OSDN Git Service

Merge tag 'wireless-drivers-next-for-davem-2018-10-07' of git://git.kernel.org/pub...
[uclinux-h8/linux.git] / kernel / bpf / verifier.c
1 /* Copyright (c) 2011-2014 PLUMgrid, http://plumgrid.com
2  * Copyright (c) 2016 Facebook
3  *
4  * This program is free software; you can redistribute it and/or
5  * modify it under the terms of version 2 of the GNU General Public
6  * License as published by the Free Software Foundation.
7  *
8  * This program is distributed in the hope that it will be useful, but
9  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
10  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the GNU
11  * General Public License for more details.
12  */
13 #include <linux/kernel.h>
14 #include <linux/types.h>
15 #include <linux/slab.h>
16 #include <linux/bpf.h>
17 #include <linux/bpf_verifier.h>
18 #include <linux/filter.h>
19 #include <net/netlink.h>
20 #include <linux/file.h>
21 #include <linux/vmalloc.h>
22 #include <linux/stringify.h>
23 #include <linux/bsearch.h>
24 #include <linux/sort.h>
25 #include <linux/perf_event.h>
26
27 #include "disasm.h"
28
29 static const struct bpf_verifier_ops * const bpf_verifier_ops[] = {
30 #define BPF_PROG_TYPE(_id, _name) \
31         [_id] = & _name ## _verifier_ops,
32 #define BPF_MAP_TYPE(_id, _ops)
33 #include <linux/bpf_types.h>
34 #undef BPF_PROG_TYPE
35 #undef BPF_MAP_TYPE
36 };
37
38 /* bpf_check() is a static code analyzer that walks eBPF program
39  * instruction by instruction and updates register/stack state.
40  * All paths of conditional branches are analyzed until 'bpf_exit' insn.
41  *
42  * The first pass is depth-first-search to check that the program is a DAG.
43  * It rejects the following programs:
44  * - larger than BPF_MAXINSNS insns
45  * - if loop is present (detected via back-edge)
46  * - unreachable insns exist (shouldn't be a forest. program = one function)
47  * - out of bounds or malformed jumps
48  * The second pass is all possible path descent from the 1st insn.
49  * Since it's analyzing all pathes through the program, the length of the
50  * analysis is limited to 64k insn, which may be hit even if total number of
51  * insn is less then 4K, but there are too many branches that change stack/regs.
52  * Number of 'branches to be analyzed' is limited to 1k
53  *
54  * On entry to each instruction, each register has a type, and the instruction
55  * changes the types of the registers depending on instruction semantics.
56  * If instruction is BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, BPF_REG_5), then type of R5 is
57  * copied to R1.
58  *
59  * All registers are 64-bit.
60  * R0 - return register
61  * R1-R5 argument passing registers
62  * R6-R9 callee saved registers
63  * R10 - frame pointer read-only
64  *
65  * At the start of BPF program the register R1 contains a pointer to bpf_context
66  * and has type PTR_TO_CTX.
67  *
68  * Verifier tracks arithmetic operations on pointers in case:
69  *    BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, BPF_REG_10),
70  *    BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, BPF_REG_1, -20),
71  * 1st insn copies R10 (which has FRAME_PTR) type into R1
72  * and 2nd arithmetic instruction is pattern matched to recognize
73  * that it wants to construct a pointer to some element within stack.
74  * So after 2nd insn, the register R1 has type PTR_TO_STACK
75  * (and -20 constant is saved for further stack bounds checking).
76  * Meaning that this reg is a pointer to stack plus known immediate constant.
77  *
78  * Most of the time the registers have SCALAR_VALUE type, which
79  * means the register has some value, but it's not a valid pointer.
80  * (like pointer plus pointer becomes SCALAR_VALUE type)
81  *
82  * When verifier sees load or store instructions the type of base register
83  * can be: PTR_TO_MAP_VALUE, PTR_TO_CTX, PTR_TO_STACK. These are three pointer
84  * types recognized by check_mem_access() function.
85  *
86  * PTR_TO_MAP_VALUE means that this register is pointing to 'map element value'
87  * and the range of [ptr, ptr + map's value_size) is accessible.
88  *
89  * registers used to pass values to function calls are checked against
90  * function argument constraints.
91  *
92  * ARG_PTR_TO_MAP_KEY is one of such argument constraints.
93  * It means that the register type passed to this function must be
94  * PTR_TO_STACK and it will be used inside the function as
95  * 'pointer to map element key'
96  *
97  * For example the argument constraints for bpf_map_lookup_elem():
98  *   .ret_type = RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL,
99  *   .arg1_type = ARG_CONST_MAP_PTR,
100  *   .arg2_type = ARG_PTR_TO_MAP_KEY,
101  *
102  * ret_type says that this function returns 'pointer to map elem value or null'
103  * function expects 1st argument to be a const pointer to 'struct bpf_map' and
104  * 2nd argument should be a pointer to stack, which will be used inside
105  * the helper function as a pointer to map element key.
106  *
107  * On the kernel side the helper function looks like:
108  * u64 bpf_map_lookup_elem(u64 r1, u64 r2, u64 r3, u64 r4, u64 r5)
109  * {
110  *    struct bpf_map *map = (struct bpf_map *) (unsigned long) r1;
111  *    void *key = (void *) (unsigned long) r2;
112  *    void *value;
113  *
114  *    here kernel can access 'key' and 'map' pointers safely, knowing that
115  *    [key, key + map->key_size) bytes are valid and were initialized on
116  *    the stack of eBPF program.
117  * }
118  *
119  * Corresponding eBPF program may look like:
120  *    BPF_MOV64_REG(BPF_REG_2, BPF_REG_10),  // after this insn R2 type is FRAME_PTR
121  *    BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, BPF_REG_2, -4), // after this insn R2 type is PTR_TO_STACK
122  *    BPF_LD_MAP_FD(BPF_REG_1, map_fd),      // after this insn R1 type is CONST_PTR_TO_MAP
123  *    BPF_RAW_INSN(BPF_JMP | BPF_CALL, 0, 0, 0, BPF_FUNC_map_lookup_elem),
124  * here verifier looks at prototype of map_lookup_elem() and sees:
125  * .arg1_type == ARG_CONST_MAP_PTR and R1->type == CONST_PTR_TO_MAP, which is ok,
126  * Now verifier knows that this map has key of R1->map_ptr->key_size bytes
127  *
128  * Then .arg2_type == ARG_PTR_TO_MAP_KEY and R2->type == PTR_TO_STACK, ok so far,
129  * Now verifier checks that [R2, R2 + map's key_size) are within stack limits
130  * and were initialized prior to this call.
131  * If it's ok, then verifier allows this BPF_CALL insn and looks at
132  * .ret_type which is RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL, so it sets
133  * R0->type = PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL which means bpf_map_lookup_elem() function
134  * returns ether pointer to map value or NULL.
135  *
136  * When type PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL passes through 'if (reg != 0) goto +off'
137  * insn, the register holding that pointer in the true branch changes state to
138  * PTR_TO_MAP_VALUE and the same register changes state to CONST_IMM in the false
139  * branch. See check_cond_jmp_op().
140  *
141  * After the call R0 is set to return type of the function and registers R1-R5
142  * are set to NOT_INIT to indicate that they are no longer readable.
143  */
144
145 /* verifier_state + insn_idx are pushed to stack when branch is encountered */
146 struct bpf_verifier_stack_elem {
147         /* verifer state is 'st'
148          * before processing instruction 'insn_idx'
149          * and after processing instruction 'prev_insn_idx'
150          */
151         struct bpf_verifier_state st;
152         int insn_idx;
153         int prev_insn_idx;
154         struct bpf_verifier_stack_elem *next;
155 };
156
157 #define BPF_COMPLEXITY_LIMIT_INSNS      131072
158 #define BPF_COMPLEXITY_LIMIT_STACK      1024
159
160 #define BPF_MAP_PTR_UNPRIV      1UL
161 #define BPF_MAP_PTR_POISON      ((void *)((0xeB9FUL << 1) +     \
162                                           POISON_POINTER_DELTA))
163 #define BPF_MAP_PTR(X)          ((struct bpf_map *)((X) & ~BPF_MAP_PTR_UNPRIV))
164
165 static bool bpf_map_ptr_poisoned(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
166 {
167         return BPF_MAP_PTR(aux->map_state) == BPF_MAP_PTR_POISON;
168 }
169
170 static bool bpf_map_ptr_unpriv(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
171 {
172         return aux->map_state & BPF_MAP_PTR_UNPRIV;
173 }
174
175 static void bpf_map_ptr_store(struct bpf_insn_aux_data *aux,
176                               const struct bpf_map *map, bool unpriv)
177 {
178         BUILD_BUG_ON((unsigned long)BPF_MAP_PTR_POISON & BPF_MAP_PTR_UNPRIV);
179         unpriv |= bpf_map_ptr_unpriv(aux);
180         aux->map_state = (unsigned long)map |
181                          (unpriv ? BPF_MAP_PTR_UNPRIV : 0UL);
182 }
183
184 struct bpf_call_arg_meta {
185         struct bpf_map *map_ptr;
186         bool raw_mode;
187         bool pkt_access;
188         int regno;
189         int access_size;
190         s64 msize_smax_value;
191         u64 msize_umax_value;
192 };
193
194 static DEFINE_MUTEX(bpf_verifier_lock);
195
196 void bpf_verifier_vlog(struct bpf_verifier_log *log, const char *fmt,
197                        va_list args)
198 {
199         unsigned int n;
200
201         n = vscnprintf(log->kbuf, BPF_VERIFIER_TMP_LOG_SIZE, fmt, args);
202
203         WARN_ONCE(n >= BPF_VERIFIER_TMP_LOG_SIZE - 1,
204                   "verifier log line truncated - local buffer too short\n");
205
206         n = min(log->len_total - log->len_used - 1, n);
207         log->kbuf[n] = '\0';
208
209         if (!copy_to_user(log->ubuf + log->len_used, log->kbuf, n + 1))
210                 log->len_used += n;
211         else
212                 log->ubuf = NULL;
213 }
214
215 /* log_level controls verbosity level of eBPF verifier.
216  * bpf_verifier_log_write() is used to dump the verification trace to the log,
217  * so the user can figure out what's wrong with the program
218  */
219 __printf(2, 3) void bpf_verifier_log_write(struct bpf_verifier_env *env,
220                                            const char *fmt, ...)
221 {
222         va_list args;
223
224         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
225                 return;
226
227         va_start(args, fmt);
228         bpf_verifier_vlog(&env->log, fmt, args);
229         va_end(args);
230 }
231 EXPORT_SYMBOL_GPL(bpf_verifier_log_write);
232
233 __printf(2, 3) static void verbose(void *private_data, const char *fmt, ...)
234 {
235         struct bpf_verifier_env *env = private_data;
236         va_list args;
237
238         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
239                 return;
240
241         va_start(args, fmt);
242         bpf_verifier_vlog(&env->log, fmt, args);
243         va_end(args);
244 }
245
246 static bool type_is_pkt_pointer(enum bpf_reg_type type)
247 {
248         return type == PTR_TO_PACKET ||
249                type == PTR_TO_PACKET_META;
250 }
251
252 /* string representation of 'enum bpf_reg_type' */
253 static const char * const reg_type_str[] = {
254         [NOT_INIT]              = "?",
255         [SCALAR_VALUE]          = "inv",
256         [PTR_TO_CTX]            = "ctx",
257         [CONST_PTR_TO_MAP]      = "map_ptr",
258         [PTR_TO_MAP_VALUE]      = "map_value",
259         [PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL] = "map_value_or_null",
260         [PTR_TO_STACK]          = "fp",
261         [PTR_TO_PACKET]         = "pkt",
262         [PTR_TO_PACKET_META]    = "pkt_meta",
263         [PTR_TO_PACKET_END]     = "pkt_end",
264         [PTR_TO_FLOW_KEYS]      = "flow_keys",
265 };
266
267 static char slot_type_char[] = {
268         [STACK_INVALID] = '?',
269         [STACK_SPILL]   = 'r',
270         [STACK_MISC]    = 'm',
271         [STACK_ZERO]    = '0',
272 };
273
274 static void print_liveness(struct bpf_verifier_env *env,
275                            enum bpf_reg_liveness live)
276 {
277         if (live & (REG_LIVE_READ | REG_LIVE_WRITTEN))
278             verbose(env, "_");
279         if (live & REG_LIVE_READ)
280                 verbose(env, "r");
281         if (live & REG_LIVE_WRITTEN)
282                 verbose(env, "w");
283 }
284
285 static struct bpf_func_state *func(struct bpf_verifier_env *env,
286                                    const struct bpf_reg_state *reg)
287 {
288         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
289
290         return cur->frame[reg->frameno];
291 }
292
293 static void print_verifier_state(struct bpf_verifier_env *env,
294                                  const struct bpf_func_state *state)
295 {
296         const struct bpf_reg_state *reg;
297         enum bpf_reg_type t;
298         int i;
299
300         if (state->frameno)
301                 verbose(env, " frame%d:", state->frameno);
302         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
303                 reg = &state->regs[i];
304                 t = reg->type;
305                 if (t == NOT_INIT)
306                         continue;
307                 verbose(env, " R%d", i);
308                 print_liveness(env, reg->live);
309                 verbose(env, "=%s", reg_type_str[t]);
310                 if ((t == SCALAR_VALUE || t == PTR_TO_STACK) &&
311                     tnum_is_const(reg->var_off)) {
312                         /* reg->off should be 0 for SCALAR_VALUE */
313                         verbose(env, "%lld", reg->var_off.value + reg->off);
314                         if (t == PTR_TO_STACK)
315                                 verbose(env, ",call_%d", func(env, reg)->callsite);
316                 } else {
317                         verbose(env, "(id=%d", reg->id);
318                         if (t != SCALAR_VALUE)
319                                 verbose(env, ",off=%d", reg->off);
320                         if (type_is_pkt_pointer(t))
321                                 verbose(env, ",r=%d", reg->range);
322                         else if (t == CONST_PTR_TO_MAP ||
323                                  t == PTR_TO_MAP_VALUE ||
324                                  t == PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL)
325                                 verbose(env, ",ks=%d,vs=%d",
326                                         reg->map_ptr->key_size,
327                                         reg->map_ptr->value_size);
328                         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
329                                 /* Typically an immediate SCALAR_VALUE, but
330                                  * could be a pointer whose offset is too big
331                                  * for reg->off
332                                  */
333                                 verbose(env, ",imm=%llx", reg->var_off.value);
334                         } else {
335                                 if (reg->smin_value != reg->umin_value &&
336                                     reg->smin_value != S64_MIN)
337                                         verbose(env, ",smin_value=%lld",
338                                                 (long long)reg->smin_value);
339                                 if (reg->smax_value != reg->umax_value &&
340                                     reg->smax_value != S64_MAX)
341                                         verbose(env, ",smax_value=%lld",
342                                                 (long long)reg->smax_value);
343                                 if (reg->umin_value != 0)
344                                         verbose(env, ",umin_value=%llu",
345                                                 (unsigned long long)reg->umin_value);
346                                 if (reg->umax_value != U64_MAX)
347                                         verbose(env, ",umax_value=%llu",
348                                                 (unsigned long long)reg->umax_value);
349                                 if (!tnum_is_unknown(reg->var_off)) {
350                                         char tn_buf[48];
351
352                                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
353                                         verbose(env, ",var_off=%s", tn_buf);
354                                 }
355                         }
356                         verbose(env, ")");
357                 }
358         }
359         for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
360                 char types_buf[BPF_REG_SIZE + 1];
361                 bool valid = false;
362                 int j;
363
364                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++) {
365                         if (state->stack[i].slot_type[j] != STACK_INVALID)
366                                 valid = true;
367                         types_buf[j] = slot_type_char[
368                                         state->stack[i].slot_type[j]];
369                 }
370                 types_buf[BPF_REG_SIZE] = 0;
371                 if (!valid)
372                         continue;
373                 verbose(env, " fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
374                 print_liveness(env, state->stack[i].spilled_ptr.live);
375                 if (state->stack[i].slot_type[0] == STACK_SPILL)
376                         verbose(env, "=%s",
377                                 reg_type_str[state->stack[i].spilled_ptr.type]);
378                 else
379                         verbose(env, "=%s", types_buf);
380         }
381         verbose(env, "\n");
382 }
383
384 static int copy_stack_state(struct bpf_func_state *dst,
385                             const struct bpf_func_state *src)
386 {
387         if (!src->stack)
388                 return 0;
389         if (WARN_ON_ONCE(dst->allocated_stack < src->allocated_stack)) {
390                 /* internal bug, make state invalid to reject the program */
391                 memset(dst, 0, sizeof(*dst));
392                 return -EFAULT;
393         }
394         memcpy(dst->stack, src->stack,
395                sizeof(*src->stack) * (src->allocated_stack / BPF_REG_SIZE));
396         return 0;
397 }
398
399 /* do_check() starts with zero-sized stack in struct bpf_verifier_state to
400  * make it consume minimal amount of memory. check_stack_write() access from
401  * the program calls into realloc_func_state() to grow the stack size.
402  * Note there is a non-zero parent pointer inside each reg of bpf_verifier_state
403  * which this function copies over. It points to corresponding reg in previous
404  * bpf_verifier_state which is never reallocated
405  */
406 static int realloc_func_state(struct bpf_func_state *state, int size,
407                               bool copy_old)
408 {
409         u32 old_size = state->allocated_stack;
410         struct bpf_stack_state *new_stack;
411         int slot = size / BPF_REG_SIZE;
412
413         if (size <= old_size || !size) {
414                 if (copy_old)
415                         return 0;
416                 state->allocated_stack = slot * BPF_REG_SIZE;
417                 if (!size && old_size) {
418                         kfree(state->stack);
419                         state->stack = NULL;
420                 }
421                 return 0;
422         }
423         new_stack = kmalloc_array(slot, sizeof(struct bpf_stack_state),
424                                   GFP_KERNEL);
425         if (!new_stack)
426                 return -ENOMEM;
427         if (copy_old) {
428                 if (state->stack)
429                         memcpy(new_stack, state->stack,
430                                sizeof(*new_stack) * (old_size / BPF_REG_SIZE));
431                 memset(new_stack + old_size / BPF_REG_SIZE, 0,
432                        sizeof(*new_stack) * (size - old_size) / BPF_REG_SIZE);
433         }
434         state->allocated_stack = slot * BPF_REG_SIZE;
435         kfree(state->stack);
436         state->stack = new_stack;
437         return 0;
438 }
439
440 static void free_func_state(struct bpf_func_state *state)
441 {
442         if (!state)
443                 return;
444         kfree(state->stack);
445         kfree(state);
446 }
447
448 static void free_verifier_state(struct bpf_verifier_state *state,
449                                 bool free_self)
450 {
451         int i;
452
453         for (i = 0; i <= state->curframe; i++) {
454                 free_func_state(state->frame[i]);
455                 state->frame[i] = NULL;
456         }
457         if (free_self)
458                 kfree(state);
459 }
460
461 /* copy verifier state from src to dst growing dst stack space
462  * when necessary to accommodate larger src stack
463  */
464 static int copy_func_state(struct bpf_func_state *dst,
465                            const struct bpf_func_state *src)
466 {
467         int err;
468
469         err = realloc_func_state(dst, src->allocated_stack, false);
470         if (err)
471                 return err;
472         memcpy(dst, src, offsetof(struct bpf_func_state, allocated_stack));
473         return copy_stack_state(dst, src);
474 }
475
476 static int copy_verifier_state(struct bpf_verifier_state *dst_state,
477                                const struct bpf_verifier_state *src)
478 {
479         struct bpf_func_state *dst;
480         int i, err;
481
482         /* if dst has more stack frames then src frame, free them */
483         for (i = src->curframe + 1; i <= dst_state->curframe; i++) {
484                 free_func_state(dst_state->frame[i]);
485                 dst_state->frame[i] = NULL;
486         }
487         dst_state->curframe = src->curframe;
488         for (i = 0; i <= src->curframe; i++) {
489                 dst = dst_state->frame[i];
490                 if (!dst) {
491                         dst = kzalloc(sizeof(*dst), GFP_KERNEL);
492                         if (!dst)
493                                 return -ENOMEM;
494                         dst_state->frame[i] = dst;
495                 }
496                 err = copy_func_state(dst, src->frame[i]);
497                 if (err)
498                         return err;
499         }
500         return 0;
501 }
502
503 static int pop_stack(struct bpf_verifier_env *env, int *prev_insn_idx,
504                      int *insn_idx)
505 {
506         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
507         struct bpf_verifier_stack_elem *elem, *head = env->head;
508         int err;
509
510         if (env->head == NULL)
511                 return -ENOENT;
512
513         if (cur) {
514                 err = copy_verifier_state(cur, &head->st);
515                 if (err)
516                         return err;
517         }
518         if (insn_idx)
519                 *insn_idx = head->insn_idx;
520         if (prev_insn_idx)
521                 *prev_insn_idx = head->prev_insn_idx;
522         elem = head->next;
523         free_verifier_state(&head->st, false);
524         kfree(head);
525         env->head = elem;
526         env->stack_size--;
527         return 0;
528 }
529
530 static struct bpf_verifier_state *push_stack(struct bpf_verifier_env *env,
531                                              int insn_idx, int prev_insn_idx)
532 {
533         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
534         struct bpf_verifier_stack_elem *elem;
535         int err;
536
537         elem = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_stack_elem), GFP_KERNEL);
538         if (!elem)
539                 goto err;
540
541         elem->insn_idx = insn_idx;
542         elem->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
543         elem->next = env->head;
544         env->head = elem;
545         env->stack_size++;
546         err = copy_verifier_state(&elem->st, cur);
547         if (err)
548                 goto err;
549         if (env->stack_size > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_STACK) {
550                 verbose(env, "BPF program is too complex\n");
551                 goto err;
552         }
553         return &elem->st;
554 err:
555         free_verifier_state(env->cur_state, true);
556         env->cur_state = NULL;
557         /* pop all elements and return */
558         while (!pop_stack(env, NULL, NULL));
559         return NULL;
560 }
561
562 #define CALLER_SAVED_REGS 6
563 static const int caller_saved[CALLER_SAVED_REGS] = {
564         BPF_REG_0, BPF_REG_1, BPF_REG_2, BPF_REG_3, BPF_REG_4, BPF_REG_5
565 };
566
567 static void __mark_reg_not_init(struct bpf_reg_state *reg);
568
569 /* Mark the unknown part of a register (variable offset or scalar value) as
570  * known to have the value @imm.
571  */
572 static void __mark_reg_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
573 {
574         /* Clear id, off, and union(map_ptr, range) */
575         memset(((u8 *)reg) + sizeof(reg->type), 0,
576                offsetof(struct bpf_reg_state, var_off) - sizeof(reg->type));
577         reg->var_off = tnum_const(imm);
578         reg->smin_value = (s64)imm;
579         reg->smax_value = (s64)imm;
580         reg->umin_value = imm;
581         reg->umax_value = imm;
582 }
583
584 /* Mark the 'variable offset' part of a register as zero.  This should be
585  * used only on registers holding a pointer type.
586  */
587 static void __mark_reg_known_zero(struct bpf_reg_state *reg)
588 {
589         __mark_reg_known(reg, 0);
590 }
591
592 static void __mark_reg_const_zero(struct bpf_reg_state *reg)
593 {
594         __mark_reg_known(reg, 0);
595         reg->type = SCALAR_VALUE;
596 }
597
598 static void mark_reg_known_zero(struct bpf_verifier_env *env,
599                                 struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
600 {
601         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
602                 verbose(env, "mark_reg_known_zero(regs, %u)\n", regno);
603                 /* Something bad happened, let's kill all regs */
604                 for (regno = 0; regno < MAX_BPF_REG; regno++)
605                         __mark_reg_not_init(regs + regno);
606                 return;
607         }
608         __mark_reg_known_zero(regs + regno);
609 }
610
611 static bool reg_is_pkt_pointer(const struct bpf_reg_state *reg)
612 {
613         return type_is_pkt_pointer(reg->type);
614 }
615
616 static bool reg_is_pkt_pointer_any(const struct bpf_reg_state *reg)
617 {
618         return reg_is_pkt_pointer(reg) ||
619                reg->type == PTR_TO_PACKET_END;
620 }
621
622 /* Unmodified PTR_TO_PACKET[_META,_END] register from ctx access. */
623 static bool reg_is_init_pkt_pointer(const struct bpf_reg_state *reg,
624                                     enum bpf_reg_type which)
625 {
626         /* The register can already have a range from prior markings.
