1832                         i++;
1833                         if (ctx->target == NULL)
1834                                 ctx->offsets[i] = ctx->idx;
1835                         continue;
1836                 }
1837
1838                 if (ctx->target == NULL)
1839                         ctx->offsets[i] = ctx->idx;
1840
1841                 /* If unsuccesfull, return with error code */
1842                 if (ret)
1843                         return ret;
1844         }
1845         return 0;
1846 }
1847
1848 static int validate_code(struct jit_ctx *ctx)
1849 {
1850         int i;
1851
1852         for (i = 0; i < ctx->idx; i++) {
1853                 if (ctx->target[i] == __opcode_to_mem_arm(ARM_INST_UDF))
1854                         return -1;
1855         }
1856
1857         return 0;
1858 }
1859
1860 void bpf_jit_compile(struct bpf_prog *prog)
1861 {
1862         /* Nothing to do here. We support Internal BPF. */
1863 }
1864
1865 bool bpf_jit_needs_zext(void)
1866 {
1867         return true;
1868 }
1869
1870 struct bpf_prog *bpf_int_jit_compile(struct bpf_prog *prog)
1871 {
1872         struct bpf_prog *tmp, *orig_prog = prog;
1873         struct bpf_binary_header *header;
1874         bool tmp_blinded = false;
1875         struct jit_ctx ctx;
1876         unsigned int tmp_idx;
1877         unsigned int image_size;
1878         u8 *image_ptr;
1879
1880         /* If BPF JIT was not enabled then we must fall back to
1881          * the interpreter.
1882          */
1883         if (!prog->jit_requested)
1884                 return orig_prog;
1885
1886         /* If constant blinding was enabled and we failed during blinding
1887          * then we must fall back to the interpreter. Otherwise, we save
1888          * the new JITed code.
1889          */
1890         tmp = bpf_jit_blind_constants(prog);
1891
1892         if (IS_ERR(tmp))
1893                 return orig_prog;
1894         if (tmp != prog) {
1895                 tmp_blinded = true;
1896                 prog = tmp;
1897         }
1898
1899         memset(&ctx, 0, sizeof(ctx));
1900         ctx.prog = prog;
1901         ctx.cpu_architecture = cpu_architecture();
1902
1903         /* Not able to allocate memory for offsets[] , then
1904          * we must fall back to the interpreter
1905          */
1906         ctx.offsets = kcalloc(prog->len, sizeof(int), GFP_KERNEL);
1907         if (ctx.offsets == NULL) {
1908                 prog = orig_prog;
1909                 goto out;
1910         }
1911
1912         /* 1) fake pass to find in the length of the JITed code,
1913          * to compute ctx->offsets and other context variables
1914          * needed to compute final JITed code.
1915          * Also, calculate random starting pointer/start of JITed code
1916          * which is prefixed by random number of fault instructions.
1917          *
1918          * If the first pass fails then there is no chance of it
1919          * being successful in the second pass, so just fall back
1920          * to the interpreter.
1921          */
1922         if (build_body(&ctx)) {
1923                 prog = orig_prog;
1924                 goto out_off;
1925         }
1926
1927         tmp_idx = ctx.idx;
1928         build_prologue(&ctx);
1929         ctx.prologue_bytes = (ctx.idx - tmp_idx) * 4;
1930
1931         ctx.epilogue_offset = ctx.idx;
1932
1933 #if __LINUX_ARM_ARCH__ < 7
1934         tmp_idx = ctx.idx;
1935         build_epilogue(&ctx);
1936         ctx.epilogue_bytes = (ctx.idx - tmp_idx) * 4;
1937
1938         ctx.idx += ctx.imm_count;
1939         if (ctx.imm_count) {
1940                 ctx.imms = kcalloc(ctx.imm_count, sizeof(u32), GFP_KERNEL);
1941                 if (ctx.imms == NULL) {
1942                         prog = orig_prog;
1943                         goto out_off;
1944                 }
1945         }
1946 #else
1947         /* there's nothing about the epilogue on ARMv7 */
1948         build_epilogue(&ctx);
1949 #endif
1950         /* Now we can get the actual image size of the JITed arm code.
1951          * Currently, we are not considering the THUMB-2 instructions
1952          * for jit, although it can decrease the size of the image.
1953          *
1954          * As each arm instruction is of length 32bit, we are translating
1955          * number of JITed intructions into the size required to store these
1956          * JITed code.
1957          */
1958         image_size = sizeof(u32) * ctx.idx;
1959
1960         /* Now we know the size of the structure to make */
1961         header = bpf_jit_binary_alloc(image_size, &image_ptr,
1962                                       sizeof(u32), jit_fill_hole);
1963         /* Not able to allocate memory for the structure then
1964          * we must fall back to the interpretation
1965          */
1966         if (header == NULL) {
1967                 prog = orig_prog;
1968                 goto out_imms;
1969         }
1970
1971         /* 2.) Actual pass to generate final JIT code */
1972         ctx.target = (u32 *) image_ptr;
1973         ctx.idx = 0;
1974
1975         build_prologue(&ctx);
1976
1977         /* If building the body of the JITed code fails somehow,
1978          * we fall back to the interpretation.
1979          */
1980         if (build_body(&ctx) < 0) {
1981                 image_ptr = NULL;
1982                 bpf_jit_binary_free(header);
1983                 prog = orig_prog;
1984                 goto out_imms;
1985         }
1986         build_epilogue(&ctx);
1987
1988         /* 3.) Extra pass to validate JITed Code */
1989         if (validate_code(&ctx)) {
1990                 image_ptr = NULL;
1991                 bpf_jit_binary_free(header);
1992                 prog = orig_prog;
1993                 goto out_imms;
1994         }
1995         flush_icache_range((u32)header, (u32)(ctx.target + ctx.idx));
1996
1997         if (bpf_jit_enable > 1)
1998                 /* there are 2 passes here */
1999                 bpf_jit_dump(prog->len, image_size, 2, ctx.target);
2000
2001         bpf_jit_binary_lock_ro(header);
2002         prog->bpf_func = (void *)ctx.target;
2003         prog->jited = 1;
2004         prog->jited_len = image_size;
2005
2006 out_imms:
2007 #if __LINUX_ARM_ARCH__ < 7
2008         if (ctx.imm_count)
2009                 kfree(ctx.imms);
2010 #endif
2011 out_off:
2012         kfree(ctx.offsets);
2013 out:
2014         if (tmp_blinded)
2015                 bpf_jit_prog_release_other(prog, prog == orig_prog ?
2016                                            tmp : orig_prog);
2017         return prog;
2018 }
2019