627          * This is fine as long as it hasn't been advanced from its
628          * origin.
629          */
630         return reg->type == which &&
631                reg->id == 0 &&
632                reg->off == 0 &&
633                tnum_equals_const(reg->var_off, 0);
634 }
635
636 /* Attempts to improve min/max values based on var_off information */
637 static void __update_reg_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
638 {
639         /* min signed is max(sign bit) | min(other bits) */
640         reg->smin_value = max_t(s64, reg->smin_value,
641                                 reg->var_off.value | (reg->var_off.mask & S64_MIN));
642         /* max signed is min(sign bit) | max(other bits) */
643         reg->smax_value = min_t(s64, reg->smax_value,
644                                 reg->var_off.value | (reg->var_off.mask & S64_MAX));
645         reg->umin_value = max(reg->umin_value, reg->var_off.value);
646         reg->umax_value = min(reg->umax_value,
647                               reg->var_off.value | reg->var_off.mask);
648 }
649
650 /* Uses signed min/max values to inform unsigned, and vice-versa */
651 static void __reg_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
652 {
653         /* Learn sign from signed bounds.
654          * If we cannot cross the sign boundary, then signed and unsigned bounds
655          * are the same, so combine.  This works even in the negative case, e.g.
656          * -3 s<= x s<= -1 implies 0xf...fd u<= x u<= 0xf...ff.
657          */
658         if (reg->smin_value >= 0 || reg->smax_value < 0) {
659                 reg->smin_value = reg->umin_value = max_t(u64, reg->smin_value,
660                                                           reg->umin_value);
661                 reg->smax_value = reg->umax_value = min_t(u64, reg->smax_value,
662                                                           reg->umax_value);
663                 return;
664         }
665         /* Learn sign from unsigned bounds.  Signed bounds cross the sign
666          * boundary, so we must be careful.
667          */
668         if ((s64)reg->umax_value >= 0) {
669                 /* Positive.  We can't learn anything from the smin, but smax
670                  * is positive, hence safe.
671                  */
672                 reg->smin_value = reg->umin_value;
673                 reg->smax_value = reg->umax_value = min_t(u64, reg->smax_value,
674                                                           reg->umax_value);
675         } else if ((s64)reg->umin_value < 0) {
676                 /* Negative.  We can't learn anything from the smax, but smin
677                  * is negative, hence safe.
678                  */
679                 reg->smin_value = reg->umin_value = max_t(u64, reg->smin_value,
680                                                           reg->umin_value);
681                 reg->smax_value = reg->umax_value;
682         }
683 }
684
685 /* Attempts to improve var_off based on unsigned min/max information */
686 static void __reg_bound_offset(struct bpf_reg_state *reg)
687 {
688         reg->var_off = tnum_intersect(reg->var_off,
689                                       tnum_range(reg->umin_value,
690                                                  reg->umax_value));
691 }
692
693 /* Reset the min/max bounds of a register */
694 static void __mark_reg_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
695 {
696         reg->smin_value = S64_MIN;
697         reg->smax_value = S64_MAX;
698         reg->umin_value = 0;
699         reg->umax_value = U64_MAX;
700 }
701
702 /* Mark a register as having a completely unknown (scalar) value. */
703 static void __mark_reg_unknown(struct bpf_reg_state *reg)
704 {
705         /*
706          * Clear type, id, off, and union(map_ptr, range) and
707          * padding between 'type' and union
708          */
709         memset(reg, 0, offsetof(struct bpf_reg_state, var_off));
710         reg->type = SCALAR_VALUE;
711         reg->var_off = tnum_unknown;
712         reg->frameno = 0;
713         __mark_reg_unbounded(reg);
714 }
715
716 static void mark_reg_unknown(struct bpf_verifier_env *env,
717                              struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
718 {
719         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
720                 verbose(env, "mark_reg_unknown(regs, %u)\n", regno);
721                 /* Something bad happened, let's kill all regs except FP */
722                 for (regno = 0; regno < BPF_REG_FP; regno++)
723                         __mark_reg_not_init(regs + regno);
724                 return;
725         }
726         __mark_reg_unknown(regs + regno);
727 }
728
729 static void __mark_reg_not_init(struct bpf_reg_state *reg)
730 {
731         __mark_reg_unknown(reg);
732         reg->type = NOT_INIT;
733 }
734
735 static void mark_reg_not_init(struct bpf_verifier_env *env,
736                               struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
737 {
738         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
739                 verbose(env, "mark_reg_not_init(regs, %u)\n", regno);
740                 /* Something bad happened, let's kill all regs except FP */
741                 for (regno = 0; regno < BPF_REG_FP; regno++)
742                         __mark_reg_not_init(regs + regno);
743                 return;
744         }
745         __mark_reg_not_init(regs + regno);
746 }
747
748 static void init_reg_state(struct bpf_verifier_env *env,
749                            struct bpf_func_state *state)
750 {
751         struct bpf_reg_state *regs = state->regs;
752         int i;
753
754         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
755                 mark_reg_not_init(env, regs, i);
756                 regs[i].live = REG_LIVE_NONE;
757                 regs[i].parent = NULL;
758         }
759
760         /* frame pointer */
761         regs[BPF_REG_FP].type = PTR_TO_STACK;
762         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_FP);
763         regs[BPF_REG_FP].frameno = state->frameno;
764
765         /* 1st arg to a function */
766         regs[BPF_REG_1].type = PTR_TO_CTX;
767         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_1);
768 }
769
770 #define BPF_MAIN_FUNC (-1)
771 static void init_func_state(struct bpf_verifier_env *env,
772                             struct bpf_func_state *state,
773                             int callsite, int frameno, int subprogno)
774 {
775         state->callsite = callsite;
776         state->frameno = frameno;
777         state->subprogno = subprogno;
778         init_reg_state(env, state);
779 }
780
781 enum reg_arg_type {
782         SRC_OP,         /* register is used as source operand */
783         DST_OP,         /* register is used as destination operand */
784         DST_OP_NO_MARK  /* same as above, check only, don't mark */
785 };
786
787 static int cmp_subprogs(const void *a, const void *b)
788 {
789         return ((struct bpf_subprog_info *)a)->start -
790                ((struct bpf_subprog_info *)b)->start;
791 }
792
793 static int find_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int off)
794 {
795         struct bpf_subprog_info *p;
796
797         p = bsearch(&off, env->subprog_info, env->subprog_cnt,
798                     sizeof(env->subprog_info[0]), cmp_subprogs);
799         if (!p)
800                 return -ENOENT;
801         return p - env->subprog_info;
802
803 }
804
805 static int add_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int off)
806 {
807         int insn_cnt = env->prog->len;
808         int ret;
809
810         if (off >= insn_cnt || off < 0) {
811                 verbose(env, "call to invalid destination\n");
812                 return -EINVAL;
813         }
814         ret = find_subprog(env, off);
815         if (ret >= 0)
816                 return 0;
817         if (env->subprog_cnt >= BPF_MAX_SUBPROGS) {
818                 verbose(env, "too many subprograms\n");
819                 return -E2BIG;
820         }
821         env->subprog_info[env->subprog_cnt++].start = off;
822         sort(env->subprog_info, env->subprog_cnt,
823              sizeof(env->subprog_info[0]), cmp_subprogs, NULL);
824         return 0;
825 }
826
827 static int check_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
828 {
829         int i, ret, subprog_start, subprog_end, off, cur_subprog = 0;
830         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
831         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
832         int insn_cnt = env->prog->len;
833
834         /* Add entry function. */
835         ret = add_subprog(env, 0);
836         if (ret < 0)
837                 return ret;
838
839         /* determine subprog starts. The end is one before the next starts */
840         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
841                 if (insn[i].code != (BPF_JMP | BPF_CALL))
842                         continue;
843                 if (insn[i].src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
844                         continue;
845                 if (!env->allow_ptr_leaks) {
846                         verbose(env, "function calls to other bpf functions are allowed for root only\n");
847                         return -EPERM;
848                 }
849                 if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
850                         verbose(env, "function calls in offloaded programs are not supported yet\n");
851                         return -EINVAL;
852                 }
853                 ret = add_subprog(env, i + insn[i].imm + 1);
854                 if (ret < 0)
855                         return ret;
856         }
857
858         /* Add a fake 'exit' subprog which could simplify subprog iteration
859          * logic. 'subprog_cnt' should not be increased.
860          */
861         subprog[env->subprog_cnt].start = insn_cnt;
862
863         if (env->log.level > 1)
864                 for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
865                         verbose(env, "func#%d @%d\n", i, subprog[i].start);
866
867         /* now check that all jumps are within the same subprog */
868         subprog_start = subprog[cur_subprog].start;
869         subprog_end = subprog[cur_subprog + 1].start;
870         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
871                 u8 code = insn[i].code;
872
873                 if (BPF_CLASS(code) != BPF_JMP)
874                         goto next;
875                 if (BPF_OP(code) == BPF_EXIT || BPF_OP(code) == BPF_CALL)
876                         goto next;
877                 off = i + insn[i].off + 1;
878                 if (off < subprog_start || off >= subprog_end) {
879                         verbose(env, "jump out of range from insn %d to %d\n", i, off);
880                         return -EINVAL;
881                 }
882 next:
883                 if (i == subprog_end - 1) {
884                         /* to avoid fall-through from one subprog into another
885                          * the last insn of the subprog should be either exit
886                          * or unconditional jump back
887                          */
888                         if (code != (BPF_JMP | BPF_EXIT) &&
889                             code != (BPF_JMP | BPF_JA)) {
890                                 verbose(env, "last insn is not an exit or jmp\n");
891                                 return -EINVAL;
892                         }
893                         subprog_start = subprog_end;
894                         cur_subprog++;
895                         if (cur_subprog < env->subprog_cnt)
896                                 subprog_end = subprog[cur_subprog + 1].start;
897                 }
898         }
899         return 0;
900 }
901
902 /* Parentage chain of this register (or stack slot) should take care of all
903  * issues like callee-saved registers, stack slot allocation time, etc.
904  */
905 static int mark_reg_read(struct bpf_verifier_env *env,
906                          const struct bpf_reg_state *state,
907                          struct bpf_reg_state *parent)
908 {
909         bool writes = parent == state->parent; /* Observe write marks */
910
911         while (parent) {
912                 /* if read wasn't screened by an earlier write ... */
913                 if (writes && state->live & REG_LIVE_WRITTEN)
914                         break;
915                 /* ... then we depend on parent's value */
916                 parent->live |= REG_LIVE_READ;
917                 state = parent;
918                 parent = state->parent;
919                 writes = true;
920         }
921         return 0;
922 }
923
924 static int check_reg_arg(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
925                          enum reg_arg_type t)
926 {
927         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
928         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
929         struct bpf_reg_state *regs = state->regs;
930
931         if (regno >= MAX_BPF_REG) {
932                 verbose(env, "R%d is invalid\n", regno);
933                 return -EINVAL;
934         }
935
936         if (t == SRC_OP) {
937                 /* check whether register used as source operand can be read */
938                 if (regs[regno].type == NOT_INIT) {
939                         verbose(env, "R%d !read_ok\n", regno);
940                         return -EACCES;
941                 }
942                 /* We don't need to worry about FP liveness because it's read-only */
943                 if (regno != BPF_REG_FP)
944                         return mark_reg_read(env, &regs[regno],
945                                              regs[regno].parent);
946         } else {
947                 /* check whether register used as dest operand can be written to */
948                 if (regno == BPF_REG_FP) {
949                         verbose(env, "frame pointer is read only\n");
950                         return -EACCES;
951                 }
952                 regs[regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
953                 if (t == DST_OP)
954                         mark_reg_unknown(env, regs, regno);
955         }
956         return 0;
957 }
958
959 static bool is_spillable_regtype(enum bpf_reg_type type)
960 {
961         switch (type) {
962         case PTR_TO_MAP_VALUE:
963         case PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL:
964         case PTR_TO_STACK:
965         case PTR_TO_CTX:
966         case PTR_TO_PACKET:
967         case PTR_TO_PACKET_META:
968         case PTR_TO_PACKET_END:
969         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
970         case CONST_PTR_TO_MAP:
971                 return true;
972         default:
973                 return false;
974         }
975 }
976
977 /* Does this register contain a constant zero? */
978 static bool register_is_null(struct bpf_reg_state *reg)
979 {
980         return reg->type == SCALAR_VALUE && tnum_equals_const(reg->var_off, 0);
981 }
982
983 /* check_stack_read/write functions track spill/fill of registers,
984  * stack boundary and alignment are checked in check_mem_access()
985  */
986 static int check_stack_write(struct bpf_verifier_env *env,
987                              struct bpf_func_state *state, /* func where register points to */
988                              int off, int size, int value_regno, int insn_idx)
989 {
990         struct bpf_func_state *cur; /* state of the current function */
991         int i, slot = -off - 1, spi = slot / BPF_REG_SIZE, err;
992         enum bpf_reg_type type;
993
994         err = realloc_func_state(state, round_up(slot + 1, BPF_REG_SIZE),
995                                  true);
996         if (err)
997                 return err;
998         /* caller checked that off % size == 0 and -MAX_BPF_STACK <= off < 0,
999          * so it's aligned access and [off, off + size) are within stack limits
1000          */
1001         if (!env->allow_ptr_leaks &&
1002             state->stack[spi].slot_type[0] == STACK_SPILL &&
1003             size != BPF_REG_SIZE) {
1004                 verbose(env, "attempt to corrupt spilled pointer on stack\n");
1005                 return -EACCES;
1006         }
1007
1008         cur = env->cur_state->frame[env->cur_state->curframe];
1009         if (value_regno >= 0 &&
1010             is_spillable_regtype((type = cur->regs[value_regno].type))) {
1011
1012                 /* register containing pointer is being spilled into stack */
1013                 if (size != BPF_REG_SIZE) {
1014                         verbose(env, "invalid size of register spill\n");
1015                         return -EACCES;
1016                 }
1017
1018                 if (state != cur && type == PTR_TO_STACK) {
1019                         verbose(env, "cannot spill pointers to stack into stack frame of the caller\n");
1020                         return -EINVAL;
1021                 }
1022
1023                 /* save register state */
1024                 state->stack[spi].spilled_ptr = cur->regs[value_regno];
1025                 state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
1026
1027                 for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
1028                         if (state->stack[spi].slot_type[i] == STACK_MISC &&
1029                             !env->allow_ptr_leaks) {
1030                                 int *poff = &env->insn_aux_data[insn_idx].sanitize_stack_off;
1031                                 int soff = (-spi - 1) * BPF_REG_SIZE;
1032
1033                                 /* detected reuse of integer stack slot with a pointer
1034                                  * which means either llvm is reusing stack slot or
1035                                  * an attacker is trying to exploit CVE-2018-3639
1036                                  * (speculative store bypass)
1037                                  * Have to sanitize that slot with preemptive
1038                                  * store of zero.
1039                                  */
1040                                 if (*poff && *poff != soff) {
1041                                         /* disallow programs where single insn stores
1042                                          * into two different stack slots, since verifier
1043                                          * cannot sanitize them
1044                                          */
1045                                         verbose(env,
1046                                                 "insn %d cannot access two stack slots fp%d and fp%d",
1047                                                 insn_idx, *poff, soff);
1048                                         return -EINVAL;
1049                                 }
1050                                 *poff = soff;
1051                         }
1052                         state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_SPILL;
1053                 }
1054         } else {
1055                 u8 type = STACK_MISC;
1056
1057                 /* regular write of data into stack destroys any spilled ptr */
1058                 state->stack[spi].spilled_ptr.type = NOT_INIT;
1059
1060                 /* only mark the slot as written if all 8 bytes were written
1061                  * otherwise read propagation may incorrectly stop too soon
1062                  * when stack slots are partially written.
1063                  * This heuristic means that read propagation will be
1064                  * conservative, since it will add reg_live_read marks
1065                  * to stack slots all the way to first state when programs
1066                  * writes+reads less than 8 bytes
1067                  */
1068                 if (size == BPF_REG_SIZE)
1069                         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
1070
1071                 /* when we zero initialize stack slots mark them as such */
1072                 if (value_regno >= 0 &&
1073                     register_is_null(&cur->regs[value_regno]))
1074                         type = STACK_ZERO;
1075
1076                 for (i = 0; i < size; i++)
1077                         state->stack[spi].slot_type[(slot - i) % BPF_REG_SIZE] =
1078                                 type;
1079         }
1080         return 0;
1081 }
1082
1083 static int check_stack_read(struct bpf_verifier_env *env,
1084                             struct bpf_func_state *reg_state /* func where register points to */,
1085                             int off, int size, int value_regno)
1086 {
1087         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
1088         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
1089         int i, slot = -off - 1, spi = slot / BPF_REG_SIZE;
1090         u8 *stype;
1091
1092         if (reg_state->allocated_stack <= slot) {
1093                 verbose(env, "invalid read from stack off %d+0 size %d\n",
1094                         off, size);
1095                 return -EACCES;
1096         }
1097         stype = reg_state->stack[spi].slot_type;
1098
1099         if (stype[0] == STACK_SPILL) {
1100                 if (size != BPF_REG_SIZE) {
1101                         verbose(env, "invalid size of register spill\n");
1102                         return -EACCES;
1103                 }
1104                 for (i = 1; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
1105                         if (stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE] != STACK_SPILL) {
1106                                 verbose(env, "corrupted spill memory\n");
1107                                 return -EACCES;
1108                         }
1109                 }
1110
1111                 if (value_regno >= 0) {
1112                         /* restore register state from stack */
1113                         state->regs[value_regno] = reg_state->stack[spi].spilled_ptr;
1114                         /* mark reg as written since spilled pointer state likely
1115                          * has its liveness marks cleared by is_state_visited()
1116                          * which resets stack/reg liveness for state transitions
1117                          */
1118                         state->regs[value_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
1119                 }
1120                 mark_reg_read(env, &reg_state->stack[spi].spilled_ptr,
1121                               reg_state->stack[spi].spilled_ptr.parent);
1122                 return 0;
1123         } else {
1124                 int zeros = 0;
1125
1126                 for (i = 0; i < size; i++) {
1127                         if (stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE] == STACK_MISC)
1128                                 continue;
1129                         if (stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE] == STACK_ZERO) {
1130                                 zeros++;
1131                                 continue;
1132                         }
1133                         verbose(env, "invalid read from stack off %d+%d size %d\n",
1134                                 off, i, size);
1135                         return -EACCES;
1136                 }
1137                 mark_reg_read(env, &reg_state->stack[spi].spilled_ptr,
1138                               reg_state->stack[spi].spilled_ptr.parent);
1139                 if (value_regno >= 0) {
1140                         if (zeros == size) {
1141                                 /* any size read into register is zero extended,
1142                                  * so the whole register == const_zero
1143                                  */
1144                                 __mark_reg_const_zero(&state->regs[value_regno]);
1145                         } else {
1146                                 /* have read misc data from the stack */
1147                                 mark_reg_unknown(env, state->regs, value_regno);
1148                         }
1149                         state->regs[value_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
1150                 }
1151                 return 0;
1152         }
1153 }
1154
1155 /* check read/write into map element returned by bpf_map_lookup_elem() */
1156 static int __check_map_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno, int off,
1157                               int size, bool zero_size_allowed)
1158 {
1159         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
1160         struct bpf_map *map = regs[regno].map_ptr;
1161
1162         if (off < 0 || size < 0 || (size == 0 && !zero_size_allowed) ||
1163             off + size > map->value_size) {
1164                 verbose(env, "invalid access to map value, value_size=%d off=%d size=%d\n",
1165                         map->value_size, off, size);
1166                 return -EACCES;
1167         }
1168         return 0;
1169 }
1170
1171 /* check read/write into a map element with possible variable offset */
1172 static int check_map_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
1173                             int off, int size, bool zero_size_allowed)
1174 {
1175         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
1176         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
1177         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regno];
1178         int err;
1179
1180         /* We may have adjusted the register to this map value, so we
1181          * need to try adding each of min_value and max_value to off
1182          * to make sure our theoretical access will be safe.
1183          */
1184         if (env->log.level)
1185                 print_verifier_state(env, state);
1186         /* The minimum value is only important with signed
1187          * comparisons where we can't assume the floor of a
1188          * value is 0.  If we are using signed variables for our
1189          * index'es we need to make sure that whatever we use
1190          * will have a set floor within our range.
1191          */
1192         if (reg->smin_value < 0) {
1193                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
1194                         regno);
1195                 return -EACCES;
1196         }
1197         err = __check_map_access(env, regno, reg->smin_value + off, size,
1198                                  zero_size_allowed);
1199         if (err) {
1200                 verbose(env, "R%d min value is outside of the array range\n",
1201                         regno);
1202                 return err;
1203         }
1204
1205         /* If we haven't set a max value then we need to bail since we can't be
1206          * sure we won't do bad things.
1207          * If reg->umax_value + off could overflow, treat that as unbounded too.
1208          */
1209         if (reg->umax_value >= BPF_MAX_VAR_OFF) {
1210                 verbose(env, "R%d unbounded memory access, make sure to bounds check any array access into a map\n",
1211                         regno);
1212                 return -EACCES;
1213         }
1214         err = __check_map_access(env, regno, reg->umax_value + off, size,
1215                                  zero_size_allowed);
1216         if (err)
1217                 verbose(env, "R%d max value is outside of the array range\n",
1218                         regno);
1219         return err;
1220 }
1221
1222 #define MAX_PACKET_OFF 0xffff
1223
1224 static bool may_access_direct_pkt_data(struct bpf_verifier_env *env,
1225                                        const struct bpf_call_arg_meta *meta,
1226                                        enum bpf_access_type t)
1227 {
1228         switch (env->prog->type) {
1229         case BPF_PROG_TYPE_LWT_IN:
1230         case BPF_PROG_TYPE_LWT_OUT:
1231         case BPF_PROG_TYPE_LWT_SEG6LOCAL:
1232         case BPF_PROG_TYPE_SK_REUSEPORT:
1233                 /* dst_input() and dst_output() can't write for now */
1234                 if (t == BPF_WRITE)
1235                         return false;
1236                 /* fallthrough */
1237         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
1238         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
1239         case BPF_PROG_TYPE_XDP:
1240         case BPF_PROG_TYPE_LWT_XMIT:
1241         case BPF_PROG_TYPE_SK_SKB:
1242         case BPF_PROG_TYPE_SK_MSG:
1243         case BPF_PROG_TYPE_FLOW_DISSECTOR:
1244                 if (meta)
1245                         return meta->pkt_access;
1246
1247                 env->seen_direct_write = true;
1248                 return true;
1249         default:
1250                 return false;
1251         }
1252 }
1253
1254 static int __check_packet_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
1255                                  int off, int size, bool zero_size_allowed)
1256 {
1257         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
1258         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
1259
1260         if (off < 0 || size < 0 || (size == 0 && !zero_size_allowed) ||
1261             (u64)off + size > reg->range) {
1262                 verbose(env, "invalid access to packet, off=%d size=%d, R%d(id=%d,off=%d,r=%d)\n",
1263                         off, size, regno, reg->id, reg->off, reg->range);
1264                 return -EACCES;
1265         }
1266         return 0;
1267 }
1268
1269 static int check_packet_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno, int off,
1270                                int size, bool zero_size_allowed)
1271 {
1272         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
1273         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
1274         int err;
1275
1276         /* We may have added a variable offset to the packet pointer; but any
1277          * reg->range we have comes after that.  We are only checking the fixed
1278          * offset.
1279          */
1280
1281         /* We don't allow negative numbers, because we aren't tracking enough
1282          * detail to prove they're safe.
1283          */
1284         if (reg->smin_value < 0) {
1285                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
1286                         regno);
1287                 return -EACCES;
1288         }
1289         err = __check_packet_access(env, regno, off, size, zero_size_allowed);
1290         if (err) {
1291                 verbose(env, "R%d offset is outside of the packet\n", regno);
1292                 return err;
1293         }
1294         return err;
1295 }
1296
1297 /* check access to 'struct bpf_context' fields.  Supports fixed offsets only */
1298 static int check_ctx_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, int off, int size,
1299                             enum bpf_access_type t, enum bpf_reg_type *reg_type)
1300 {
1301         struct bpf_insn_access_aux info = {
1302                 .reg_type = *reg_type,
1303         };
1304
1305         if (env->ops->is_valid_access &&
1306             env->ops->is_valid_access(off, size, t, env->prog, &info)) {
1307                 /* A non zero info.ctx_field_size indicates that this field is a
1308                  * candidate for later verifier transformation to load the whole
1309                  * field and then apply a mask when accessed with a narrower
1310                  * access than actual ctx access size. A zero info.ctx_field_size
1311                  * will only allow for whole field access and rejects any other
1312                  * type of narrower access.
1313                  */
1314                 *reg_type = info.reg_type;
1315
1316                 env->insn_aux_data[insn_idx].ctx_field_size = info.ctx_field_size;
1317                 /* remember the offset of last byte accessed in ctx */
1318                 if (env->prog->aux->max_ctx_offset < off + size)
1319                         env->prog->aux->max_ctx_offset = off + size;
1320                 return 0;
1321         }
1322
1323         verbose(env, "invalid bpf_context access off=%d size=%d\n", off, size);
1324         return -EACCES;
1325 }
1326
1327 static int check_flow_keys_access(struct bpf_verifier_env *env, int off,
1328                                   int size)
1329 {
1330         if (size < 0 || off < 0 ||
1331             (u64)off + size > sizeof(struct bpf_flow_keys)) {
1332                 verbose(env, "invalid access to flow keys off=%d size=%d\n",
1333                         off, size);
1334                 return -EACCES;
1335         }
1336         return 0;
1337 }
1338
1339 static bool __is_pointer_value(bool allow_ptr_leaks,
1340                                const struct bpf_reg_state *reg)
1341 {
1342         if (allow_ptr_leaks)
1343                 return false;
1344
1345         return reg->type != SCALAR_VALUE;
1346 }
1347
1348 static bool is_pointer_value(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
1349 {
1350         return __is_pointer_value(env->allow_ptr_leaks, cur_regs(env) + regno);
1351 }
1352
1353 static bool is_ctx_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
1354 {
1355         const struct bpf_reg_state *reg = cur_regs(env) + regno;
1356
1357         return reg->type == PTR_TO_CTX;
1358 }
1359
1360 static bool is_pkt_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
1361 {
1362         const struct bpf_reg_state *reg = cur_regs(env) + regno;
1363
1364         return type_is_pkt_pointer(reg->type);
1365 }
1366
1367 static int check_pkt_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
1368                                    const struct bpf_reg_state *reg,
1369                                    int off, int size, bool strict)
1370 {
1371         struct tnum reg_off;
1372         int ip_align;
1373
1374         /* Byte size accesses are always allowed. */
1375         if (!strict || size == 1)
1376                 return 0;
1377
1378         /* For platforms that do not have a Kconfig enabling
1379          * CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS the value of
1380          * NET_IP_ALIGN is universally set to '2'.  And on platforms
1381          * that do set CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS, we get
1382          * to this code only in strict mode where we want to emulate
1383          * the NET_IP_ALIGN==2 checking.  Therefore use an
1384          * unconditional IP align value of '2'.
1385          */
1386         ip_align = 2;
1387
1388         reg_off = tnum_add(reg->var_off, tnum_const(ip_align + reg->off + off));
1389         if (!tnum_is_aligned(reg_off, size)) {
1390                 char tn_buf[48];
1391
1392                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
1393                 verbose(env,
1394                         "misaligned packet access off %d+%s+%d+%d size %d\n",
1395                         ip_align, tn_buf, reg->off, off, size);
1396                 return -EACCES;
1397         }
1398
1399         return 0;
1400 }
1401
1402 static int check_generic_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
1403                                        const struct bpf_reg_state *reg,
1404                                        const char *pointer_desc,
1405                                        int off, int size, bool strict)
1406 {
1407         struct tnum reg_off;
1408
1409         /* Byte size accesses are always allowed. */
1410         if (!strict || size == 1)
1411                 return 0;
1412
1413         reg_off = tnum_add(reg->var_off, tnum_const(reg->off + off));
1414         if (!tnum_is_aligned(reg_off, size)) {
1415                 char tn_buf[48];
1416
1417                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
1418                 verbose(env, "misaligned %saccess off %s+%d+%d size %d\n",
1419                         pointer_desc, tn_buf, reg->off, off, size);
1420                 return -EACCES;
1421         }
1422
1423         return 0;
1424 }
1425
1426 static int check_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
1427                                const struct bpf_reg_state *reg, int off,
1428                                int size, bool strict_alignment_once)
1429 {
1430         bool strict = env->strict_alignment || strict_alignment_once;
1431         const char *pointer_desc = "";
1432
1433         switch (reg->type) {
1434         case PTR_TO_PACKET:
1435         case PTR_TO_PACKET_META:
1436                 /* Special case, because of NET_IP_ALIGN. Given metadata sits
1437                  * right in front, treat it the very same way.
1438                  */
1439                 return check_pkt_ptr_alignment(env, reg, off, size, strict);
1440         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
1441                 pointer_desc = "flow keys ";
1442                 break;
1443         case PTR_TO_MAP_VALUE:
1444                 pointer_desc = "value ";
1445                 break;
1446         case PTR_TO_CTX:
1447                 pointer_desc = "context ";
1448                 break;
1449         case PTR_TO_STACK:
1450                 pointer_desc = "stack ";
1451                 /* The stack spill tracking logic in check_stack_write()
1452                  * and check_stack_read() relies on stack accesses being
1453                  * aligned.
1454                  */
1455                 strict = true;
1456                 break;
1457         default:
1458                 break;
1459         }
1460         return check_generic_ptr_alignment(env, reg, pointer_desc, off, size,
1461                                            strict);
1462 }
1463
1464 static int update_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env,
1465                               const struct bpf_func_state *func,
1466                               int off)
1467 {
1468         u16 stack = env->subprog_info[func->subprogno].stack_depth;
1469
1470         if (stack >= -off)
1471                 return 0;
1472
1473         /* update known max for given subprogram */
1474         env->subprog_info[func->subprogno].stack_depth = -off;
1475         return 0;
1476 }
1477
1478 /* starting from main bpf function walk all instructions of the function
1479  * and recursively walk all callees that given function can call.
1480  * Ignore jump and exit insns.
1481  * Since recursion is prevented by check_cfg() this algorithm
1482  * only needs a local stack of MAX_CALL_FRAMES to remember callsites
1483  */
1484 static int check_max_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env)
1485 {
1486         int depth = 0, frame = 0, idx = 0, i = 0, subprog_end;
1487         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
1488         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
1489         int ret_insn[MAX_CALL_FRAMES];
1490         int ret_prog[MAX_CALL_FRAMES];
1491
1492 process_func:
1493         /* round up to 32-bytes, since this is granularity
1494          * of interpreter stack size
1495          */
1496         depth += round_up(max_t(u32, subprog[idx].stack_depth, 1), 32);
1497         if (depth > MAX_BPF_STACK) {
1498                 verbose(env, "combined stack size of %d calls is %d. Too large\n",
1499                         frame + 1, depth);
1500                 return -EACCES;
1501         }
1502 continue_func:
1503         subprog_end = subprog[idx + 1].start;
1504         for (; i < subprog_end; i++) {
1505                 if (insn[i].code != (BPF_JMP | BPF_CALL))
1506                         continue;
1507                 if (insn[i].src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
1508                         continue;
1509                 /* remember insn and function to return to */
1510                 ret_insn[frame] = i + 1;
1511                 ret_prog[frame] = idx;
1512
1513                 /* find the callee */
1514                 i = i + insn[i].imm + 1;
1515                 idx = find_subprog(env, i);
1516                 if (idx < 0) {
1517                         WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
1518                                   i);
1519                         return -EFAULT;
1520                 }
1521                 frame++;
1522                 if (frame >= MAX_CALL_FRAMES) {
1523                         WARN_ONCE(1, "verifier bug. Call stack is too deep\n");
1524                         return -EFAULT;
1525                 }
1526                 goto process_func;
1527         }
1528         /* end of for() loop means the last insn of the 'subprog'
1529          * was reached. Doesn't matter whether it was JA or EXIT
1530          */
1531         if (frame == 0)
1532                 return 0;
1533         depth -= round_up(max_t(u32, subprog[idx].stack_depth, 1), 32);
1534         frame--;
1535         i = ret_insn[frame];
1536         idx = ret_prog[frame];
1537         goto continue_func;
1538 }
1539
1540 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
1541 static int get_callee_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env,
1542                                   const struct bpf_insn *insn, int idx)
1543 {
1544         int start = idx + insn->imm + 1, subprog;
1545
1546         subprog = find_subprog(env, start);
1547         if (subprog < 0) {
1548                 WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
1549                           start);
1550                 return -EFAULT;
1551         }
1552         return env->subprog_info[subprog].stack_depth;
1553 }
1554 #endif
1555
1556 static int check_ctx_reg(struct bpf_verifier_env *env,
1557                          const struct bpf_reg_state *reg, int regno)
1558 {
1559         /* Access to ctx or passing it to a helper is only allowed in
1560          * its original, unmodified form.
1561          */
1562
1563         if (reg->off) {
1564                 verbose(env, "dereference of modified ctx ptr R%d off=%d disallowed\n",
1565                         regno, reg->off);
1566                 return -EACCES;
1567         }
1568
1569         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
1570                 char tn_buf[48];
1571
1572                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
1573                 verbose(env, "variable ctx access var_off=%s disallowed\n", tn_buf);
1574                 return -EACCES;
1575         }
1576
1577         return 0;
1578 }
1579
1580 /* truncate register to smaller size (in bytes)
1581  * must be called with size < BPF_REG_SIZE
1582  */
1583 static void coerce_reg_to_size(struct bpf_reg_state *reg, int size)
1584 {
1585         u64 mask;
1586
1587         /* clear high bits in bit representation */
1588         reg->var_off = tnum_cast(reg->var_off, size);
1589
1590         /* fix arithmetic bounds */
1591         mask = ((u64)1 << (size * 8)) - 1;
1592         if ((reg->umin_value & ~mask) == (reg->umax_value & ~mask)) {
1593                 reg->umin_value &= mask;
1594                 reg->umax_value &= mask;
1595         } else {
1596                 reg->umin_value = 0;
1597                 reg->umax_value = mask;
1598         }
1599         reg->smin_value = reg->umin_value;
1600         reg->smax_value = reg->umax_value;
1601 }
1602
1603 /* check whether memory at (regno + off) is accessible for t = (read | write)
1604  * if t==write, value_regno is a register which value is stored into memory
1605  * if t==read, value_regno is a register which will receive the value from memory
1606  * if t==write && value_regno==-1, some unknown value is stored into memory
1607  * if t==read && value_regno==-1, don't care what we read from memory
1608  */
1609 static int check_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, u32 regno,
1610                             int off, int bpf_size, enum bpf_access_type t,
1611                             int value_regno, bool strict_alignment_once)
1612 {
1613         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
1614         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
1615         struct bpf_func_state *state;
1616         int size, err = 0;
1617
1618         size = bpf_size_to_bytes(bpf_size);
1619         if (size < 0)
1620                 return size;
1621
1622         /* alignment checks will add in reg->off themselves */
1623         err = check_ptr_alignment(env, reg, off, size, strict_alignment_once);
1624         if (err)
1625                 return err;
1626
1627         /* for access checks, reg->off is just part of off */
1628         off += reg->off;
1629
1630         if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE) {
1631                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
1632                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
1633                         verbose(env, "R%d leaks addr into map\n", value_regno);
1634                         return -EACCES;
1635                 }
1636
1637                 err = check_map_access(env, regno, off, size, false);
1638                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
1639                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
1640
1641         } else if (reg->type == PTR_TO_CTX) {
1642                 enum bpf_reg_type reg_type = SCALAR_VALUE;
1643
1644                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
1645                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
1646                         verbose(env, "R%d leaks addr into ctx\n", value_regno);
1647                         return -EACCES;
1648                 }
1649
1650                 err = check_ctx_reg(env, reg, regno);
1651                 if (err < 0)
1652                         return err;
1653
1654                 err = check_ctx_access(env, insn_idx, off, size, t, &reg_type);
1655                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0) {
1656                         /* ctx access returns either a scalar, or a
1657                          * PTR_TO_PACKET[_META,_END]. In the latter
1658                          * case, we know the offset is zero.
1659                          */
1660                         if (reg_type == SCALAR_VALUE)
1661                                 mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
1662                         else
1663                                 mark_reg_known_zero(env, regs,
1664                                                     value_regno);
1665                         regs[value_regno].type = reg_type;
1666                 }
1667
1668         } else if (reg->type == PTR_TO_STACK) {
1669                 /* stack accesses must be at a fixed offset, so that we can
1670                  * determine what type of data were returned.
1671                  * See check_stack_read().
1672                  */
1673                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
1674                         char tn_buf[48];
1675
1676                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
1677                         verbose(env, "variable stack access var_off=%s off=%d size=%d",
1678                                 tn_buf, off, size);
1679                         return -EACCES;
1680                 }
1681                 off += reg->var_off.value;
1682                 if (off >= 0 || off < -MAX_BPF_STACK) {
1683                         verbose(env, "invalid stack off=%d size=%d\n", off,
1684                                 size);
1685                         return -EACCES;
1686                 }
1687
1688                 state = func(env, reg);
1689                 err = update_stack_depth(env, state, off);
1690                 if (err)
1691                         return err;
1692
1693                 if (t == BPF_WRITE)
1694                         err = check_stack_write(env, state, off, size,
1695                                                 value_regno, insn_idx);
1696                 else
1697                         err = check_stack_read(env, state, off, size,
1698                                                value_regno);
1699         } else if (reg_is_pkt_pointer(reg)) {
1700                 if (t == BPF_WRITE && !may_access_direct_pkt_data(env, NULL, t)) {
1701                         verbose(env, "cannot write into packet\n");
1702                         return -EACCES;
1703                 }
1704                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
1705                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
1706                         verbose(env, "R%d leaks addr into packet\n",
1707                                 value_regno);
1708                         return -EACCES;
1709                 }
1710                 err = check_packet_access(env, regno, off, size, false);
1711                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
1712                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
1713         } else if (reg->type == PTR_TO_FLOW_KEYS) {
1714                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
1715                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
1716                         verbose(env, "R%d leaks addr into flow keys\n",
1717                                 value_regno);
1718                         return -EACCES;
1719                 }
1720
1721                 err = check_flow_keys_access(env, off, size);
1722                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
1723                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
1724         } else {
1725                 verbose(env, "R%d invalid mem access '%s'\n", regno,
1726                         reg_type_str[reg->type]);
1727                 return -EACCES;
1728         }
1729
1730         if (!err && size < BPF_REG_SIZE && value_regno >= 0 && t == BPF_READ &&
1731             regs[value_regno].type == SCALAR_VALUE) {
1732                 /* b/h/w load zero-extends, mark upper bits as known 0 */
1733                 coerce_reg_to_size(&regs[value_regno], size);
1734         }
1735         return err;
1736 }
1737
1738 static int check_xadd(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, struct bpf_insn *insn)
1739 {
1740         int err;
1741
1742         if ((BPF_SIZE(insn->code) != BPF_W && BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW) ||
1743             insn->imm != 0) {
1744                 verbose(env, "BPF_XADD uses reserved fields\n");
1745                 return -EINVAL;
1746         }
1747
1748         /* check src1 operand */
1749         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
1750         if (err)
1751                 return err;
1752
1753         /* check src2 operand */
1754         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
1755         if (err)
1756                 return err;
1757
1758         if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
1759                 verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", insn->src_reg);
1760                 return -EACCES;
1761         }
1762
1763         if (is_ctx_reg(env, insn->dst_reg) ||
1764             is_pkt_reg(env, insn->dst_reg)) {
1765                 verbose(env, "BPF_XADD stores into R%d %s is not allowed\n",
1766                         insn->dst_reg, is_ctx_reg(env, insn->dst_reg) ?
1767                         "context" : "packet");
1768                 return -EACCES;
1769         }
1770
1771         /* check whether atomic_add can read the memory */
1772         err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
1773                                BPF_SIZE(insn->code), BPF_READ, -1, true);
1774         if (err)
1775                 return err;
1776
1777         /* check whether atomic_add can write into the same memory */
1778         return check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
1779                                 BPF_SIZE(insn->code), BPF_WRITE, -1, true);
1780 }
1781
1782 /* when register 'regno' is passed into function that will read 'access_size'
1783  * bytes from that pointer, make sure that it's within stack boundary
1784  * and all elements of stack are initialized.
1785  * Unlike most pointer bounds-checking functions, this one doesn't take an
1786  * 'off' argument, so it has to add in reg->off itself.
1787  */
1788 static int check_stack_boundary(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
1789                                 int access_size, bool zero_size_allowed,
1790                                 struct bpf_call_arg_meta *meta)
1791 {
1792         struct bpf_reg_state *reg = cur_regs(env) + regno;
1793         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1794         int off, i, slot, spi;
1795
1796         if (reg->type != PTR_TO_STACK) {
1797                 /* Allow zero-byte read from NULL, regardless of pointer type */
1798                 if (zero_size_allowed && access_size == 0 &&
1799                     register_is_null(reg))
1800                         return 0;
1801
1802                 verbose(env, "R%d type=%s expected=%s\n", regno,
1803                         reg_type_str[reg->type],
1804                         reg_type_str[PTR_TO_STACK]);
1805                 return -EACCES;
1806         }
1807
1808         /* Only allow fixed-offset stack reads */
1809         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
1810                 char tn_buf[48];
1811
1812                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
1813                 verbose(env, "invalid variable stack read R%d var_off=%s\n",
1814                         regno, tn_buf);
1815                 return -EACCES;
1816         }
1817         off = reg->off + reg->var_off.value;
1818         if (off >= 0 || off < -MAX_BPF_STACK || off + access_size > 0 ||
1819             access_size < 0 || (access_size == 0 && !zero_size_allowed)) {
1820                 verbose(env, "invalid stack type R%d off=%d access_size=%d\n",
1821                         regno, off, access_size);
1822                 return -EACCES;
1823         }
1824
1825         if (meta && meta->raw_mode) {
1826                 meta->access_size = access_size;
1827                 meta->regno = regno;
1828                 return 0;
1829         }
1830
1831         for (i = 0; i < access_size; i++) {
1832                 u8 *stype;
1833
1834                 slot = -(off + i) - 1;
1835                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
1836                 if (state->allocated_stack <= slot)
1837                         goto err;
1838                 stype = &state->stack[spi].slot_type[slot % BPF_REG_SIZE];
1839                 if (*stype == STACK_MISC)
1840                         goto mark;
1841                 if (*stype == STACK_ZERO) {
1842                         /* helper can write anything into the stack */
1843                         *stype = STACK_MISC;
1844                         goto mark;
1845                 }
1846 err:
1847                 verbose(env, "invalid indirect read from stack off %d+%d size %d\n",
1848                         off, i, access_size);
1849                 return -EACCES;
1850 mark:
1851                 /* reading any byte out of 8-byte 'spill_slot' will cause
1852                  * the whole slot to be marked as 'read'
1853                  */
1854                 mark_reg_read(env, &state->stack[spi].spilled_ptr,
1855                               state->stack[spi].spilled_ptr.parent);
1856         }
1857         return update_stack_depth(env, state, off);
1858 }
1859
1860 static int check_helper_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
1861                                    int access_size, bool zero_size_allowed,
1862                                    struct bpf_call_arg_meta *meta)
1863 {
1864         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
1865
1866         switch (reg->type) {
1867         case PTR_TO_PACKET:
1868         case PTR_TO_PACKET_META:
1869                 return check_packet_access(env, regno, reg->off, access_size,
1870                                            zero_size_allowed);
1871         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
1872                 return check_flow_keys_access(env, reg->off, access_size);
1873         case PTR_TO_MAP_VALUE:
1874                 return check_map_access(env, regno, reg->off, access_size,
1875                                         zero_size_allowed);
1876         default: /* scalar_value|ptr_to_stack or invalid ptr */
1877                 return check_stack_boundary(env, regno, access_size,
1878                                             zero_size_allowed, meta);
1879         }
1880 }
1881
1882 static bool arg_type_is_mem_ptr(enum bpf_arg_type type)
1883 {
1884         return type == ARG_PTR_TO_MEM ||
1885                type == ARG_PTR_TO_MEM_OR_NULL ||
1886                type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM;
1887 }
1888
1889 static bool arg_type_is_mem_size(enum bpf_arg_type type)
1890 {
1891         return type == ARG_CONST_SIZE ||
1892                type == ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO;
1893 }
1894
1895 static int check_func_arg(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
1896                           enum bpf_arg_type arg_type,
1897                           struct bpf_call_arg_meta *meta)
1898 {
1899         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
1900         enum bpf_reg_type expected_type, type = reg->type;
1901         int err = 0;
1902
1903         if (arg_type == ARG_DONTCARE)
1904                 return 0;
1905
1906         err = check_reg_arg(env, regno, SRC_OP);
1907         if (err)
1908                 return err;
1909
1910         if (arg_type == ARG_ANYTHING) {
1911                 if (is_pointer_value(env, regno)) {
1912                         verbose(env, "R%d leaks addr into helper function\n",
1913                                 regno);
1914                         return -EACCES;
1915                 }
1916                 return 0;
1917         }
1918
1919         if (type_is_pkt_pointer(type) &&
1920             !may_access_direct_pkt_data(env, meta, BPF_READ)) {
1921                 verbose(env, "helper access to the packet is not allowed\n");
1922                 return -EACCES;
1923         }
1924
1925         if (arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_KEY ||
1926             arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE) {
1927                 expected_type = PTR_TO_STACK;
1928                 if (!type_is_pkt_pointer(type) && type != PTR_TO_MAP_VALUE &&
1929                     type != expected_type)
1930                         goto err_type;
1931         } else if (arg_type == ARG_CONST_SIZE ||
1932                    arg_type == ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO) {
1933                 expected_type = SCALAR_VALUE;
1934                 if (type != expected_type)
1935                         goto err_type;
1936         } else if (arg_type == ARG_CONST_MAP_PTR) {
1937                 expected_type = CONST_PTR_TO_MAP;
1938                 if (type != expected_type)
1939                         goto err_type;
1940         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_CTX) {
1941                 expected_type = PTR_TO_CTX;
1942                 if (type != expected_type)
1943                         goto err_type;
1944                 err = check_ctx_reg(env, reg, regno);
1945                 if (err < 0)
1946                         return err;
1947         } else if (arg_type_is_mem_ptr(arg_type)) {
1948                 expected_type = PTR_TO_STACK;
1949                 /* One exception here. In case function allows for NULL to be
1950                  * passed in as argument, it's a SCALAR_VALUE type. Final test
1951                  * happens during stack boundary checking.
1952                  */
1953                 if (register_is_null(reg) &&
1954                     arg_type == ARG_PTR_TO_MEM_OR_NULL)
1955                         /* final test in check_stack_boundary() */;
1956                 else if (!type_is_pkt_pointer(type) &&
1957                          type != PTR_TO_MAP_VALUE &&
1958                          type != expected_type)
1959                         goto err_type;
1960                 meta->raw_mode = arg_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM;
1961         } else {
1962                 verbose(env, "unsupported arg_type %d\n", arg_type);
1963                 return -EFAULT;
1964         }
1965
1966         if (arg_type == ARG_CONST_MAP_PTR) {
1967                 /* bpf_map_xxx(map_ptr) call: remember that map_ptr */
1968                 meta->map_ptr = reg->map_ptr;
1969         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_KEY) {
1970                 /* bpf_map_xxx(..., map_ptr, ..., key) call:
1971                  * check that [key, key + map->key_size) are within
1972                  * stack limits and initialized
1973                  */
1974                 if (!meta->map_ptr) {
1975                         /* in function declaration map_ptr must come before
1976                          * map_key, so that it's verified and known before
1977                          * we have to check map_key here. Otherwise it means
1978                          * that kernel subsystem misconfigured verifier
1979                          */
1980                         verbose(env, "invalid map_ptr to access map->key\n");
1981                         return -EACCES;
1982                 }
1983                 err = check_helper_mem_access(env, regno,
1984                                               meta->map_ptr->key_size, false,
1985                                               NULL);
1986         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE) {
1987                 /* bpf_map_xxx(..., map_ptr, ..., value) call:
1988                  * check [value, value + map->value_size) validity
1989                  */
1990                 if (!meta->map_ptr) {
1991                         /* kernel subsystem misconfigured verifier */
1992                         verbose(env, "invalid map_ptr to access map->value\n");
1993                         return -EACCES;
1994                 }
1995                 err = check_helper_mem_access(env, regno,
1996                                               meta->map_ptr->value_size, false,
1997                                               NULL);
1998         } else if (arg_type_is_mem_size(arg_type)) {
1999                 bool zero_size_allowed = (arg_type == ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO);
2000
2001                 /* remember the mem_size which may be used later
2002                  * to refine return values.
2003                  */
2004                 meta->msize_smax_value = reg->smax_value;
2005                 meta->msize_umax_value = reg->umax_value;
2006
2007                 /* The register is SCALAR_VALUE; the access check
2008                  * happens using its boundaries.
2009                  */
2010                 if (!tnum_is_const(reg->var_off))
2011                         /* For unprivileged variable accesses, disable raw
2012                          * mode so that the program is required to
2013                          * initialize all the memory that the helper could
2014                          * just partially fill up.
2015                          */
2016                         meta = NULL;
2017
2018                 if (reg->smin_value < 0) {
2019                         verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned or 'var &= const'\n",
2020                                 regno);
2021                         return -EACCES;
2022                 }
2023
2024                 if (reg->umin_value == 0) {
2025                         err = check_helper_mem_access(env, regno - 1, 0,
2026                                                       zero_size_allowed,
2027                                                       meta);
2028                         if (err)
2029                                 return err;
2030                 }
2031
2032                 if (reg->umax_value >= BPF_MAX_VAR_SIZ) {
2033                         verbose(env, "R%d unbounded memory access, use 'var &= const' or 'if (var < const)'\n",
2034                                 regno);
2035                         return -EACCES;
2036                 }
2037                 err = check_helper_mem_access(env, regno - 1,
2038                                               reg->umax_value,
2039                                               zero_size_allowed, meta);
2040         }
2041
2042         return err;
2043 err_type:
2044         verbose(env, "R%d type=%s expected=%s\n", regno,
2045                 reg_type_str[type], reg_type_str[expected_type]);
2046         return -EACCES;
2047 }
2048
2049 static int check_map_func_compatibility(struct bpf_verifier_env *env,
2050                                         struct bpf_map *map, int func_id)
2051 {
2052         if (!map)
2053                 return 0;
2054
2055         /* We need a two way check, first is from map perspective ... */
2056         switch (map->map_type) {
2057         case BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY:
2058                 if (func_id != BPF_FUNC_tail_call)
2059                         goto error;
2060                 break;
2061         case BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY:
2062                 if (func_id != BPF_FUNC_perf_event_read &&
2063                     func_id != BPF_FUNC_perf_event_output &&
2064                     func_id != BPF_FUNC_perf_event_read_value)
2065                         goto error;
2066                 break;
2067         case BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE:
2068                 if (func_id != BPF_FUNC_get_stackid)
2069                         goto error;
2070                 break;
2071         case BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY:
2072                 if (func_id != BPF_FUNC_skb_under_cgroup &&
2073                     func_id != BPF_FUNC_current_task_under_cgroup)
2074                         goto error;
2075                 break;
2076         case BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE:
2077                 if (func_id != BPF_FUNC_get_local_storage)
2078                         goto error;
2079                 break;
2080         /* devmap returns a pointer to a live net_device ifindex that we cannot
2081          * allow to be modified from bpf side. So do not allow lookup elements
2082          * for now.
2083          */
2084         case BPF_MAP_TYPE_DEVMAP:
2085                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map)
2086                         goto error;
2087                 break;
2088         /* Restrict bpf side of cpumap and xskmap, open when use-cases
2089          * appear.
2090          */
2091         case BPF_MAP_TYPE_CPUMAP:
2092         case BPF_MAP_TYPE_XSKMAP:
2093                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map)
2094                         goto error;
2095                 break;
2096         case BPF_MAP_TYPE_ARRAY_OF_MAPS:
2097         case BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS:
2098                 if (func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
2099                         goto error;
2100                 break;
2101         case BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP:
2102                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_redirect_map &&
2103                     func_id != BPF_FUNC_sock_map_update &&
2104                     func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
2105                     func_id != BPF_FUNC_msg_redirect_map)
2106                         goto error;
2107                 break;
2108         case BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH:
2109                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_redirect_hash &&
2110                     func_id != BPF_FUNC_sock_hash_update &&
2111                     func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
2112                     func_id != BPF_FUNC_msg_redirect_hash)
2113                         goto error;
2114                 break;
2115         case BPF_MAP_TYPE_REUSEPORT_SOCKARRAY:
2116                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport)
2117                         goto error;
2118                 break;
2119         default:
2120                 break;
2121         }
2122
2123         /* ... and second from the function itself. */
2124         switch (func_id) {
2125         case BPF_FUNC_tail_call:
2126                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY)
2127                         goto error;
2128                 if (env->subprog_cnt > 1) {
2129                         verbose(env, "tail_calls are not allowed in programs with bpf-to-bpf calls\n");
2130                         return -EINVAL;
2131                 }
2132                 break;
2133         case BPF_FUNC_perf_event_read:
2134         case BPF_FUNC_perf_event_output:
2135         case BPF_FUNC_perf_event_read_value:
2136                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY)
2137                         goto error;
2138                 break;
2139         case BPF_FUNC_get_stackid:
2140                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE)
2141                         goto error;
2142                 break;
2143         case BPF_FUNC_current_task_under_cgroup:
2144         case BPF_FUNC_skb_under_cgroup:
2145                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY)
2146                         goto error;
2147                 break;
2148         case BPF_FUNC_redirect_map:
2149                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_DEVMAP &&
2150                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CPUMAP &&
2151                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_XSKMAP)
2152                         goto error;
2153                 break;
2154         case BPF_FUNC_sk_redirect_map:
2155         case BPF_FUNC_msg_redirect_map:
2156         case BPF_FUNC_sock_map_update:
2157                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP)
2158                         goto error;
2159                 break;
2160         case BPF_FUNC_sk_redirect_hash:
2161         case BPF_FUNC_msg_redirect_hash:
2162         case BPF_FUNC_sock_hash_update:
2163                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH)
2164                         goto error;
2165                 break;
2166         case BPF_FUNC_get_local_storage:
2167                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE)
2168                         goto error;
2169                 break;
2170         case BPF_FUNC_sk_select_reuseport:
2171                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_REUSEPORT_SOCKARRAY)
2172                         goto error;
2173                 break;
2174         default:
2175                 break;
2176         }
2177
2178         return 0;
2179 error:
2180         verbose(env, "cannot pass map_type %d into func %s#%d\n",
2181                 map->map_type, func_id_name(func_id), func_id);
2182         return -EINVAL;
2183 }
2184
2185 static bool check_raw_mode_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
2186 {
2187         int count = 0;
2188
2189         if (fn->arg1_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
2190                 count++;
2191         if (fn->arg2_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
2192                 count++;
2193         if (fn->arg3_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
2194                 count++;
2195         if (fn->arg4_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
2196                 count++;
2197         if (fn->arg5_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
2198                 count++;
2199
2200         /* We only support one arg being in raw mode at the moment,
2201          * which is sufficient for the helper functions we have
2202          * right now.
2203          */
2204         return count <= 1;
2205 }
2206
2207 static bool check_args_pair_invalid(enum bpf_arg_type arg_curr,
2208                                     enum bpf_arg_type arg_next)
2209 {
2210         return (arg_type_is_mem_ptr(arg_curr) &&
2211                 !arg_type_is_mem_size(arg_next)) ||
2212                (!arg_type_is_mem_ptr(arg_curr) &&
2213                 arg_type_is_mem_size(arg_next));
2214 }
2215
2216 static bool check_arg_pair_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
2217 {
2218         /* bpf_xxx(..., buf, len) call will access 'len'
2219          * bytes from memory 'buf'. Both arg types need
2220          * to be paired, so make sure there's no buggy
2221          * helper function specification.
2222          */
2223         if (arg_type_is_mem_size(fn->arg1_type) ||
2224             arg_type_is_mem_ptr(fn->arg5_type)  ||
2225             check_args_pair_invalid(fn->arg1_type, fn->arg2_type) ||
2226             check_args_pair_invalid(fn->arg2_type, fn->arg3_type) ||
2227             check_args_pair_invalid(fn->arg3_type, fn->arg4_type) ||
2228             check_args_pair_invalid(fn->arg4_type, fn->arg5_type))
2229                 return false;
2230
2231         return true;
2232 }
2233
2234 static int check_func_proto(const struct bpf_func_proto *fn)
2235 {
2236         return check_raw_mode_ok(fn) &&
2237                check_arg_pair_ok(fn) ? 0 : -EINVAL;
2238 }
2239
2240 /* Packet data might have moved, any old PTR_TO_PACKET[_META,_END]
2241  * are now invalid, so turn them into unknown SCALAR_VALUE.
2242  */
2243 static void __clear_all_pkt_pointers(struct bpf_verifier_env *env,
2244                                      struct bpf_func_state *state)
2245 {
2246         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *reg;
2247         int i;
2248
2249         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
2250                 if (reg_is_pkt_pointer_any(&regs[i]))
2251                         mark_reg_unknown(env, regs, i);
2252
2253         for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
2254                 if (state->stack[i].slot_type[0] != STACK_SPILL)
2255                         continue;
2256                 reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
2257                 if (reg_is_pkt_pointer_any(reg))
2258                         __mark_reg_unknown(reg);
2259         }
2260 }
2261
2262 static void clear_all_pkt_pointers(struct bpf_verifier_env *env)
2263 {
2264         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
2265         int i;
2266
2267         for (i = 0; i <= vstate->curframe; i++)
2268                 __clear_all_pkt_pointers(env, vstate->frame[i]);
2269 }
2270
2271 static int check_func_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
2272                            int *insn_idx)
2273 {
2274         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
2275         struct bpf_func_state *caller, *callee;
2276         int i, subprog, target_insn;
2277
2278         if (state->curframe + 1 >= MAX_CALL_FRAMES) {
2279                 verbose(env, "the call stack of %d frames is too deep\n",
2280                         state->curframe + 2);
2281                 return -E2BIG;
2282         }
2283
2284         target_insn = *insn_idx + insn->imm;
2285         subprog = find_subprog(env, target_insn + 1);
2286         if (subprog < 0) {
2287                 verbose(env, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
2288                         target_insn + 1);
2289                 return -EFAULT;
2290         }
2291
2292         caller = state->frame[state->curframe];
2293         if (state->frame[state->curframe + 1]) {
2294                 verbose(env, "verifier bug. Frame %d already allocated\n",
2295                         state->curframe + 1);
2296                 return -EFAULT;
2297         }
2298
2299         callee = kzalloc(sizeof(*callee), GFP_KERNEL);
2300         if (!callee)
2301                 return -ENOMEM;
2302         state->frame[state->curframe + 1] = callee;
2303
2304         /* callee cannot access r0, r6 - r9 for reading and has to write
2305          * into its own stack before reading from it.
2306          * callee can read/write into caller's stack
2307          */
2308         init_func_state(env, callee,
2309                         /* remember the callsite, it will be used by bpf_exit */
2310                         *insn_idx /* callsite */,
2311                         state->curframe + 1 /* frameno within this callchain */,
2312                         subprog /* subprog number within this prog */);
2313
2314         /* copy r1 - r5 args that callee can access.  The copy includes parent
2315          * pointers, which connects us up to the liveness chain
2316          */
2317         for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++)
2318                 callee->regs[i] = caller->regs[i];
2319
2320         /* after the call registers r0 - r5 were scratched */
2321         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
2322                 mark_reg_not_init(env, caller->regs, caller_saved[i]);
2323                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
2324         }
2325
2326         /* only increment it after check_reg_arg() finished */
2327         state->curframe++;
2328
2329         /* and go analyze first insn of the callee */
2330         *insn_idx = target_insn;
2331
2332         if (env->log.level) {
2333                 verbose(env, "caller:\n");
2334                 print_verifier_state(env, caller);
2335                 verbose(env, "callee:\n");
2336                 print_verifier_state(env, callee);
2337         }
2338         return 0;
2339 }
2340
2341 static int prepare_func_exit(struct bpf_verifier_env *env, int *insn_idx)
2342 {
2343         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
2344         struct bpf_func_state *caller, *callee;
2345         struct bpf_reg_state *r0;
2346
2347         callee = state->frame[state->curframe];
2348         r0 = &callee->regs[BPF_REG_0];
2349         if (r0->type == PTR_TO_STACK) {
2350                 /* technically it's ok to return caller's stack pointer
2351                  * (or caller's caller's pointer) back to the caller,
2352                  * since these pointers are valid. Only current stack
2353                  * pointer will be invalid as soon as function exits,
2354                  * but let's be conservative
2355                  */
2356                 verbose(env, "cannot return stack pointer to the caller\n");
2357                 return -EINVAL;
2358         }
2359
2360         state->curframe--;
2361         caller = state->frame[state->curframe];
2362         /* return to the caller whatever r0 had in the callee */
2363         caller->regs[BPF_REG_0] = *r0;
2364
2365         *insn_idx = callee->callsite + 1;
2366         if (env->log.level) {
2367                 verbose(env, "returning from callee:\n");
2368                 print_verifier_state(env, callee);
2369                 verbose(env, "to caller at %d:\n", *insn_idx);
2370                 print_verifier_state(env, caller);
2371         }
2372         /* clear everything in the callee */
2373         free_func_state(callee);
2374         state->frame[state->curframe + 1] = NULL;
2375         return 0;
2376 }
2377
2378 static void do_refine_retval_range(struct bpf_reg_state *regs, int ret_type,
2379                                    int func_id,
2380                                    struct bpf_call_arg_meta *meta)
2381 {
2382         struct bpf_reg_state *ret_reg = &regs[BPF_REG_0];
2383
2384         if (ret_type != RET_INTEGER ||
2385             (func_id != BPF_FUNC_get_stack &&
2386              func_id != BPF_FUNC_probe_read_str))
2387                 return;
2388
2389         ret_reg->smax_value = meta->msize_smax_value;
2390         ret_reg->umax_value = meta->msize_umax_value;
2391         __reg_deduce_bounds(ret_reg);
2392         __reg_bound_offset(ret_reg);
2393 }
2394
2395 static int
2396 record_func_map(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_call_arg_meta *meta,
2397                 int func_id, int insn_idx)
2398 {
2399         struct bpf_insn_aux_data *aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
2400
2401         if (func_id != BPF_FUNC_tail_call &&
2402             func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
2403             func_id != BPF_FUNC_map_update_elem &&
2404             func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem)
2405                 return 0;
2406
2407         if (meta->map_ptr == NULL) {
2408                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
2409                 return -EINVAL;
2410         }
2411
2412         if (!BPF_MAP_PTR(aux->map_state))
2413                 bpf_map_ptr_store(aux, meta->map_ptr,
2414                                   meta->map_ptr->unpriv_array);
2415         else if (BPF_MAP_PTR(aux->map_state) != meta->map_ptr)
2416                 bpf_map_ptr_store(aux, BPF_MAP_PTR_POISON,
2417                                   meta->map_ptr->unpriv_array);
2418         return 0;
2419 }
2420
2421 static int check_helper_call(struct bpf_verifier_env *env, int func_id, int insn_idx)
2422 {
2423         const struct bpf_func_proto *fn = NULL;
2424         struct bpf_reg_state *regs;
2425         struct bpf_call_arg_meta meta;
2426         bool changes_data;
2427         int i, err;
2428
2429         /* find function prototype */
2430         if (func_id < 0 || func_id >= __BPF_FUNC_MAX_ID) {
2431                 verbose(env, "invalid func %s#%d\n", func_id_name(func_id),
2432                         func_id);
2433                 return -EINVAL;
2434         }
2435
2436         if (env->ops->get_func_proto)
2437                 fn = env->ops->get_func_proto(func_id, env->prog);
2438         if (!fn) {
2439                 verbose(env, "unknown func %s#%d\n", func_id_name(func_id),
2440                         func_id);
2441                 return -EINVAL;
2442         }
2443
2444         /* eBPF programs must be GPL compatible to use GPL-ed functions */
2445         if (!env->prog->gpl_compatible && fn->gpl_only) {
2446                 verbose(env, "cannot call GPL-restricted function from non-GPL compatible program\n");
2447                 return -EINVAL;
2448         }
2449
2450         /* With LD_ABS/IND some JITs save/restore skb from r1. */
2451         changes_data = bpf_helper_changes_pkt_data(fn->func);
2452         if (changes_data && fn->arg1_type != ARG_PTR_TO_CTX) {
2453                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured func %s#%d: r1 != ctx\n",
2454                         func_id_name(func_id), func_id);
2455                 return -EINVAL;
2456         }
2457
2458         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
2459         meta.pkt_access = fn->pkt_access;
2460
2461         err = check_func_proto(fn);
2462         if (err) {
2463                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured func %s#%d\n",
2464                         func_id_name(func_id), func_id);
2465                 return err;
2466         }
2467
2468         /* check args */
2469         err = check_func_arg(env, BPF_REG_1, fn->arg1_type, &meta);
2470         if (err)
2471                 return err;
2472         err = check_func_arg(env, BPF_REG_2, fn->arg2_type, &meta);
2473         if (err)
2474                 return err;
2475         err = check_func_arg(env, BPF_REG_3, fn->arg3_type, &meta);
2476         if (err)
2477                 return err;
2478         err = check_func_arg(env, BPF_REG_4, fn->arg4_type, &meta);
2479         if (err)
2480                 return err;
2481         err = check_func_arg(env, BPF_REG_5, fn->arg5_type, &meta);
2482         if (err)
2483                 return err;
2484
2485         err = record_func_map(env, &meta, func_id, insn_idx);
2486         if (err)
2487                 return err;
2488
2489         /* Mark slots with STACK_MISC in case of raw mode, stack offset
2490          * is inferred from register state.
2491          */
2492         for (i = 0; i < meta.access_size; i++) {
2493                 err = check_mem_access(env, insn_idx, meta.regno, i, BPF_B,
2494                                        BPF_WRITE, -1, false);
2495                 if (err)
2496                         return err;
2497         }
2498
2499         regs = cur_regs(env);
2500
2501         /* check that flags argument in get_local_storage(map, flags) is 0,
2502          * this is required because get_local_storage() can't return an error.
2503          */
2504         if (func_id == BPF_FUNC_get_local_storage &&
2505             !register_is_null(&regs[BPF_REG_2])) {
2506                 verbose(env, "get_local_storage() doesn't support non-zero flags\n");
2507                 return -EINVAL;
2508         }
2509
2510         /* reset caller saved regs */
2511         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
2512                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
2513                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
2514         }
2515
2516         /* update return register (already marked as written above) */
2517         if (fn->ret_type == RET_INTEGER) {
2518                 /* sets type to SCALAR_VALUE */
2519                 mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
2520         } else if (fn->ret_type == RET_VOID) {
2521                 regs[BPF_REG_0].type = NOT_INIT;
2522         } else if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL ||
2523                    fn->ret_type == RET_PTR_TO_MAP_VALUE) {
2524                 if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_MAP_VALUE)
2525                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MAP_VALUE;
2526                 else
2527                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL;
2528                 /* There is no offset yet applied, variable or fixed */
2529                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
2530                 /* remember map_ptr, so that check_map_access()
2531                  * can check 'value_size' boundary of memory access
2532                  * to map element returned from bpf_map_lookup_elem()
2533                  */
2534                 if (meta.map_ptr == NULL) {
2535                         verbose(env,
2536                                 "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
2537                         return -EINVAL;
2538                 }
2539                 regs[BPF_REG_0].map_ptr = meta.map_ptr;
2540                 regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
2541         } else {
2542                 verbose(env, "unknown return type %d of func %s#%d\n",
2543                         fn->ret_type, func_id_name(func_id), func_id);
2544                 return -EINVAL;
2545         }
2546
2547         do_refine_retval_range(regs, fn->ret_type, func_id, &meta);
2548
2549         err = check_map_func_compatibility(env, meta.map_ptr, func_id);
2550         if (err)
2551                 return err;
2552
2553         if (func_id == BPF_FUNC_get_stack && !env->prog->has_callchain_buf) {
2554                 const char *err_str;
2555
2556 #ifdef CONFIG_PERF_EVENTS
2557                 err = get_callchain_buffers(sysctl_perf_event_max_stack);
2558                 err_str = "cannot get callchain buffer for func %s#%d\n";
2559 #else
2560                 err = -ENOTSUPP;
2561                 err_str = "func %s#%d not supported without CONFIG_PERF_EVENTS\n";
2562 #endif
2563                 if (err) {
2564                         verbose(env, err_str, func_id_name(func_id), func_id);
2565                         return err;
2566                 }
2567
2568                 env->prog->has_callchain_buf = true;
2569         }
2570
2571         if (changes_data)
2572                 clear_all_pkt_pointers(env);
2573         return 0;
2574 }
2575
2576 static bool signed_add_overflows(s64 a, s64 b)
2577 {
2578         /* Do the add in u64, where overflow is well-defined */
2579         s64 res = (s64)((u64)a + (u64)b);
2580
2581         if (b < 0)
2582                 return res > a;
2583         return res < a;
2584 }
2585
2586 static bool signed_sub_overflows(s64 a, s64 b)
2587 {
2588         /* Do the sub in u64, where overflow is well-defined */
2589         s64 res = (s64)((u64)a - (u64)b);
2590
2591         if (b < 0)
2592                 return res < a;
2593         return res > a;
2594 }
2595
2596 static bool check_reg_sane_offset(struct bpf_verifier_env *env,
2597                                   const struct bpf_reg_state *reg,
2598                                   enum bpf_reg_type type)
2599 {
2600         bool known = tnum_is_const(reg->var_off);
2601         s64 val = reg->var_off.value;
2602         s64 smin = reg->smin_value;
2603
2604         if (known && (val >= BPF_MAX_VAR_OFF || val <= -BPF_MAX_VAR_OFF)) {
2605                 verbose(env, "math between %s pointer and %lld is not allowed\n",
2606                         reg_type_str[type], val);
2607                 return false;
2608         }
2609
2610         if (reg->off >= BPF_MAX_VAR_OFF || reg->off <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
2611                 verbose(env, "%s pointer offset %d is not allowed\n",
2612                         reg_type_str[type], reg->off);
2613                 return false;
2614         }
2615
2616         if (smin == S64_MIN) {
2617                 verbose(env, "math between %s pointer and register with unbounded min value is not allowed\n",
2618                         reg_type_str[type]);
2619                 return false;
2620         }
2621
2622         if (smin >= BPF_MAX_VAR_OFF || smin <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
2623                 verbose(env, "value %lld makes %s pointer be out of bounds\n",
2624                         smin, reg_type_str[type]);
2625                 return false;
2626         }
2627
2628         return true;
2629 }
2630
2631 /* Handles arithmetic on a pointer and a scalar: computes new min/max and var_off.
2632  * Caller should also handle BPF_MOV case separately.
2633  * If we return -EACCES, caller may want to try again treating pointer as a
2634  * scalar.  So we only emit a diagnostic if !env->allow_ptr_leaks.
2635  */
2636 static int adjust_ptr_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
2637                                    struct bpf_insn *insn,
2638                                    const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
2639                                    const struct bpf_reg_state *off_reg)
2640 {
2641         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
2642         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
2643         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *dst_reg;
2644         bool known = tnum_is_const(off_reg->var_off);
2645         s64 smin_val = off_reg->smin_value, smax_val = off_reg->smax_value,
2646             smin_ptr = ptr_reg->smin_value, smax_ptr = ptr_reg->smax_value;
2647         u64 umin_val = off_reg->umin_value, umax_val = off_reg->umax_value,
2648             umin_ptr = ptr_reg->umin_value, umax_ptr = ptr_reg->umax_value;
2649         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
2650         u32 dst = insn->dst_reg;
2651
2652         dst_reg = &regs[dst];
2653
2654         if ((known && (smin_val != smax_val || umin_val != umax_val)) ||
2655             smin_val > smax_val || umin_val > umax_val) {
2656                 /* Taint dst register if offset had invalid bounds derived from
2657                  * e.g. dead branches.
2658                  */
2659                 __mark_reg_unknown(dst_reg);
2660                 return 0;
2661         }
2662
2663         if (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_ALU64) {
2664                 /* 32-bit ALU ops on pointers produce (meaningless) scalars */
2665                 verbose(env,
2666                         "R%d 32-bit pointer arithmetic prohibited\n",
2667                         dst);
2668                 return -EACCES;
2669         }
2670
2671         if (ptr_reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL) {
2672                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic on PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL prohibited, null-check it first\n",
2673                         dst);
2674                 return -EACCES;
2675         }
2676         if (ptr_reg->type == CONST_PTR_TO_MAP) {
2677                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic on CONST_PTR_TO_MAP prohibited\n",
2678                         dst);
2679                 return -EACCES;
2680         }
2681         if (ptr_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) {
2682                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic on PTR_TO_PACKET_END prohibited\n",
2683                         dst);
2684                 return -EACCES;
2685         }
2686
2687         /* In case of 'scalar += pointer', dst_reg inherits pointer type and id.
2688          * The id may be overwritten later if we create a new variable offset.
2689          */
2690         dst_reg->type = ptr_reg->type;
2691         dst_reg->id = ptr_reg->id;
2692
2693         if (!check_reg_sane_offset(env, off_reg, ptr_reg->type) ||
2694             !check_reg_sane_offset(env, ptr_reg, ptr_reg->type))
2695                 return -EINVAL;
2696
2697         switch (opcode) {
2698         case BPF_ADD:
2699                 /* We can take a fixed offset as long as it doesn't overflow
2700                  * the s32 'off' field
2701                  */
2702                 if (known && (ptr_reg->off + smin_val ==
2703                               (s64)(s32)(ptr_reg->off + smin_val))) {
2704                         /* pointer += K.  Accumulate it into fixed offset */
2705                         dst_reg->smin_value = smin_ptr;
2706                         dst_reg->smax_value = smax_ptr;
2707                         dst_reg->umin_value = umin_ptr;
2708                         dst_reg->umax_value = umax_ptr;
2709                         dst_reg->var_off = ptr_reg->var_off;
2710                         dst_reg->off = ptr_reg->off + smin_val;
2711                         dst_reg->range = ptr_reg->range;
2712                         break;
2713                 }
2714                 /* A new variable offset is created.  Note that off_reg->off
2715                  * == 0, since it's a scalar.
2716                  * dst_reg gets the pointer type and since some positive
2717                  * integer value was added to the pointer, give it a new 'id'
2718                  * if it's a PTR_TO_PACKET.
2719                  * this creates a new 'base' pointer, off_reg (variable) gets
2720                  * added into the variable offset, and we copy the fixed offset
2721                  * from ptr_reg.
2722                  */
2723                 if (signed_add_overflows(smin_ptr, smin_val) ||
2724                     signed_add_overflows(smax_ptr, smax_val)) {
2725                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
2726                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
2727                 } else {
2728                         dst_reg->smin_value = smin_ptr + smin_val;
2729                         dst_reg->smax_value = smax_ptr + smax_val;
2730                 }
2731                 if (umin_ptr + umin_val < umin_ptr ||
2732                     umax_ptr + umax_val < umax_ptr) {
2733                         dst_reg->umin_value = 0;
2734                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
2735                 } else {
2736                         dst_reg->umin_value = umin_ptr + umin_val;
2737                         dst_reg->umax_value = umax_ptr + umax_val;
2738                 }
2739                 dst_reg->var_off = tnum_add(ptr_reg->var_off, off_reg->var_off);
2740                 dst_reg->off = ptr_reg->off;
2741                 if (reg_is_pkt_pointer(ptr_reg)) {
2742                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
2743                         /* something was added to pkt_ptr, set range to zero */
2744                         dst_reg->range = 0;
2745                 }
2746                 break;
2747         case BPF_SUB:
2748                 if (dst_reg == off_reg) {
2749                         /* scalar -= pointer.  Creates an unknown scalar */
2750                         verbose(env, "R%d tried to subtract pointer from scalar\n",
2751                                 dst);
2752                         return -EACCES;
2753                 }
2754                 /* We don't allow subtraction from FP, because (according to
2755                  * test_verifier.c test "invalid fp arithmetic", JITs might not
2756                  * be able to deal with it.
2757                  */
2758                 if (ptr_reg->type == PTR_TO_STACK) {
2759                         verbose(env, "R%d subtraction from stack pointer prohibited\n",
2760                                 dst);
2761                         return -EACCES;
2762                 }
2763                 if (known && (ptr_reg->off - smin_val ==
2764                               (s64)(s32)(ptr_reg->off - smin_val))) {
2765                         /* pointer -= K.  Subtract it from fixed offset */
2766                         dst_reg->smin_value = smin_ptr;
2767                         dst_reg->smax_value = smax_ptr;
2768                         dst_reg->umin_value = umin_ptr;
2769                         dst_reg->umax_value = umax_ptr;
2770                         dst_reg->var_off = ptr_reg->var_off;
2771                         dst_reg->id = ptr_reg->id;
2772                         dst_reg->off = ptr_reg->off - smin_val;
2773                         dst_reg->range = ptr_reg->range;
2774                         break;
2775                 }
2776                 /* A new variable offset is created.  If the subtrahend is known
2777                  * nonnegative, then any reg->range we had before is still good.
2778                  */
2779                 if (signed_sub_overflows(smin_ptr, smax_val) ||
2780                     signed_sub_overflows(smax_ptr, smin_val)) {
2781                         /* Overflow possible, we know nothing */
2782                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
2783                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
2784                 } else {
2785                         dst_reg->smin_value = smin_ptr - smax_val;
2786                         dst_reg->smax_value = smax_ptr - smin_val;
2787                 }
2788                 if (umin_ptr < umax_val) {
2789                         /* Overflow possible, we know nothing */
2790                         dst_reg->umin_value = 0;
2791                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
2792                 } else {
2793                         /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
2794                         dst_reg->umin_value = umin_ptr - umax_val;
2795                         dst_reg->umax_value = umax_ptr - umin_val;
2796                 }
2797                 dst_reg->var_off = tnum_sub(ptr_reg->var_off, off_reg->var_off);
2798                 dst_reg->off = ptr_reg->off;
2799                 if (reg_is_pkt_pointer(ptr_reg)) {
2800                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
2801                         /* something was added to pkt_ptr, set range to zero */
2802                         if (smin_val < 0)
2803                                 dst_reg->range = 0;
2804                 }
2805                 break;
2806         case BPF_AND:
2807         case BPF_OR:
2808         case BPF_XOR:
2809                 /* bitwise ops on pointers are troublesome, prohibit. */
2810                 verbose(env, "R%d bitwise operator %s on pointer prohibited\n",
2811                         dst, bpf_alu_string[opcode >> 4]);
2812                 return -EACCES;
2813         default:
2814                 /* other operators (e.g. MUL,LSH) produce non-pointer results */
2815                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic with %s operator prohibited\n",
2816                         dst, bpf_alu_string[opcode >> 4]);
2817                 return -EACCES;
2818         }
2819
2820         if (!check_reg_sane_offset(env, dst_reg, ptr_reg->type))
2821                 return -EINVAL;
2822
2823         __update_reg_bounds(dst_reg);
2824         __reg_deduce_bounds(dst_reg);
2825         __reg_bound_offset(dst_reg);
2826         return 0;
2827 }
2828
2829 /* WARNING: This function does calculations on 64-bit values, but the actual
2830  * execution may occur on 32-bit values. Therefore, things like bitshifts
2831  * need extra checks in the 32-bit case.
2832  */
2833 static int adjust_scalar_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
2834                                       struct bpf_insn *insn,
2835                                       struct bpf_reg_state *dst_reg,
2836                                       struct bpf_reg_state src_reg)
2837 {
2838         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
2839         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
2840         bool src_known, dst_known;
2841         s64 smin_val, smax_val;
2842         u64 umin_val, umax_val;
2843         u64 insn_bitness = (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) ? 64 : 32;
2844
2845         if (insn_bitness == 32) {
2846                 /* Relevant for 32-bit RSH: Information can propagate towards
2847                  * LSB, so it isn't sufficient to only truncate the output to
2848                  * 32 bits.
2849                  */
2850                 coerce_reg_to_size(dst_reg, 4);
2851                 coerce_reg_to_size(&src_reg, 4);
2852         }
2853
2854         smin_val = src_reg.smin_value;
2855         smax_val = src_reg.smax_value;
2856         umin_val = src_reg.umin_value;
2857         umax_val = src_reg.umax_value;
2858         src_known = tnum_is_const(src_reg.var_off);
2859         dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
2860
2861         if ((src_known && (smin_val != smax_val || umin_val != umax_val)) ||
2862             smin_val > smax_val || umin_val > umax_val) {
2863                 /* Taint dst register if offset had invalid bounds derived from
2864                  * e.g. dead branches.
2865                  */
2866                 __mark_reg_unknown(dst_reg);
2867                 return 0;
2868         }
2869
2870         if (!src_known &&
2871             opcode != BPF_ADD && opcode != BPF_SUB && opcode != BPF_AND) {
2872                 __mark_reg_unknown(dst_reg);
2873                 return 0;
2874         }
2875
2876         switch (opcode) {
2877         case BPF_ADD:
2878                 if (signed_add_overflows(dst_reg->smin_value, smin_val) ||
2879                     signed_add_overflows(dst_reg->smax_value, smax_val)) {
2880                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
2881                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
2882                 } else {
2883                         dst_reg->smin_value += smin_val;
2884                         dst_reg->smax_value += smax_val;
2885                 }
2886                 if (dst_reg->umin_value + umin_val < umin_val ||
2887                     dst_reg->umax_value + umax_val < umax_val) {
2888                         dst_reg->umin_value = 0;
2889                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
2890                 } else {
2891                         dst_reg->umin_value += umin_val;
2892                         dst_reg->umax_value += umax_val;
2893                 }
2894                 dst_reg->var_off = tnum_add(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
2895                 break;
2896         case BPF_SUB:
2897                 if (signed_sub_overflows(dst_reg->smin_value, smax_val) ||
2898                     signed_sub_overflows(dst_reg->smax_value, smin_val)) {
2899                         /* Overflow possible, we know nothing */
2900                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
2901                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
2902                 } else {
2903                         dst_reg->smin_value -= smax_val;
2904                         dst_reg->smax_value -= smin_val;
2905                 }
2906                 if (dst_reg->umin_value < umax_val) {
2907                         /* Overflow possible, we know nothing */
2908                         dst_reg->umin_value = 0;
2909                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
2910                 } else {
2911                         /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
2912                         dst_reg->umin_value -= umax_val;
2913                         dst_reg->umax_value -= umin_val;
2914                 }
2915                 dst_reg->var_off = tnum_sub(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
2916                 break;
2917         case BPF_MUL:
2918                 dst_reg->var_off = tnum_mul(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
2919                 if (smin_val < 0 || dst_reg->smin_value < 0) {
2920                         /* Ain't nobody got time to multiply that sign */
2921                         __mark_reg_unbounded(dst_reg);
2922                         __update_reg_bounds(dst_reg);
2923                         break;
2924                 }
2925                 /* Both values are positive, so we can work with unsigned and
2926                  * copy the result to signed (unless it exceeds S64_MAX).
2927                  */
2928                 if (umax_val > U32_MAX || dst_reg->umax_value > U32_MAX) {
2929                         /* Potential overflow, we know nothing */
2930                         __mark_reg_unbounded(dst_reg);
2931                         /* (except what we can learn from the var_off) */
2932                         __update_reg_bounds(dst_reg);
2933                         break;
2934                 }
2935                 dst_reg->umin_value *= umin_val;
2936                 dst_reg->umax_value *= umax_val;
2937                 if (dst_reg->umax_value > S64_MAX) {
2938                         /* Overflow possible, we know nothing */
2939                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
2940                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
2941                 } else {
2942                         dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
2943                         dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
2944                 }
2945                 break;
2946         case BPF_AND:
2947                 if (src_known && dst_known) {
2948                         __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value &
2949                                                   src_reg.var_off.value);
2950                         break;
2951                 }
2952                 /* We get our minimum from the var_off, since that's inherently
2953                  * bitwise.  Our maximum is the minimum of the operands' maxima.
2954                  */
2955                 dst_reg->var_off = tnum_and(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
2956                 dst_reg->umin_value = dst_reg->var_off.value;
2957                 dst_reg->umax_value = min(dst_reg->umax_value, umax_val);
2958                 if (dst_reg->smin_value < 0 || smin_val < 0) {
2959                         /* Lose signed bounds when ANDing negative numbers,
2960                          * ain't nobody got time for that.
2961                          */
2962                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
2963                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
2964                 } else {
2965                         /* ANDing two positives gives a positive, so safe to
2966                          * cast result into s64.
2967                          */
2968                         dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
2969                         dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
2970                 }
2971                 /* We may learn something more from the var_off */
2972                 __update_reg_bounds(dst_reg);
2973                 break;
2974         case BPF_OR:
2975                 if (src_known && dst_known) {
2976                         __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value |
2977                                                   src_reg.var_off.value);
2978                         break;
2979                 }
2980                 /* We get our maximum from the var_off, and our minimum is the
2981                  * maximum of the operands' minima
2982                  */
2983                 dst_reg->var_off = tnum_or(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
2984                 dst_reg->umin_value = max(dst_reg->umin_value, umin_val);
2985                 dst_reg->umax_value = dst_reg->var_off.value |
2986                                       dst_reg->var_off.mask;
2987                 if (dst_reg->smin_value < 0 || smin_val < 0) {
2988                         /* Lose signed bounds when ORing negative numbers,
2989                          * ain't nobody got time for that.
2990                          */
2991                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
2992                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
2993                 } else {
2994                         /* ORing two positives gives a positive, so safe to
2995                          * cast result into s64.
2996                          */
2997                         dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
2998                         dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
2999                 }
3000                 /* We may learn something more from the var_off */
3001                 __update_reg_bounds(dst_reg);
3002                 break;
3003         case BPF_LSH:
3004                 if (umax_val >= insn_bitness) {
3005                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
3006                          * This includes shifts by a negative number.
3007                          */
3008                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
3009                         break;
3010                 }
3011                 /* We lose all sign bit information (except what we can pick
3012                  * up from var_off)
3013                  */
3014                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
3015                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
3016                 /* If we might shift our top bit out, then we know nothing */
3017                 if (dst_reg->umax_value > 1ULL << (63 - umax_val)) {
3018                         dst_reg->umin_value = 0;
3019                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
3020                 } else {
3021                         dst_reg->umin_value <<= umin_val;
3022                         dst_reg->umax_value <<= umax_val;
3023                 }
3024                 dst_reg->var_off = tnum_lshift(dst_reg->var_off, umin_val);
3025                 /* We may learn something more from the var_off */
3026                 __update_reg_bounds(dst_reg);
3027                 break;
3028         case BPF_RSH:
3029                 if (umax_val >= insn_bitness) {
3030                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
3031                          * This includes shifts by a negative number.
3032                          */
3033                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
3034                         break;
3035                 }
3036                 /* BPF_RSH is an unsigned shift.  If the value in dst_reg might
3037                  * be negative, then either:
3038                  * 1) src_reg might be zero, so the sign bit of the result is
3039                  *    unknown, so we lose our signed bounds
3040                  * 2) it's known negative, thus the unsigned bounds capture the
3041                  *    signed bounds
3042                  * 3) the signed bounds cross zero, so they tell us nothing
3043                  *    about the result
3044                  * If the value in dst_reg is known nonnegative, then again the
3045                  * unsigned bounts capture the signed bounds.
3046                  * Thus, in all cases it suffices to blow away our signed bounds
3047                  * and rely on inferring new ones from the unsigned bounds and
3048                  * var_off of the result.
3049                  */
3050                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
3051                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
3052                 dst_reg->var_off = tnum_rshift(dst_reg->var_off, umin_val);
3053                 dst_reg->umin_value >>= umax_val;
3054                 dst_reg->umax_value >>= umin_val;
3055                 /* We may learn something more from the var_off */
3056                 __update_reg_bounds(dst_reg);
3057                 break;
3058         case BPF_ARSH:
3059                 if (umax_val >= insn_bitness) {
3060                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
3061                          * This includes shifts by a negative number.
3062                          */
3063                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
3064                         break;
3065                 }
3066
3067                 /* Upon reaching here, src_known is true and
3068                  * umax_val is equal to umin_val.
3069                  */
3070                 dst_reg->smin_value >>= umin_val;
3071                 dst_reg->smax_value >>= umin_val;
3072                 dst_reg->var_off = tnum_arshift(dst_reg->var_off, umin_val);
3073
3074                 /* blow away the dst_reg umin_value/umax_value and rely on
3075                  * dst_reg var_off to refine the result.
3076                  */
3077                 dst_reg->umin_value = 0;
3078                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
3079                 __update_reg_bounds(dst_reg);
3080                 break;
3081         default:
3082                 mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
3083                 break;
3084         }
3085
3086         if (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_ALU64) {
3087                 /* 32-bit ALU ops are (32,32)->32 */
3088                 coerce_reg_to_size(dst_reg, 4);
3089         }
3090
3091         __reg_deduce_bounds(dst_reg);
3092         __reg_bound_offset(dst_reg);
3093         return 0;
3094 }
3095
3096 /* Handles ALU ops other than BPF_END, BPF_NEG and BPF_MOV: computes new min/max
3097  * and var_off.
3098  */
3099 static int adjust_reg_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
3100                                    struct bpf_insn *insn)
3101 {
3102         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
3103         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
3104         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *dst_reg, *src_reg;
3105         struct bpf_reg_state *ptr_reg = NULL, off_reg = {0};
3106         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
3107
3108         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
3109         src_reg = NULL;
3110         if (dst_reg->type != SCALAR_VALUE)
3111                 ptr_reg = dst_reg;
3112         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
3113                 src_reg = &regs[insn->src_reg];
3114                 if (src_reg->type != SCALAR_VALUE) {
3115                         if (dst_reg->type != SCALAR_VALUE) {
3116                                 /* Combining two pointers by any ALU op yields
3117                                  * an arbitrary scalar. Disallow all math except
3118                                  * pointer subtraction
3119                                  */
3120                                 if (opcode == BPF_SUB && env->allow_ptr_leaks) {
3121                                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
3122                                         return 0;
3123                                 }
3124                                 verbose(env, "R%d pointer %s pointer prohibited\n",
3125                                         insn->dst_reg,
3126                                         bpf_alu_string[opcode >> 4]);
3127                                 return -EACCES;
3128                         } else {
3129                                 /* scalar += pointer
3130                                  * This is legal, but we have to reverse our
3131                                  * src/dest handling in computing the range
3132                                  */
3133                                 return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
3134                                                                src_reg, dst_reg);
3135                         }
3136                 } else if (ptr_reg) {
3137                         /* pointer += scalar */
3138                         return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
3139                                                        dst_reg, src_reg);
3140                 }
3141         } else {
3142                 /* Pretend the src is a reg with a known value, since we only
3143                  * need to be able to read from this state.
3144                  */
3145                 off_reg.type = SCALAR_VALUE;
3146                 __mark_reg_known(&off_reg, insn->imm);
3147                 src_reg = &off_reg;
3148                 if (ptr_reg) /* pointer += K */
3149                         return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
3150                                                        ptr_reg, src_reg);
3151         }
3152
3153         /* Got here implies adding two SCALAR_VALUEs */
3154         if (WARN_ON_ONCE(ptr_reg)) {
3155                 print_verifier_state(env, state);
3156                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected ptr_reg\n");
3157                 return -EINVAL;
3158         }
3159         if (WARN_ON(!src_reg)) {
3160                 print_verifier_state(env, state);
3161                 verbose(env, "verifier internal error: no src_reg\n");
3162                 return -EINVAL;
3163         }
3164         return adjust_scalar_min_max_vals(env, insn, dst_reg, *src_reg);
3165 }
3166
3167 /* check validity of 32-bit and 64-bit arithmetic operations */
3168 static int check_alu_op(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
3169 {
3170         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
3171         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
3172         int err;
3173
3174         if (opcode == BPF_END || opcode == BPF_NEG) {
3175                 if (opcode == BPF_NEG) {
3176                         if (BPF_SRC(insn->code) != 0 ||
3177                             insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
3178                             insn->off != 0 || insn->imm != 0) {
3179                                 verbose(env, "BPF_NEG uses reserved fields\n");
3180                                 return -EINVAL;
3181                         }
3182                 } else {
3183                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0 ||
3184                             (insn->imm != 16 && insn->imm != 32 && insn->imm != 64) ||
3185                             BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
3186                                 verbose(env, "BPF_END uses reserved fields\n");
3187                                 return -EINVAL;
3188                         }
3189                 }
3190
3191                 /* check src operand */
3192                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
3193                 if (err)
3194                         return err;
3195
3196                 if (is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
3197                         verbose(env, "R%d pointer arithmetic prohibited\n",
3198                                 insn->dst_reg);
3199                         return -EACCES;
3200                 }
3201
3202                 /* check dest operand */
3203                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP);
3204                 if (err)
3205                         return err;
3206
3207         } else if (opcode == BPF_MOV) {
3208
3209                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
3210                         if (insn->imm != 0 || insn->off != 0) {
3211                                 verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
3212                                 return -EINVAL;
3213                         }
3214
3215                         /* check src operand */
3216                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
3217                         if (err)
3218                                 return err;
3219                 } else {
3220                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0) {
3221                                 verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
3222                                 return -EINVAL;
3223                         }
3224                 }
3225
3226                 /* check dest operand, mark as required later */
3227                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
3228                 if (err)
3229                         return err;
3230
3231                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
3232                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
3233                                 /* case: R1 = R2
3234                                  * copy register state to dest reg
3235                                  */
3236                                 regs[insn->dst_reg] = regs[insn->src_reg];
3237                                 regs[insn->dst_reg].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
3238                         } else {
3239                                 /* R1 = (u32) R2 */
3240                                 if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
3241                                         verbose(env,
3242                                                 "R%d partial copy of pointer\n",
3243                                                 insn->src_reg);
3244                                         return -EACCES;
3245                                 }
3246                                 mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
3247                                 coerce_reg_to_size(&regs[insn->dst_reg], 4);
3248                         }
3249                 } else {
3250                         /* case: R = imm
3251                          * remember the value we stored into this reg
3252                          */
3253                         /* clear any state __mark_reg_known doesn't set */
3254                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
3255                         regs[insn->dst_reg].type = SCALAR_VALUE;
3256                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
3257                                 __mark_reg_known(regs + insn->dst_reg,
3258                                                  insn->imm);
3259                         } else {
3260                                 __mark_reg_known(regs + insn->dst_reg,
3261                                                  (u32)insn->imm);
3262                         }
3263                 }
3264
3265         } else if (opcode > BPF_END) {
3266                 verbose(env, "invalid BPF_ALU opcode %x\n", opcode);
3267                 return -EINVAL;
3268
3269         } else {        /* all other ALU ops: and, sub, xor, add, ... */
3270
3271                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
3272                         if (insn->imm != 0 || insn->off != 0) {
3273                                 verbose(env, "BPF_ALU uses reserved fields\n");
3274                                 return -EINVAL;
3275                         }
3276                         /* check src1 operand */
3277                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
3278                         if (err)
3279                                 return err;
3280                 } else {
3281                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0) {
3282                                 verbose(env, "BPF_ALU uses reserved fields\n");
3283                                 return -EINVAL;
3284                         }
3285                 }
3286
3287                 /* check src2 operand */
3288                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
3289                 if (err)
3290                         return err;
3291
3292                 if ((opcode == BPF_MOD || opcode == BPF_DIV) &&
3293                     BPF_SRC(insn->code) == BPF_K && insn->imm == 0) {
3294                         verbose(env, "div by zero\n");
3295                         return -EINVAL;
3296                 }
3297
3298                 if (opcode == BPF_ARSH && BPF_CLASS(insn->code) != BPF_ALU64) {
3299                         verbose(env, "BPF_ARSH not supported for 32 bit ALU\n");
3300                         return -EINVAL;
3301                 }
3302
3303                 if ((opcode == BPF_LSH || opcode == BPF_RSH ||
3304                      opcode == BPF_ARSH) && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
3305                         int size = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64 ? 64 : 32;
3306
3307                         if (insn->imm < 0 || insn->imm >= size) {
3308                                 verbose(env, "invalid shift %d\n", insn->imm);
3309                                 return -EINVAL;
3310                         }
3311                 }
3312
3313                 /* check dest operand */
3314                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
3315                 if (err)
3316                         return err;
3317
3318                 return adjust_reg_min_max_vals(env, insn);
3319         }
3320
3321         return 0;
3322 }
3323
3324 static void find_good_pkt_pointers(struct bpf_verifier_state *vstate,
3325                                    struct bpf_reg_state *dst_reg,
3326                                    enum bpf_reg_type type,
3327                                    bool range_right_open)
3328 {
3329         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
3330         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *reg;
3331         u16 new_range;
3332         int i, j;
3333
3334         if (dst_reg->off < 0 ||
3335             (dst_reg->off == 0 && range_right_open))
3336                 /* This doesn't give us any range */
3337                 return;
3338
3339         if (dst_reg->umax_value > MAX_PACKET_OFF ||
3340             dst_reg->umax_value + dst_reg->off > MAX_PACKET_OFF)
3341                 /* Risk of overflow.  For instance, ptr + (1<<63) may be less
3342                  * than pkt_end, but that's because it's also less than pkt.
3343                  */
3344                 return;
3345
3346         new_range = dst_reg->off;
3347         if (range_right_open)
3348                 new_range--;
3349
3350         /* Examples for register markings:
3351          *
3352          * pkt_data in dst register:
3353          *
3354          *   r2 = r3;
3355          *   r2 += 8;
3356          *   if (r2 > pkt_end) goto <handle exception>
3357          *   <access okay>
3358          *
3359          *   r2 = r3;
3360          *   r2 += 8;
3361          *   if (r2 < pkt_end) goto <access okay>
3362          *   <handle exception>
3363          *
3364          *   Where:
3365          *     r2 == dst_reg, pkt_end == src_reg
3366          *     r2=pkt(id=n,off=8,r=0)
3367          *     r3=pkt(id=n,off=0,r=0)
3368          *
3369          * pkt_data in src register:
3370          *
3371          *   r2 = r3;
3372          *   r2 += 8;
3373          *   if (pkt_end >= r2) goto <access okay>
3374          *   <handle exception>
3375          *
3376          *   r2 = r3;
3377          *   r2 += 8;
3378          *   if (pkt_end <= r2) goto <handle exception>
3379          *   <access okay>
3380          *
3381          *   Where:
3382          *     pkt_end == dst_reg, r2 == src_reg
3383          *     r2=pkt(id=n,off=8,r=0)
3384          *     r3=pkt(id=n,off=0,r=0)
3385          *
3386          * Find register r3 and mark its range as r3=pkt(id=n,off=0,r=8)
3387          * or r3=pkt(id=n,off=0,r=8-1), so that range of bytes [r3, r3 + 8)
3388          * and [r3, r3 + 8-1) respectively is safe to access depending on
3389          * the check.
3390          */
3391
3392         /* If our ids match, then we must have the same max_value.  And we
3393          * don't care about the other reg's fixed offset, since if it's too big
3394          * the range won't allow anything.
3395          * dst_reg->off is known < MAX_PACKET_OFF, therefore it fits in a u16.
3396          */
3397         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
3398                 if (regs[i].type == type && regs[i].id == dst_reg->id)
3399                         /* keep the maximum range already checked */
3400                         regs[i].range = max(regs[i].range, new_range);
3401
3402         for (j = 0; j <= vstate->curframe; j++) {
3403                 state = vstate->frame[j];
3404                 for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
3405                         if (state->stack[i].slot_type[0] != STACK_SPILL)
3406                                 continue;
3407                         reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
3408                         if (reg->type == type && reg->id == dst_reg->id)
3409                                 reg->range = max(reg->range, new_range);
3410                 }
3411         }
3412 }
3413
3414 /* Adjusts the register min/max values in the case that the dst_reg is the
3415  * variable register that we are working on, and src_reg is a constant or we're
3416  * simply doing a BPF_K check.
3417  * In JEQ/JNE cases we also adjust the var_off values.
3418  */
3419 static void reg_set_min_max(struct bpf_reg_state *true_reg,
3420                             struct bpf_reg_state *false_reg, u64 val,
3421                             u8 opcode)
3422 {
3423         /* If the dst_reg is a pointer, we can't learn anything about its
3424          * variable offset from the compare (unless src_reg were a pointer into
3425          * the same object, but we don't bother with that.
3426          * Since false_reg and true_reg have the same type by construction, we
3427          * only need to check one of them for pointerness.
3428          */
3429         if (__is_pointer_value(false, false_reg))
3430                 return;
3431
3432         switch (opcode) {
3433         case BPF_JEQ:
3434                 /* If this is false then we know nothing Jon Snow, but if it is
3435                  * true then we know for sure.
3436                  */
3437                 __mark_reg_known(true_reg, val);
3438                 break;
3439         case BPF_JNE:
3440                 /* If this is true we know nothing Jon Snow, but if it is false
3441                  * we know the value for sure;
3442                  */
3443                 __mark_reg_known(false_reg, val);
3444                 break;
3445         case BPF_JGT:
3446                 false_reg->umax_value = min(false_reg->umax_value, val);
3447                 true_reg->umin_value = max(true_reg->umin_value, val + 1);
3448                 break;
3449         case BPF_JSGT:
3450                 false_reg->smax_value = min_t(s64, false_reg->smax_value, val);
3451                 true_reg->smin_value = max_t(s64, true_reg->smin_value, val + 1);
3452                 break;
3453         case BPF_JLT:
3454                 false_reg->umin_value = max(false_reg->umin_value, val);
3455                 true_reg->umax_value = min(true_reg->umax_value, val - 1);
3456                 break;
3457         case BPF_JSLT:
3458                 false_reg->smin_value = max_t(s64, false_reg->smin_value, val);
3459                 true_reg->smax_value = min_t(s64, true_reg->smax_value, val - 1);
3460                 break;
3461         case BPF_JGE:
3462                 false_reg->umax_value = min(false_reg->umax_value, val - 1);
3463                 true_reg->umin_value = max(true_reg->umin_value, val);
3464                 break;
3465         case BPF_JSGE:
3466                 false_reg->smax_value = min_t(s64, false_reg->smax_value, val - 1);
3467                 true_reg->smin_value = max_t(s64, true_reg->smin_value, val);
3468                 break;
3469         case BPF_JLE:
3470                 false_reg->umin_value = max(false_reg->umin_value, val + 1);
3471                 true_reg->umax_value = min(true_reg->umax_value, val);
3472                 break;
3473         case BPF_JSLE:
3474                 false_reg->smin_value = max_t(s64, false_reg->smin_value, val + 1);
3475                 true_reg->smax_value = min_t(s64, true_reg->smax_value, val);
3476                 break;
3477         default:
3478                 break;
3479         }
3480
3481         __reg_deduce_bounds(false_reg);
3482         __reg_deduce_bounds(true_reg);
3483         /* We might have learned some bits from the bounds. */
3484         __reg_bound_offset(false_reg);
3485         __reg_bound_offset(true_reg);
3486         /* Intersecting with the old var_off might have improved our bounds
3487          * slightly.  e.g. if umax was 0x7f...f and var_off was (0; 0xf...fc),
3488          * then new var_off is (0; 0x7f...fc) which improves our umax.
3489          */
3490         __update_reg_bounds(false_reg);
3491         __update_reg_bounds(true_reg);
3492 }
3493
3494 /* Same as above, but for the case that dst_reg holds a constant and src_reg is
3495  * the variable reg.
3496  */
3497 static void reg_set_min_max_inv(struct bpf_reg_state *true_reg,
3498                                 struct bpf_reg_state *false_reg, u64 val,
3499                                 u8 opcode)
3500 {
3501         if (__is_pointer_value(false, false_reg))
3502                 return;
3503
3504         switch (opcode) {
3505         case BPF_JEQ:
3506                 /* If this is false then we know nothing Jon Snow, but if it is
3507                  * true then we know for sure.
3508                  */
3509                 __mark_reg_known(true_reg, val);
3510                 break;
3511         case BPF_JNE:
3512                 /* If this is true we know nothing Jon Snow, but if it is false
3513                  * we know the value for sure;
3514                  */
3515                 __mark_reg_known(false_reg, val);
3516                 break;
3517         case BPF_JGT:
3518                 true_reg->umax_value = min(true_reg->umax_value, val - 1);
3519                 false_reg->umin_value = max(false_reg->umin_value, val);
3520                 break;
3521         case BPF_JSGT:
3522                 true_reg->smax_value = min_t(s64, true_reg->smax_value, val - 1);
3523                 false_reg->smin_value = max_t(s64, false_reg->smin_value, val);
3524                 break;
3525         case BPF_JLT:
3526                 true_reg->umin_value = max(true_reg->umin_value, val + 1);
3527                 false_reg->umax_value = min(false_reg->umax_value, val);
3528                 break;
3529         case BPF_JSLT:
3530                 true_reg->smin_value = max_t(s64, true_reg->smin_value, val + 1);
3531                 false_reg->smax_value = min_t(s64, false_reg->smax_value, val);
3532                 break;
3533         case BPF_JGE:
3534                 true_reg->umax_value = min(true_reg->umax_value, val);
3535                 false_reg->umin_value = max(false_reg->umin_value, val + 1);
3536                 break;
3537         case BPF_JSGE:
3538                 true_reg->smax_value = min_t(s64, true_reg->smax_value, val);
3539                 false_reg->smin_value = max_t(s64, false_reg->smin_value, val + 1);
3540                 break;
3541         case BPF_JLE:
3542                 true_reg->umin_value = max(true_reg->umin_value, val);
3543                 false_reg->umax_value = min(false_reg->umax_value, val - 1);
3544                 break;
3545         case BPF_JSLE:
3546                 true_reg->smin_value = max_t(s64, true_reg->smin_value, val);
3547                 false_reg->smax_value = min_t(s64, false_reg->smax_value, val - 1);
3548                 break;
3549         default:
3550                 break;
3551         }
3552
3553         __reg_deduce_bounds(false_reg);
3554         __reg_deduce_bounds(true_reg);
3555         /* We might have learned some bits from the bounds. */
3556         __reg_bound_offset(false_reg);
3557         __reg_bound_offset(true_reg);
3558         /* Intersecting with the old var_off might have improved our bounds
3559          * slightly.  e.g. if umax was 0x7f...f and var_off was (0; 0xf...fc),
3560          * then new var_off is (0; 0x7f...fc) which improves our umax.
3561          */
3562         __update_reg_bounds(false_reg);
3563         __update_reg_bounds(true_reg);
3564 }
3565
3566 /* Regs are known to be equal, so intersect their min/max/var_off */
3567 static void __reg_combine_min_max(struct bpf_reg_state *src_reg,
3568                                   struct bpf_reg_state *dst_reg)
3569 {
3570         src_reg->umin_value = dst_reg->umin_value = max(src_reg->umin_value,
3571                                                         dst_reg->umin_value);
3572         src_reg->umax_value = dst_reg->umax_value = min(src_reg->umax_value,
3573                                                         dst_reg->umax_value);
3574         src_reg->smin_value = dst_reg->smin_value = max(src_reg->smin_value,
3575                                                         dst_reg->smin_value);
3576         src_reg->smax_value = dst_reg->smax_value = min(src_reg->smax_value,
3577                                                         dst_reg->smax_value);
3578         src_reg->var_off = dst_reg->var_off = tnum_intersect(src_reg->var_off,
3579                                                              dst_reg->var_off);
3580         /* We might have learned new bounds from the var_off. */
3581         __update_reg_bounds(src_reg);
3582         __update_reg_bounds(dst_reg);
3583         /* We might have learned something about the sign bit. */
3584         __reg_deduce_bounds(src_reg);
3585         __reg_deduce_bounds(dst_reg);
3586         /* We might have learned some bits from the bounds. */
3587         __reg_bound_offset(src_reg);
3588         __reg_bound_offset(dst_reg);
3589         /* Intersecting with the old var_off might have improved our bounds
3590          * slightly.  e.g. if umax was 0x7f...f and var_off was (0; 0xf...fc),
3591          * then new var_off is (0; 0x7f...fc) which improves our umax.
3592          */
3593         __update_reg_bounds(src_reg);
3594         __update_reg_bounds(dst_reg);
3595 }
3596
3597 static void reg_combine_min_max(struct bpf_reg_state *true_src,
3598                                 struct bpf_reg_state *true_dst,
3599                                 struct bpf_reg_state *false_src,
3600                                 struct bpf_reg_state *false_dst,
3601                                 u8 opcode)
3602 {
3603         switch (opcode) {
3604         case BPF_JEQ:
3605                 __reg_combine_min_max(true_src, true_dst);
3606                 break;
3607         case BPF_JNE:
3608                 __reg_combine_min_max(false_src, false_dst);
3609                 break;
3610         }
3611 }
3612
3613 static void mark_map_reg(struct bpf_reg_state *regs, u32 regno, u32 id,
3614                          bool is_null)
3615 {
3616         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
3617
3618         if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL && reg->id == id) {
3619                 /* Old offset (both fixed and variable parts) should
3620                  * have been known-zero, because we don't allow pointer
3621                  * arithmetic on pointers that might be NULL.
3622                  */
3623                 if (WARN_ON_ONCE(reg->smin_value || reg->smax_value ||
3624                                  !tnum_equals_const(reg->var_off, 0) ||
3625                                  reg->off)) {
3626                         __mark_reg_known_zero(reg);
3627                         reg->off = 0;
3628                 }
3629                 if (is_null) {
3630                         reg->type = SCALAR_VALUE;
3631                 } else if (reg->map_ptr->inner_map_meta) {
3632                         reg->type = CONST_PTR_TO_MAP;
3633                         reg->map_ptr = reg->map_ptr->inner_map_meta;
3634                 } else {
3635                         reg->type = PTR_TO_MAP_VALUE;
3636                 }
3637                 /* We don't need id from this point onwards anymore, thus we
3638                  * should better reset it, so that state pruning has chances
3639                  * to take effect.
3640                  */
3641                 reg->id = 0;
3642         }
3643 }
3644
3645 /* The logic is similar to find_good_pkt_pointers(), both could eventually
3646  * be folded together at some point.
3647  */
3648 static void mark_map_regs(struct bpf_verifier_state *vstate, u32 regno,
3649                           bool is_null)
3650 {
3651         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
3652         struct bpf_reg_state *regs = state->regs;
3653         u32 id = regs[regno].id;
3654         int i, j;
3655
3656         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
3657                 mark_map_reg(regs, i, id, is_null);
3658
3659         for (j = 0; j <= vstate->curframe; j++) {
3660                 state = vstate->frame[j];
3661                 for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
3662                         if (state->stack[i].slot_type[0] != STACK_SPILL)
3663                                 continue;
3664                         mark_map_reg(&state->stack[i].spilled_ptr, 0, id, is_null);
3665                 }
3666         }
3667 }
3668
3669 static bool try_match_pkt_pointers(const struct bpf_insn *insn,
3670                                    struct bpf_reg_state *dst_reg,
3671                                    struct bpf_reg_state *src_reg,
3672                                    struct bpf_verifier_state *this_branch,
3673                                    struct bpf_verifier_state *other_branch)
3674 {
3675         if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_X)
3676                 return false;
3677
3678         switch (BPF_OP(insn->code)) {
3679         case BPF_JGT:
3680                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
3681                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
3682                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
3683                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
3684                         /* pkt_data' > pkt_end, pkt_meta' > pkt_data */
3685                         find_good_pkt_pointers(this_branch, dst_reg,
3686                                                dst_reg->type, false);
3687                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
3688                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
3689                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
3690                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
3691                         /* pkt_end > pkt_data', pkt_data > pkt_meta' */
3692                         find_good_pkt_pointers(other_branch, src_reg,
3693                                                src_reg->type, true);
3694                 } else {
3695                         return false;
3696                 }
3697                 break;
3698         case BPF_JLT:
3699                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
3700                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
3701                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
3702                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
3703                         /* pkt_data' < pkt_end, pkt_meta' < pkt_data */
3704                         find_good_pkt_pointers(other_branch, dst_reg,
3705                                                dst_reg->type, true);
3706                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
3707                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
3708                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
3709                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
3710                         /* pkt_end < pkt_data', pkt_data > pkt_meta' */
3711                         find_good_pkt_pointers(this_branch, src_reg,
3712                                                src_reg->type, false);
3713                 } else {
3714                         return false;
3715                 }
3716                 break;
3717         case BPF_JGE:
3718                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
3719                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
3720                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
3721                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
3722                         /* pkt_data' >= pkt_end, pkt_meta' >= pkt_data */
3723                         find_good_pkt_pointers(this_branch, dst_reg,
3724                                                dst_reg->type, true);
3725                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
3726                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
3727                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
3728                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
3729                         /* pkt_end >= pkt_data', pkt_data >= pkt_meta' */
3730                         find_good_pkt_pointers(other_branch, src_reg,
3731                                                src_reg->type, false);
3732                 } else {
3733                         return false;
3734                 }
3735                 break;
3736         case BPF_JLE:
3737                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
3738                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
3739                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
3740                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
3741                         /* pkt_data' <= pkt_end, pkt_meta' <= pkt_data */
3742                         find_good_pkt_pointers(other_branch, dst_reg,
3743                                                dst_reg->type, false);
3744                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
3745                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
3746                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
3747                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
3748                         /* pkt_end <= pkt_data', pkt_data <= pkt_meta' */
3749                         find_good_pkt_pointers(this_branch, src_reg,
3750                                                src_reg->type, true);
3751                 } else {
3752                         return false;
3753                 }
3754                 break;
3755         default:
3756                 return false;
3757         }
3758
3759         return true;
3760 }
3761
3762 static int check_cond_jmp_op(struct bpf_verifier_env *env,
3763                              struct bpf_insn *insn, int *insn_idx)
3764 {
3765         struct bpf_verifier_state *this_branch = env->cur_state;
3766         struct bpf_verifier_state *other_branch;
3767         struct bpf_reg_state *regs = this_branch->frame[this_branch->curframe]->regs;
3768         struct bpf_reg_state *dst_reg, *other_branch_regs;
3769         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
3770         int err;
3771
3772         if (opcode > BPF_JSLE) {
3773                 verbose(env, "invalid BPF_JMP opcode %x\n", opcode);
3774                 return -EINVAL;
3775         }
3776
3777         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
3778                 if (insn->imm != 0) {
3779                         verbose(env, "BPF_JMP uses reserved fields\n");
3780                         return -EINVAL;
3781                 }
3782
3783                 /* check src1 operand */
3784                 err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
3785                 if (err)
3786                         return err;
3787
3788                 if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
3789                         verbose(env, "R%d pointer comparison prohibited\n",
3790                                 insn->src_reg);
3791                         return -EACCES;
3792                 }
3793         } else {
3794                 if (insn->src_reg != BPF_REG_0) {
3795                         verbose(env, "BPF_JMP uses reserved fields\n");
3796                         return -EINVAL;
3797                 }
3798         }
3799
3800         /* check src2 operand */
3801         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
3802         if (err)
3803                 return err;
3804
3805         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
3806
3807         /* detect if R == 0 where R was initialized to zero earlier */
3808         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_K &&
3809             (opcode == BPF_JEQ || opcode == BPF_JNE) &&
3810             dst_reg->type == SCALAR_VALUE &&
3811             tnum_is_const(dst_reg->var_off)) {
3812                 if ((opcode == BPF_JEQ && dst_reg->var_off.value == insn->imm) ||
3813                     (opcode == BPF_JNE && dst_reg->var_off.value != insn->imm)) {
3814                         /* if (imm == imm) goto pc+off;
3815                          * only follow the goto, ignore fall-through
3816                          */
3817                         *insn_idx += insn->off;
3818                         return 0;
3819                 } else {
3820                         /* if (imm != imm) goto pc+off;
3821                          * only follow fall-through branch, since
3822                          * that's where the program will go
3823                          */
3824                         return 0;
3825                 }
3826         }
3827
3828         other_branch = push_stack(env, *insn_idx + insn->off + 1, *insn_idx);
3829         if (!other_branch)
3830                 return -EFAULT;
3831         other_branch_regs = other_branch->frame[other_branch->curframe]->regs;
3832
3833         /* detect if we are comparing against a constant value so we can adjust
3834          * our min/max values for our dst register.
3835          * this is only legit if both are scalars (or pointers to the same
3836          * object, I suppose, but we don't support that right now), because
3837          * otherwise the different base pointers mean the offsets aren't
3838          * comparable.
3839          */
3840         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
3841                 if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE &&
3842                     regs[insn->src_reg].type == SCALAR_VALUE) {
3843                         if (tnum_is_const(regs[insn->src_reg].var_off))
3844                                 reg_set_min_max(&other_branch_regs[insn->dst_reg],
3845                                                 dst_reg, regs[insn->src_reg].var_off.value,
3846                                                 opcode);
3847                         else if (tnum_is_const(dst_reg->var_off))
3848                                 reg_set_min_max_inv(&other_branch_regs[insn->src_reg],
3849                                                     &regs[insn->src_reg],
3850                                                     dst_reg->var_off.value, opcode);
3851                         else if (opcode == BPF_JEQ || opcode == BPF_JNE)
3852                                 /* Comparing for equality, we can combine knowledge */
3853                                 reg_combine_min_max(&other_branch_regs[insn->src_reg],
3854                                                     &other_branch_regs[insn->dst_reg],
3855                                                     &regs[insn->src_reg],
3856                                                     &regs[insn->dst_reg], opcode);
3857                 }
3858         } else if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE) {
3859                 reg_set_min_max(&other_branch_regs[insn->dst_reg],
3860                                         dst_reg, insn->imm, opcode);
3861         }
3862
3863         /* detect if R == 0 where R is returned from bpf_map_lookup_elem() */
3864         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_K &&
3865             insn->imm == 0 && (opcode == BPF_JEQ || opcode == BPF_JNE) &&
3866             dst_reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL) {
3867                 /* Mark all identical map registers in each branch as either
3868                  * safe or unknown depending R == 0 or R != 0 conditional.
3869                  */
3870                 mark_map_regs(this_branch, insn->dst_reg, opcode == BPF_JNE);
3871                 mark_map_regs(other_branch, insn->dst_reg, opcode == BPF_JEQ);
3872         } else if (!try_match_pkt_pointers(insn, dst_reg, &regs[insn->src_reg],
3873                                            this_branch, other_branch) &&
3874                    is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
3875                 verbose(env, "R%d pointer comparison prohibited\n",
3876                         insn->dst_reg);
3877                 return -EACCES;
3878         }
3879         if (env->log.level)
3880                 print_verifier_state(env, this_branch->frame[this_branch->curframe]);
3881         return 0;
3882 }
3883
3884 /* return the map pointer stored inside BPF_LD_IMM64 instruction */
3885 static struct bpf_map *ld_imm64_to_map_ptr(struct bpf_insn *insn)
3886 {
3887         u64 imm64 = ((u64) (u32) insn[0].imm) | ((u64) (u32) insn[1].imm) << 32;
3888
3889         return (struct bpf_map *) (unsigned long) imm64;
3890 }
3891
3892 /* verify BPF_LD_IMM64 instruction */
3893 static int check_ld_imm(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
3894 {
3895         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
3896         int err;
3897
3898         if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW) {
3899                 verbose(env, "invalid BPF_LD_IMM insn\n");
3900                 return -EINVAL;
3901         }
3902         if (insn->off != 0) {
3903                 verbose(env, "BPF_LD_IMM64 uses reserved fields\n");
3904                 return -EINVAL;
3905         }
3906
3907         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP);
3908         if (err)
3909                 return err;
3910
3911         if (insn->src_reg == 0) {
3912                 u64 imm = ((u64)(insn + 1)->imm << 32) | (u32)insn->imm;
3913
3914                 regs[insn->dst_reg].type = SCALAR_VALUE;
3915                 __mark_reg_known(&regs[insn->dst_reg], imm);
3916                 return 0;
3917         }
3918
3919         /* replace_map_fd_with_map_ptr() should have caught bad ld_imm64 */
3920         BUG_ON(insn->src_reg != BPF_PSEUDO_MAP_FD);
3921
3922         regs[insn->dst_reg].type = CONST_PTR_TO_MAP;
3923         regs[insn->dst_reg].map_ptr = ld_imm64_to_map_ptr(insn);
3924         return 0;
3925 }
3926
3927 static bool may_access_skb(enum bpf_prog_type type)
3928 {
3929         switch (type) {
3930         case BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER:
3931         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
3932         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
3933                 return true;
3934         default:
3935                 return false;
3936         }
3937 }
3938
3939 /* verify safety of LD_ABS|LD_IND instructions:
3940  * - they can only appear in the programs where ctx == skb
3941  * - since they are wrappers of function calls, they scratch R1-R5 registers,
3942  *   preserve R6-R9, and store return value into R0
3943  *
3944  * Implicit input:
3945  *   ctx == skb == R6 == CTX
3946  *
3947  * Explicit input:
3948  *   SRC == any register
3949  *   IMM == 32-bit immediate
3950  *
3951  * Output:
3952  *   R0 - 8/16/32-bit skb data converted to cpu endianness
3953  */
3954 static int check_ld_abs(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
3955 {
3956         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
3957         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
3958         int i, err;
3959
3960         if (!may_access_skb(env->prog->type)) {
3961                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] instructions not allowed for this program type\n");
3962                 return -EINVAL;
3963         }
3964
3965         if (!env->ops->gen_ld_abs) {
3966                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
3967                 return -EINVAL;
3968         }
3969
3970         if (env->subprog_cnt > 1) {
3971                 /* when program has LD_ABS insn JITs and interpreter assume
3972                  * that r1 == ctx == skb which is not the case for callees
3973                  * that can have arbitrary arguments. It's problematic
3974                  * for main prog as well since JITs would need to analyze
3975                  * all functions in order to make proper register save/restore
3976                  * decisions in the main prog. Hence disallow LD_ABS with calls
3977                  */
3978                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] instructions cannot be mixed with bpf-to-bpf calls\n");
3979                 return -EINVAL;
3980         }
3981
3982         if (insn->dst_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0 ||
3983             BPF_SIZE(insn->code) == BPF_DW ||
3984             (mode == BPF_ABS && insn->src_reg != BPF_REG_0)) {
3985                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] uses reserved fields\n");
3986                 return -EINVAL;
3987         }
3988
3989         /* check whether implicit source operand (register R6) is readable */
3990         err = check_reg_arg(env, BPF_REG_6, SRC_OP);
3991         if (err)
3992                 return err;
3993
3994         if (regs[BPF_REG_6].type != PTR_TO_CTX) {
3995                 verbose(env,
3996                         "at the time of BPF_LD_ABS|IND R6 != pointer to skb\n");
3997                 return -EINVAL;
3998         }
3999
4000         if (mode == BPF_IND) {
4001                 /* check explicit source operand */
4002                 err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
4003                 if (err)
4004                         return err;
4005         }
4006
4007         /* reset caller saved regs to unreadable */
4008         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
4009                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
4010                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
4011         }
4012
4013         /* mark destination R0 register as readable, since it contains
4014          * the value fetched from the packet.
4015          * Already marked as written above.
4016          */
4017         mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
4018         return 0;
4019 }
4020
4021 static int check_return_code(struct bpf_verifier_env *env)
4022 {
4023         struct bpf_reg_state *reg;
4024         struct tnum range = tnum_range(0, 1);
4025
4026         switch (env->prog->type) {
4027         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SKB:
4028         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK:
4029         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK_ADDR:
4030         case BPF_PROG_TYPE_SOCK_OPS:
4031         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_DEVICE:
4032                 break;
4033         default:
4034                 return 0;
4035         }
4036
4037         reg = cur_regs(env) + BPF_REG_0;
4038         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
4039                 verbose(env, "At program exit the register R0 is not a known value (%s)\n",
4040                         reg_type_str[reg->type]);
4041                 return -EINVAL;
4042         }
4043
4044         if (!tnum_in(range, reg->var_off)) {
4045                 verbose(env, "At program exit the register R0 ");
4046                 if (!tnum_is_unknown(reg->var_off)) {
4047                         char tn_buf[48];
4048
4049                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
4050                         verbose(env, "has value %s", tn_buf);
4051                 } else {
4052                         verbose(env, "has unknown scalar value");
4053                 }
4054                 verbose(env, " should have been 0 or 1\n");
4055                 return -EINVAL;
4056         }
4057         return 0;
4058 }
4059
4060 /* non-recursive DFS pseudo code
4061  * 1  procedure DFS-iterative(G,v):
4062  * 2      label v as discovered
4063  * 3      let S be a stack
4064  * 4      S.push(v)
4065  * 5      while S is not empty
4066  * 6            t <- S.pop()
4067  * 7            if t is what we're looking for:
4068  * 8                return t
4069  * 9            for all edges e in G.adjacentEdges(t) do
4070  * 10               if edge e is already labelled
4071  * 11                   continue with the next edge
4072  * 12               w <- G.adjacentVertex(t,e)
4073  * 13               if vertex w is not discovered and not explored
4074  * 14                   label e as tree-edge
4075  * 15                   label w as discovered
4076  * 16                   S.push(w)
4077  * 17                   continue at 5
4078  * 18               else if vertex w is discovered
4079  * 19                   label e as back-edge
4080  * 20               else
4081  * 21                   // vertex w is explored
4082  * 22                   label e as forward- or cross-edge
4083  * 23           label t as explored
4084  * 24           S.pop()
4085  *
4086  * convention:
4087  * 0x10 - discovered
4088  * 0x11 - discovered and fall-through edge labelled
4089  * 0x12 - discovered and fall-through and branch edges labelled
4090  * 0x20 - explored
4091  */
4092
4093 enum {
4094         DISCOVERED = 0x10,
4095         EXPLORED = 0x20,
4096         FALLTHROUGH = 1,
4097         BRANCH = 2,
4098 };
4099
4100 #define STATE_LIST_MARK ((struct bpf_verifier_state_list *) -1L)
4101
4102 static int *insn_stack; /* stack of insns to process */
4103 static int cur_stack;   /* current stack index */
4104 static int *insn_state;
4105
4106 /* t, w, e - match pseudo-code above:
4107  * t - index of current instruction
4108  * w - next instruction
4109  * e - edge
4110  */
4111 static int push_insn(int t, int w, int e, struct bpf_verifier_env *env)
4112 {
4113         if (e == FALLTHROUGH && insn_state[t] >= (DISCOVERED | FALLTHROUGH))
4114                 return 0;
4115
4116         if (e == BRANCH && insn_state[t] >= (DISCOVERED | BRANCH))
4117                 return 0;
4118
4119         if (w < 0 || w >= env->prog->len) {
4120                 verbose(env, "jump out of range from insn %d to %d\n", t, w);
4121                 return -EINVAL;
4122         }
4123
4124         if (e == BRANCH)
4125                 /* mark branch target for state pruning */
4126                 env->explored_states[w] = STATE_LIST_MARK;
4127
4128         if (insn_state[w] == 0) {
4129                 /* tree-edge */
4130                 insn_state[t] = DISCOVERED | e;
4131                 insn_state[w] = DISCOVERED;
4132                 if (cur_stack >= env->prog->len)
4133                         return -E2BIG;
4134                 insn_stack[cur_stack++] = w;
4135                 return 1;
4136         } else if ((insn_state[w] & 0xF0) == DISCOVERED) {
4137                 verbose(env, "back-edge from insn %d to %d\n", t, w);
4138                 return -EINVAL;
4139         } else if (insn_state[w] == EXPLORED) {
4140                 /* forward- or cross-edge */
4141                 insn_state[t] = DISCOVERED | e;
4142         } else {
4143                 verbose(env, "insn state internal bug\n");
4144                 return -EFAULT;
4145         }
4146         return 0;
4147 }
4148
4149 /* non-recursive depth-first-search to detect loops in BPF program
4150  * loop == back-edge in directed graph
4151  */
4152 static int check_cfg(struct bpf_verifier_env *env)
4153 {
4154         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
4155         int insn_cnt = env->prog->len;
4156         int ret = 0;
4157         int i, t;
4158
4159         ret = check_subprogs(env);
4160         if (ret < 0)
4161                 return ret;
4162
4163         insn_state = kcalloc(insn_cnt, sizeof(int), GFP_KERNEL);
4164         if (!insn_state)
4165                 return -ENOMEM;
4166
4167         insn_stack = kcalloc(insn_cnt, sizeof(int), GFP_KERNEL);
4168         if (!insn_stack) {
4169                 kfree(insn_state);
4170                 return -ENOMEM;
4171         }
4172
4173         insn_state[0] = DISCOVERED; /* mark 1st insn as discovered */
4174         insn_stack[0] = 0; /* 0 is the first instruction */
4175         cur_stack = 1;
4176
4177 peek_stack:
4178         if (cur_stack == 0)
4179                 goto check_state;
4180         t = insn_stack[cur_stack - 1];
4181
4182         if (BPF_CLASS(insns[t].code) == BPF_JMP) {
4183                 u8 opcode = BPF_OP(insns[t].code);
4184
4185                 if (opcode == BPF_EXIT) {
4186                         goto mark_explored;
4187                 } else if (opcode == BPF_CALL) {
4188                         ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env);
4189                         if (ret == 1)
4190                                 goto peek_stack;
4191                         else if (ret < 0)
4192                                 goto err_free;
4193                         if (t + 1 < insn_cnt)
4194                                 env->explored_states[t + 1] = STATE_LIST_MARK;
4195                         if (insns[t].src_reg == BPF_PSEUDO_CALL) {
4196                                 env->explored_states[t] = STATE_LIST_MARK;
4197                                 ret = push_insn(t, t + insns[t].imm + 1, BRANCH, env);
4198                                 if (ret == 1)
4199                                         goto peek_stack;
4200                                 else if (ret < 0)
4201                                         goto err_free;
4202                         }
4203                 } else if (opcode == BPF_JA) {
4204                         if (BPF_SRC(insns[t].code) != BPF_K) {
4205                                 ret = -EINVAL;
4206                                 goto err_free;
4207                         }
4208                         /* unconditional jump with single edge */
4209                         ret = push_insn(t, t + insns[t].off + 1,
4210                                         FALLTHROUGH, env);
4211                         if (ret == 1)
4212                                 goto peek_stack;
4213                         else if (ret < 0)
4214                                 goto err_free;
4215                         /* tell verifier to check for equivalent states
4216                          * after every call and jump
4217                          */
4218                         if (t + 1 < insn_cnt)
4219                                 env->explored_states[t + 1] = STATE_LIST_MARK;
4220                 } else {
4221                         /* conditional jump with two edges */
4222                         env->explored_states[t] = STATE_LIST_MARK;
4223                         ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env);
4224                         if (ret == 1)
4225                                 goto peek_stack;
4226                         else if (ret < 0)
4227                                 goto err_free;
4228
4229                         ret = push_insn(t, t + insns[t].off + 1, BRANCH, env);
4230                         if (ret == 1)
4231                                 goto peek_stack;
4232                         else if (ret < 0)
4233                                 goto err_free;
4234                 }
4235         } else {
4236                 /* all other non-branch instructions with single
4237                  * fall-through edge
4238                  */
4239                 ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env);
4240                 if (ret == 1)
4241                         goto peek_stack;
4242                 else if (ret < 0)
4243                         goto err_free;
4244         }
4245
4246 mark_explored:
4247         insn_state[t] = EXPLORED;
4248         if (cur_stack-- <= 0) {
4249                 verbose(env, "pop stack internal bug\n");
4250                 ret = -EFAULT;
4251                 goto err_free;
4252         }
4253         goto peek_stack;
4254
4255 check_state:
4256         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
4257                 if (insn_state[i] != EXPLORED) {
4258                         verbose(env, "unreachable insn %d\n", i);
4259                         ret = -EINVAL;
4260                         goto err_free;
4261                 }
4262         }
4263         ret = 0; /* cfg looks good */
4264
4265 err_free:
4266         kfree(insn_state);
4267         kfree(insn_stack);
4268         return ret;
4269 }
4270
4271 /* check %cur's range satisfies %old's */
4272 static bool range_within(struct bpf_reg_state *old,
4273                          struct bpf_reg_state *cur)
4274 {
4275         return old->umin_value <= cur->umin_value &&
4276                old->umax_value >= cur->umax_value &&
4277                old->smin_value <= cur->smin_value &&
4278                old->smax_value >= cur->smax_value;
4279 }
4280
4281 /* Maximum number of register states that can exist at once */
4282 #define ID_MAP_SIZE     (MAX_BPF_REG + MAX_BPF_STACK / BPF_REG_SIZE)
4283 struct idpair {
4284         u32 old;
4285         u32 cur;
4286 };
4287
4288 /* If in the old state two registers had the same id, then they need to have
4289  * the same id in the new state as well.  But that id could be different from
4290  * the old state, so we need to track the mapping from old to new ids.
4291  * Once we have seen that, say, a reg with old id 5 had new id 9, any subsequent
4292  * regs with old id 5 must also have new id 9 for the new state to be safe.  But
4293  * regs with a different old id could still have new id 9, we don't care about
4294  * that.
4295  * So we look through our idmap to see if this old id has been seen before.  If
4296  * so, we require the new id to match; otherwise, we add the id pair to the map.
4297  */
4298 static bool check_ids(u32 old_id, u32 cur_id, struct idpair *idmap)
4299 {
4300         unsigned int i;
4301
4302         for (i = 0; i < ID_MAP_SIZE; i++) {
4303                 if (!idmap[i].old) {
4304                         /* Reached an empty slot; haven't seen this id before */
4305                         idmap[i].old = old_id;
4306                         idmap[i].cur = cur_id;
4307                         return true;
4308                 }
4309                 if (idmap[i].old == old_id)
4310                         return idmap[i].cur == cur_id;
4311         }
4312         /* We ran out of idmap slots, which should be impossible */
4313         WARN_ON_ONCE(1);
4314         return false;
4315 }
4316
4317 /* Returns true if (rold safe implies rcur safe) */
4318 static bool regsafe(struct bpf_reg_state *rold, struct bpf_reg_state *rcur,
4319                     struct idpair *idmap)
4320 {
4321         bool equal;
4322
4323         if (!(rold->live & REG_LIVE_READ))
4324                 /* explored state didn't use this */
4325                 return true;
4326
4327         equal = memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, parent)) == 0;
4328
4329         if (rold->type == PTR_TO_STACK)
4330                 /* two stack pointers are equal only if they're pointing to
4331                  * the same stack frame, since fp-8 in foo != fp-8 in bar
4332                  */
4333                 return equal && rold->frameno == rcur->frameno;
4334
4335         if (equal)
4336                 return true;
4337
4338         if (rold->type == NOT_INIT)
4339                 /* explored state can't have used this */
4340                 return true;
4341         if (rcur->type == NOT_INIT)
4342                 return false;
4343         switch (rold->type) {
4344         case SCALAR_VALUE:
4345                 if (rcur->type == SCALAR_VALUE) {
4346                         /* new val must satisfy old val knowledge */
4347                         return range_within(rold, rcur) &&
4348                                tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off);
4349                 } else {
4350                         /* We're trying to use a pointer in place of a scalar.
4351                          * Even if the scalar was unbounded, this could lead to
4352                          * pointer leaks because scalars are allowed to leak
4353                          * while pointers are not. We could make this safe in
4354                          * special cases if root is calling us, but it's
4355                          * probably not worth the hassle.
4356                          */
4357                         return false;
4358                 }
4359         case PTR_TO_MAP_VALUE:
4360                 /* If the new min/max/var_off satisfy the old ones and
4361                  * everything else matches, we are OK.
4362                  * We don't care about the 'id' value, because nothing
4363                  * uses it for PTR_TO_MAP_VALUE (only for ..._OR_NULL)
4364                  */
4365                 return memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, id)) == 0 &&
4366                        range_within(rold, rcur) &&
4367                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off);
4368         case PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL:
4369                 /* a PTR_TO_MAP_VALUE could be safe to use as a
4370                  * PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL into the same map.
4371                  * However, if the old PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL then got NULL-
4372                  * checked, doing so could have affected others with the same
4373                  * id, and we can't check for that because we lost the id when
4374                  * we converted to a PTR_TO_MAP_VALUE.
4375                  */
4376                 if (rcur->type != PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL)
4377                         return false;
4378                 if (memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, id)))
4379                         return false;
4380                 /* Check our ids match any regs they're supposed to */
4381                 return check_ids(rold->id, rcur->id, idmap);
4382         case PTR_TO_PACKET_META:
4383         case PTR_TO_PACKET:
4384                 if (rcur->type != rold->type)
4385                         return false;
4386                 /* We must have at least as much range as the old ptr
4387                  * did, so that any accesses which were safe before are
4388                  * still safe.  This is true even if old range < old off,
4389                  * since someone could have accessed through (ptr - k), or
4390                  * even done ptr -= k in a register, to get a safe access.
4391                  */
4392                 if (rold->range > rcur->range)
4393                         return false;
4394                 /* If the offsets don't match, we can't trust our alignment;
4395                  * nor can we be sure that we won't fall out of range.
4396                  */
4397                 if (rold->off != rcur->off)
4398                         return false;
4399                 /* id relations must be preserved */
4400                 if (rold->id && !check_ids(rold->id, rcur->id, idmap))
4401                         return false;
4402                 /* new val must satisfy old val knowledge */
4403                 return range_within(rold, rcur) &&
4404                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off);
4405         case PTR_TO_CTX:
4406         case CONST_PTR_TO_MAP:
4407         case PTR_TO_PACKET_END:
4408         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
4409                 /* Only valid matches are exact, which memcmp() above
4410                  * would have accepted
4411                  */
4412         default:
4413                 /* Don't know what's going on, just say it's not safe */
4414                 return false;
4415         }
4416
4417         /* Shouldn't get here; if we do, say it's not safe */
4418         WARN_ON_ONCE(1);
4419         return false;
4420 }
4421
4422 static bool stacksafe(struct bpf_func_state *old,
4423                       struct bpf_func_state *cur,
4424                       struct idpair *idmap)
4425 {
4426         int i, spi;
4427
4428         /* if explored stack has more populated slots than current stack
4429          * such stacks are not equivalent
4430          */
4431         if (old->allocated_stack > cur->allocated_stack)
4432                 return false;
4433
4434         /* walk slots of the explored stack and ignore any additional
4435          * slots in the current stack, since explored(safe) state
4436          * didn't use them
4437          */
4438         for (i = 0; i < old->allocated_stack; i++) {
4439                 spi = i / BPF_REG_SIZE;
4440
4441                 if (!(old->stack[spi].spilled_ptr.live & REG_LIVE_READ))
4442                         /* explored state didn't use this */
4443                         continue;
4444
4445                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_INVALID)
4446                         continue;
4447                 /* if old state was safe with misc data in the stack
4448                  * it will be safe with zero-initialized stack.
4449                  * The opposite is not true
4450                  */
4451                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_MISC &&
4452                     cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_ZERO)
4453                         continue;
4454                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] !=
4455                     cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE])
4456                         /* Ex: old explored (safe) state has STACK_SPILL in
4457                          * this stack slot, but current has has STACK_MISC ->
4458                          * this verifier states are not equivalent,
4459                          * return false to continue verification of this path
4460                          */
4461                         return false;
4462                 if (i % BPF_REG_SIZE)
4463                         continue;
4464                 if (old->stack[spi].slot_type[0] != STACK_SPILL)
4465                         continue;
4466                 if (!regsafe(&old->stack[spi].spilled_ptr,
4467                              &cur->stack[spi].spilled_ptr,
4468                              idmap))
4469                         /* when explored and current stack slot are both storing
4470                          * spilled registers, check that stored pointers types
4471                          * are the same as well.
4472                          * Ex: explored safe path could have stored
4473                          * (bpf_reg_state) {.type = PTR_TO_STACK, .off = -8}
4474                          * but current path has stored:
4475                          * (bpf_reg_state) {.type = PTR_TO_STACK, .off = -16}
4476                          * such verifier states are not equivalent.
4477                          * return false to continue verification of this path
4478                          */
4479                         return false;
4480         }
4481         return true;
4482 }
4483
4484 /* compare two verifier states
4485  *
4486  * all states stored in state_list are known to be valid, since
4487  * verifier reached 'bpf_exit' instruction through them
4488  *
4489  * this function is called when verifier exploring different branches of
4490  * execution popped from the state stack. If it sees an old state that has
4491  * more strict register state and more strict stack state then this execution
4492  * branch doesn't need to be explored further, since verifier already
4493  * concluded that more strict state leads to valid finish.
4494  *
4495  * Therefore two states are equivalent if register state is more conservative
4496  * and explored stack state is more conservative than the current one.
4497  * Example:
4498  *       explored                   current
4499  * (slot1=INV slot2=MISC) == (slot1=MISC slot2=MISC)
4500  * (slot1=MISC slot2=MISC) != (slot1=INV slot2=MISC)
4501  *
4502  * In other words if current stack state (one being explored) has more
4503  * valid slots than old one that already passed validation, it means
4504  * the verifier can stop exploring and conclude that current state is valid too
4505  *
4506  * Similarly with registers. If explored state has register type as invalid
4507  * whereas register type in current state is meaningful, it means that
4508  * the current state will reach 'bpf_exit' instruction safely
4509  */
4510 static bool func_states_equal(struct bpf_func_state *old,
4511                               struct bpf_func_state *cur)
4512 {
4513         struct idpair *idmap;
4514         bool ret = false;
4515         int i;
4516
4517         idmap = kcalloc(ID_MAP_SIZE, sizeof(struct idpair), GFP_KERNEL);
4518         /* If we failed to allocate the idmap, just say it's not safe */
4519         if (!idmap)
4520                 return false;
4521
4522         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
4523                 if (!regsafe(&old->regs[i], &cur->regs[i], idmap))
4524                         goto out_free;
4525         }
4526
4527         if (!stacksafe(old, cur, idmap))
4528                 goto out_free;
4529         ret = true;
4530 out_free:
4531         kfree(idmap);
4532         return ret;
4533 }
4534
4535 static bool states_equal(struct bpf_verifier_env *env,
4536                          struct bpf_verifier_state *old,
4537                          struct bpf_verifier_state *cur)
4538 {
4539         int i;
4540
4541         if (old->curframe != cur->curframe)
4542                 return false;
4543
4544         /* for states to be equal callsites have to be the same
4545          * and all frame states need to be equivalent
4546          */
4547         for (i = 0; i <= old->curframe; i++) {
4548                 if (old->frame[i]->callsite != cur->frame[i]->callsite)
4549                         return false;
4550                 if (!func_states_equal(old->frame[i], cur->frame[i]))
4551                         return false;
4552         }
4553         return true;
4554 }
4555
4556 /* A write screens off any subsequent reads; but write marks come from the
4557  * straight-line code between a state and its parent.  When we arrive at an
4558  * equivalent state (jump target or such) we didn't arrive by the straight-line
4559  * code, so read marks in the state must propagate to the parent regardless
4560  * of the state's write marks. That's what 'parent == state->parent' comparison
4561  * in mark_reg_read() is for.
4562  */
4563 static int propagate_liveness(struct bpf_verifier_env *env,
4564                               const struct bpf_verifier_state *vstate,
4565                               struct bpf_verifier_state *vparent)
4566 {
4567         int i, frame, err = 0;
4568         struct bpf_func_state *state, *parent;
4569
4570         if (vparent->curframe != vstate->curframe) {
4571                 WARN(1, "propagate_live: parent frame %d current frame %d\n",
4572                      vparent->curframe, vstate->curframe);
4573                 return -EFAULT;
4574         }
4575         /* Propagate read liveness of registers... */
4576         BUILD_BUG_ON(BPF_REG_FP + 1 != MAX_BPF_REG);
4577         /* We don't need to worry about FP liveness because it's read-only */
4578         for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++) {
4579                 if (vparent->frame[vparent->curframe]->regs[i].live & REG_LIVE_READ)
4580                         continue;
4581                 if (vstate->frame[vstate->curframe]->regs[i].live & REG_LIVE_READ) {
4582                         err = mark_reg_read(env, &vstate->frame[vstate->curframe]->regs[i],
4583                                             &vparent->frame[vstate->curframe]->regs[i]);
4584                         if (err)
4585                                 return err;
4586                 }
4587         }
4588
4589         /* ... and stack slots */
4590         for (frame = 0; frame <= vstate->curframe; frame++) {
4591                 state = vstate->frame[frame];
4592                 parent = vparent->frame[frame];
4593                 for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE &&
4594                             i < parent->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
4595                         if (parent->stack[i].spilled_ptr.live & REG_LIVE_READ)
4596                                 continue;
4597                         if (state->stack[i].spilled_ptr.live & REG_LIVE_READ)
4598                                 mark_reg_read(env, &state->stack[i].spilled_ptr,
4599                                               &parent->stack[i].spilled_ptr);
4600                 }
4601         }
4602         return err;
4603 }
4604
4605 static int is_state_visited(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
4606 {
4607         struct bpf_verifier_state_list *new_sl;
4608         struct bpf_verifier_state_list *sl;
4609         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state, *new;
4610         int i, j, err;
4611
4612         sl = env->explored_states[insn_idx];
4613         if (!sl)
4614                 /* this 'insn_idx' instruction wasn't marked, so we will not
4615                  * be doing state search here
4616                  */
4617                 return 0;
4618
4619         while (sl != STATE_LIST_MARK) {
4620                 if (states_equal(env, &sl->state, cur)) {
4621                         /* reached equivalent register/stack state,
4622                          * prune the search.
4623                          * Registers read by the continuation are read by us.
4624                          * If we have any write marks in env->cur_state, they
4625                          * will prevent corresponding reads in the continuation
4626                          * from reaching our parent (an explored_state).  Our
4627                          * own state will get the read marks recorded, but
4628                          * they'll be immediately forgotten as we're pruning
4629                          * this state and will pop a new one.
4630                          */
4631                         err = propagate_liveness(env, &sl->state, cur);
4632                         if (err)
4633                                 return err;
4634                         return 1;
4635                 }
4636                 sl = sl->next;
4637         }
4638
4639         /* there were no equivalent states, remember current one.
4640          * technically the current state is not proven to be safe yet,
4641          * but it will either reach outer most bpf_exit (which means it's safe)
4642          * or it will be rejected. Since there are no loops, we won't be
4643          * seeing this tuple (frame[0].callsite, frame[1].callsite, .. insn_idx)
4644          * again on the way to bpf_exit
4645          */
4646         new_sl = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_state_list), GFP_KERNEL);
4647         if (!new_sl)
4648                 return -ENOMEM;
4649
4650         /* add new state to the head of linked list */
4651         new = &new_sl->state;
4652         err = copy_verifier_state(new, cur);
4653         if (err) {
4654                 free_verifier_state(new, false);
4655                 kfree(new_sl);
4656                 return err;
4657         }
4658         new_sl->next = env->explored_states[insn_idx];
4659         env->explored_states[insn_idx] = new_sl;
4660         /* connect new state to parentage chain */
4661         for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++)
4662                 cur_regs(env)[i].parent = &new->frame[new->curframe]->regs[i];
4663         /* clear write marks in current state: the writes we did are not writes
4664          * our child did, so they don't screen off its reads from us.
4665          * (There are no read marks in current state, because reads always mark
4666          * their parent and current state never has children yet.  Only
4667          * explored_states can get read marks.)
4668          */
4669         for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++)
4670                 cur->frame[cur->curframe]->regs[i].live = REG_LIVE_NONE;
4671
4672         /* all stack frames are accessible from callee, clear them all */
4673         for (j = 0; j <= cur->curframe; j++) {
4674                 struct bpf_func_state *frame = cur->frame[j];
4675                 struct bpf_func_state *newframe = new->frame[j];
4676
4677                 for (i = 0; i < frame->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
4678                         frame->stack[i].spilled_ptr.live = REG_LIVE_NONE;
4679                         frame->stack[i].spilled_ptr.parent =
4680                                                 &newframe->stack[i].spilled_ptr;
4681                 }
4682         }
4683         return 0;
4684 }
4685
4686 static int do_check(struct bpf_verifier_env *env)
4687 {
4688         struct bpf_verifier_state *state;
4689         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
4690         struct bpf_reg_state *regs;
4691         int insn_cnt = env->prog->len, i;
4692         int insn_idx, prev_insn_idx = 0;
4693         int insn_processed = 0;
4694         bool do_print_state = false;
4695
4696         state = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_state), GFP_KERNEL);
4697         if (!state)
4698                 return -ENOMEM;
4699         state->curframe = 0;
4700         state->frame[0] = kzalloc(sizeof(struct bpf_func_state), GFP_KERNEL);
4701         if (!state->frame[0]) {
4702                 kfree(state);
4703                 return -ENOMEM;
4704         }
4705         env->cur_state = state;
4706         init_func_state(env, state->frame[0],
4707                         BPF_MAIN_FUNC /* callsite */,
4708                         0 /* frameno */,
4709                         0 /* subprogno, zero == main subprog */);
4710         insn_idx = 0;
4711         for (;;) {
4712                 struct bpf_insn *insn;
4713                 u8 class;
4714                 int err;
4715
4716                 if (insn_idx >= insn_cnt) {
4717                         verbose(env, "invalid insn idx %d insn_cnt %d\n",
4718                                 insn_idx, insn_cnt);
4719                         return -EFAULT;
4720                 }
4721
4722                 insn = &insns[insn_idx];
4723                 class = BPF_CLASS(insn->code);
4724
4725                 if (++insn_processed > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_INSNS) {
4726                         verbose(env,
4727                                 "BPF program is too large. Processed %d insn\n",
4728                                 insn_processed);
4729                         return -E2BIG;
4730                 }
4731
4732                 err = is_state_visited(env, insn_idx);
4733                 if (err < 0)
4734                         return err;
4735                 if (err == 1) {
4736                         /* found equivalent state, can prune the search */
4737                         if (env->log.level) {
4738                                 if (do_print_state)
4739                                         verbose(env, "\nfrom %d to %d: safe\n",
4740                                                 prev_insn_idx, insn_idx);
4741                                 else
4742                                         verbose(env, "%d: safe\n", insn_idx);
4743                         }
4744                         goto process_bpf_exit;
4745                 }
4746
4747                 if (need_resched())
4748                         cond_resched();
4749
4750                 if (env->log.level > 1 || (env->log.level && do_print_state)) {
4751                         if (env->log.level > 1)
4752                                 verbose(env, "%d:", insn_idx);
4753                         else
4754                                 verbose(env, "\nfrom %d to %d:",
4755                                         prev_insn_idx, insn_idx);
4756                         print_verifier_state(env, state->frame[state->curframe]);
4757                         do_print_state = false;
4758                 }
4759
4760                 if (env->log.level) {
4761                         const struct bpf_insn_cbs cbs = {
4762                                 .cb_print       = verbose,
4763                                 .private_data   = env,
4764                         };
4765
4766                         verbose(env, "%d: ", insn_idx);
4767                         print_bpf_insn(&cbs, insn, env->allow_ptr_leaks);
4768                 }
4769
4770                 if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
4771                         err = bpf_prog_offload_verify_insn(env, insn_idx,
4772                                                            prev_insn_idx);
4773                         if (err)
4774                                 return err;
4775                 }
4776
4777                 regs = cur_regs(env);
4778                 env->insn_aux_data[insn_idx].seen = true;
4779                 if (class == BPF_ALU || class == BPF_ALU64) {
4780                         err = check_alu_op(env, insn);
4781                         if (err)
4782                                 return err;
4783
4784                 } else if (class == BPF_LDX) {
4785                         enum bpf_reg_type *prev_src_type, src_reg_type;
4786
4787                         /* check for reserved fields is already done */
4788
4789                         /* check src operand */
4790                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
4791                         if (err)
4792                                 return err;
4793
4794                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
4795                         if (err)
4796                                 return err;
4797
4798                         src_reg_type = regs[insn->src_reg].type;
4799
4800                         /* check that memory (src_reg + off) is readable,
4801                          * the state of dst_reg will be updated by this func
4802                          */
4803                         err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->src_reg, insn->off,
4804                                                BPF_SIZE(insn->code), BPF_READ,
4805                                                insn->dst_reg, false);
4806                         if (err)
4807                                 return err;
4808
4809                         prev_src_type = &env->insn_aux_data[insn_idx].ptr_type;
4810
4811                         if (*prev_src_type == NOT_INIT) {
4812                                 /* saw a valid insn
4813                                  * dst_reg = *(u32 *)(src_reg + off)
4814                                  * save type to validate intersecting paths
4815                                  */
4816                                 *prev_src_type = src_reg_type;
4817
4818                         } else if (src_reg_type != *prev_src_type &&
4819                                    (src_reg_type == PTR_TO_CTX ||
4820                                     *prev_src_type == PTR_TO_CTX)) {
4821                                 /* ABuser program is trying to use the same insn
4822                                  * dst_reg = *(u32*) (src_reg + off)
4823                                  * with different pointer types:
4824                                  * src_reg == ctx in one branch and
4825                                  * src_reg == stack|map in some other branch.
4826                                  * Reject it.
4827                                  */
4828                                 verbose(env, "same insn cannot be used with different pointers\n");
4829                                 return -EINVAL;
4830                         }
4831
4832                 } else if (class == BPF_STX) {
4833                         enum bpf_reg_type *prev_dst_type, dst_reg_type;
4834
4835                         if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_XADD) {
4836                                 err = check_xadd(env, insn_idx, insn);
4837                                 if (err)
4838                                         return err;
4839                                 insn_idx++;
4840                                 continue;
4841                         }
4842
4843                         /* check src1 operand */
4844                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
4845                         if (err)
4846                                 return err;
4847                         /* check src2 operand */
4848                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
4849                         if (err)
4850                                 return err;
4851
4852                         dst_reg_type = regs[insn->dst_reg].type;
4853
4854                         /* check that memory (dst_reg + off) is writeable */
4855                         err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
4856                                                BPF_SIZE(insn->code), BPF_WRITE,
4857                                                insn->src_reg, false);
4858                         if (err)
4859                                 return err;
4860
4861                         prev_dst_type = &env->insn_aux_data[insn_idx].ptr_type;
4862
4863                         if (*prev_dst_type == NOT_INIT) {
4864                                 *prev_dst_type = dst_reg_type;
4865                         } else if (dst_reg_type != *prev_dst_type &&
4866                                    (dst_reg_type == PTR_TO_CTX ||
4867                                     *prev_dst_type == PTR_TO_CTX)) {
4868                                 verbose(env, "same insn cannot be used with different pointers\n");
4869                                 return -EINVAL;
4870                         }
4871
4872                 } else if (class == BPF_ST) {
4873                         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM ||
4874                             insn->src_reg != BPF_REG_0) {
4875                                 verbose(env, "BPF_ST uses reserved fields\n");
4876                                 return -EINVAL;
4877                         }
4878                         /* check src operand */
4879                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
4880                         if (err)
4881                                 return err;
4882
4883                         if (is_ctx_reg(env, insn->dst_reg)) {
4884                                 verbose(env, "BPF_ST stores into R%d context is not allowed\n",
4885                                         insn->dst_reg);
4886                                 return -EACCES;
4887                         }
4888
4889                         /* check that memory (dst_reg + off) is writeable */
4890                         err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
4891                                                BPF_SIZE(insn->code), BPF_WRITE,
4892                                                -1, false);
4893                         if (err)
4894                                 return err;
4895
4896                 } else if (class == BPF_JMP) {
4897                         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
4898
4899                         if (opcode == BPF_CALL) {
4900                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
4901                                     insn->off != 0 ||
4902                                     (insn->src_reg != BPF_REG_0 &&
4903                                      insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL) ||
4904                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0) {
4905                                         verbose(env, "BPF_CALL uses reserved fields\n");
4906                                         return -EINVAL;
4907                                 }
4908
4909                                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
4910                                         err = check_func_call(env, insn, &insn_idx);
4911                                 else
4912                                         err = check_helper_call(env, insn->imm, insn_idx);
4913                                 if (err)
4914                                         return err;
4915
4916                         } else if (opcode == BPF_JA) {
4917                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
4918                                     insn->imm != 0 ||
4919                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
4920                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0) {
4921                                         verbose(env, "BPF_JA uses reserved fields\n");
4922                                         return -EINVAL;
4923                                 }
4924
4925                                 insn_idx += insn->off + 1;
4926                                 continue;
4927
4928                         } else if (opcode == BPF_EXIT) {
4929                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
4930                                     insn->imm != 0 ||
4931                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
4932                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0) {
4933                                         verbose(env, "BPF_EXIT uses reserved fields\n");
4934                                         return -EINVAL;
4935                                 }
4936
4937                                 if (state->curframe) {
4938                                         /* exit from nested function */
4939                                         prev_insn_idx = insn_idx;
4940                                         err = prepare_func_exit(env, &insn_idx);
4941                                         if (err)
4942                                                 return err;
4943                                         do_print_state = true;
4944                                         continue;
4945                                 }
4946
4947                                 /* eBPF calling convetion is such that R0 is used
4948                                  * to return the value from eBPF program.
4949                                  * Make sure that it's readable at this time
4950                                  * of bpf_exit, which means that program wrote
4951                                  * something into it earlier
4952                                  */
4953                                 err = check_reg_arg(env, BPF_REG_0, SRC_OP);
4954                                 if (err)
4955                                         return err;
4956
4957                                 if (is_pointer_value(env, BPF_REG_0)) {
4958                                         verbose(env, "R0 leaks addr as return value\n");
4959                                         return -EACCES;
4960                                 }
4961
4962                                 err = check_return_code(env);
4963                                 if (err)
4964                                         return err;
4965 process_bpf_exit:
4966                                 err = pop_stack(env, &prev_insn_idx, &insn_idx);
4967                                 if (err < 0) {
4968                                         if (err != -ENOENT)
4969                                                 return err;
4970                                         break;
4971                                 } else {
4972                                         do_print_state = true;
4973                                         continue;
4974                                 }
4975                         } else {
4976                                 err = check_cond_jmp_op(env, insn, &insn_idx);
4977                                 if (err)
4978                                         return err;
4979                         }
4980                 } else if (class == BPF_LD) {
4981                         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
4982
4983                         if (mode == BPF_ABS || mode == BPF_IND) {
4984                                 err = check_ld_abs(env, insn);
4985                                 if (err)
4986                                         return err;
4987
4988                         } else if (mode == BPF_IMM) {
4989                                 err = check_ld_imm(env, insn);
4990                                 if (err)
4991                                         return err;
4992
4993                                 insn_idx++;
4994                                 env->insn_aux_data[insn_idx].seen = true;
4995                         } else {
4996                                 verbose(env, "invalid BPF_LD mode\n");
4997                                 return -EINVAL;
4998                         }
4999                 } else {
5000                         verbose(env, "unknown insn class %d\n", class);
5001                         return -EINVAL;
5002                 }
5003
5004                 insn_idx++;
5005         }
5006
5007         verbose(env, "processed %d insns (limit %d), stack depth ",
5008                 insn_processed, BPF_COMPLEXITY_LIMIT_INSNS);
5009         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
5010                 u32 depth = env->subprog_info[i].stack_depth;
5011
5012                 verbose(env, "%d", depth);
5013                 if (i + 1 < env->subprog_cnt)
5014                         verbose(env, "+");
5015         }
5016         verbose(env, "\n");
5017         env->prog->aux->stack_depth = env->subprog_info[0].stack_depth;
5018         return 0;
5019 }
5020
5021 static int check_map_prealloc(struct bpf_map *map)
5022 {
5023         return (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_HASH &&
5024                 map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH &&
5025                 map->map_type != BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS) ||
5026                 !(map->map_flags & BPF_F_NO_PREALLOC);
5027 }
5028
5029 static int check_map_prog_compatibility(struct bpf_verifier_env *env,
5030                                         struct bpf_map *map,
5031                                         struct bpf_prog *prog)
5032
5033 {
5034         /* Make sure that BPF_PROG_TYPE_PERF_EVENT programs only use
5035          * preallocated hash maps, since doing memory allocation
5036          * in overflow_handler can crash depending on where nmi got
5037          * triggered.
5038          */
5039         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_PERF_EVENT) {
5040                 if (!check_map_prealloc(map)) {
5041                         verbose(env, "perf_event programs can only use preallocated hash map\n");
5042                         return -EINVAL;
5043                 }
5044                 if (map->inner_map_meta &&
5045                     !check_map_prealloc(map->inner_map_meta)) {
5046                         verbose(env, "perf_event programs can only use preallocated inner hash map\n");
5047                         return -EINVAL;
5048                 }
5049         }
5050
5051         if ((bpf_prog_is_dev_bound(prog->aux) || bpf_map_is_dev_bound(map)) &&
5052             !bpf_offload_prog_map_match(prog, map)) {
5053                 verbose(env, "offload device mismatch between prog and map\n");
5054                 return -EINVAL;
5055         }
5056
5057         return 0;
5058 }
5059
5060 /* look for pseudo eBPF instructions that access map FDs and
5061  * replace them with actual map pointers
5062  */
5063 static int replace_map_fd_with_map_ptr(struct bpf_verifier_env *env)
5064 {
5065         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
5066         int insn_cnt = env->prog->len;
5067         int i, j, err;
5068
5069         err = bpf_prog_calc_tag(env->prog);
5070         if (err)
5071                 return err;
5072
5073         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
5074                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LDX &&
5075                     (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM || insn->imm != 0)) {
5076                         verbose(env, "BPF_LDX uses reserved fields\n");
5077                         return -EINVAL;
5078                 }
5079
5080                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_STX &&
5081                     ((BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM &&
5082                       BPF_MODE(insn->code) != BPF_XADD) || insn->imm != 0)) {
5083                         verbose(env, "BPF_STX uses reserved fields\n");
5084                         return -EINVAL;
5085                 }
5086
5087                 if (insn[0].code == (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW)) {
5088                         struct bpf_map *map;
5089                         struct fd f;
5090
5091                         if (i == insn_cnt - 1 || insn[1].code != 0 ||
5092                             insn[1].dst_reg != 0 || insn[1].src_reg != 0 ||
5093                             insn[1].off != 0) {
5094                                 verbose(env, "invalid bpf_ld_imm64 insn\n");
5095                                 return -EINVAL;
5096                         }
5097
5098                         if (insn->src_reg == 0)
5099                                 /* valid generic load 64-bit imm */
5100                                 goto next_insn;
5101
5102                         if (insn->src_reg != BPF_PSEUDO_MAP_FD) {
5103                                 verbose(env,
5104                                         "unrecognized bpf_ld_imm64 insn\n");
5105                                 return -EINVAL;
5106                         }
5107
5108                         f = fdget(insn->imm);
5109                         map = __bpf_map_get(f);
5110                         if (IS_ERR(map)) {
5111                                 verbose(env, "fd %d is not pointing to valid bpf_map\n",
5112                                         insn->imm);
5113                                 return PTR_ERR(map);
5114                         }
5115
5116                         err = check_map_prog_compatibility(env, map, env->prog);
5117                         if (err) {
5118                                 fdput(f);
5119                                 return err;
5120                         }
5121
5122                         /* store map pointer inside BPF_LD_IMM64 instruction */
5123                         insn[0].imm = (u32) (unsigned long) map;
5124                         insn[1].imm = ((u64) (unsigned long) map) >> 32;
5125
5126                         /* check whether we recorded this map already */
5127                         for (j = 0; j < env->used_map_cnt; j++)
5128                                 if (env->used_maps[j] == map) {
5129                                         fdput(f);
5130                                         goto next_insn;
5131                                 }
5132
5133                         if (env->used_map_cnt >= MAX_USED_MAPS) {
5134                                 fdput(f);
5135                                 return -E2BIG;
5136                         }
5137
5138                         /* hold the map. If the program is rejected by verifier,
5139                          * the map will be released by release_maps() or it
5140                          * will be used by the valid program until it's unloaded
5141                          * and all maps are released in free_used_maps()
5142                          */
5143                         map = bpf_map_inc(map, false);
5144                         if (IS_ERR(map)) {
5145                                 fdput(f);
5146                                 return PTR_ERR(map);
5147                         }
5148                         env->used_maps[env->used_map_cnt++] = map;
5149
5150                         if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE &&
5151                             bpf_cgroup_storage_assign(env->prog, map)) {
5152                                 verbose(env,
5153                                         "only one cgroup storage is allowed\n");
5154                                 fdput(f);
5155                                 return -EBUSY;
5156                         }
5157
5158                         fdput(f);
5159 next_insn:
5160                         insn++;
5161                         i++;
5162                         continue;
5163                 }
5164
5165                 /* Basic sanity check before we invest more work here. */
5166                 if (!bpf_opcode_in_insntable(insn->code)) {
5167                         verbose(env, "unknown opcode %02x\n", insn->code);
5168                         return -EINVAL;
5169                 }
5170         }
5171
5172         /* now all pseudo BPF_LD_IMM64 instructions load valid
5173          * 'struct bpf_map *' into a register instead of user map_fd.
5174          * These pointers will be used later by verifier to validate map access.
5175          */
5176         return 0;
5177 }
5178
5179 /* drop refcnt of maps used by the rejected program */
5180 static void release_maps(struct bpf_verifier_env *env)
5181 {
5182         int i;
5183
5184         if (env->prog->aux->cgroup_storage)
5185                 bpf_cgroup_storage_release(env->prog,
5186                                            env->prog->aux->cgroup_storage);
5187
5188         for (i = 0; i < env->used_map_cnt; i++)
5189                 bpf_map_put(env->used_maps[i]);
5190 }
5191
5192 /* convert pseudo BPF_LD_IMM64 into generic BPF_LD_IMM64 */
5193 static void convert_pseudo_ld_imm64(struct bpf_verifier_env *env)
5194 {
5195         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
5196         int insn_cnt = env->prog->len;
5197         int i;
5198
5199         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++)
5200                 if (insn->code == (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW))
5201                         insn->src_reg = 0;
5202 }
5203
5204 /* single env->prog->insni[off] instruction was replaced with the range
5205  * insni[off, off + cnt).  Adjust corresponding insn_aux_data by copying
5206  * [0, off) and [off, end) to new locations, so the patched range stays zero
5207  */
5208 static int adjust_insn_aux_data(struct bpf_verifier_env *env, u32 prog_len,
5209                                 u32 off, u32 cnt)
5210 {
5211         struct bpf_insn_aux_data *new_data, *old_data = env->insn_aux_data;
5212         int i;
5213
5214         if (cnt == 1)
5215                 return 0;
5216         new_data = vzalloc(array_size(prog_len,
5217                                       sizeof(struct bpf_insn_aux_data)));
5218         if (!new_data)
5219                 return -ENOMEM;
5220         memcpy(new_data, old_data, sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * off);
5221         memcpy(new_data + off + cnt - 1, old_data + off,
5222                sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * (prog_len - off - cnt + 1));
5223         for (i = off; i < off + cnt - 1; i++)
5224                 new_data[i].seen = true;
5225         env->insn_aux_data = new_data;
5226         vfree(old_data);
5227         return 0;
5228 }
5229
5230 static void adjust_subprog_starts(struct bpf_verifier_env *env, u32 off, u32 len)
5231 {
5232         int i;
5233
5234         if (len == 1)
5235                 return;
5236         /* NOTE: fake 'exit' subprog should be updated as well. */
5237         for (i = 0; i <= env->subprog_cnt; i++) {
5238                 if (env->subprog_info[i].start < off)
5239                         continue;
5240                 env->subprog_info[i].start += len - 1;
5241         }
5242 }
5243
5244 static struct bpf_prog *bpf_patch_insn_data(struct bpf_verifier_env *env, u32 off,
5245                                             const struct bpf_insn *patch, u32 len)
5246 {
5247         struct bpf_prog *new_prog;
5248
5249         new_prog = bpf_patch_insn_single(env->prog, off, patch, len);
5250         if (!new_prog)
5251                 return NULL;
5252         if (adjust_insn_aux_data(env, new_prog->len, off, len))
5253                 return NULL;
5254         adjust_subprog_starts(env, off, len);
5255         return new_prog;
5256 }
5257
5258 /* The verifier does more data flow analysis than llvm and will not
5259  * explore branches that are dead at run time. Malicious programs can
5260  * have dead code too. Therefore replace all dead at-run-time code
5261  * with 'ja -1'.
5262  *
5263  * Just nops are not optimal, e.g. if they would sit at the end of the
5264  * program and through another bug we would manage to jump there, then
5265  * we'd execute beyond program memory otherwise. Returning exception
5266  * code also wouldn't work since we can have subprogs where the dead
5267  * code could be located.
5268  */
5269 static void sanitize_dead_code(struct bpf_verifier_env *env)
5270 {
5271         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
5272         struct bpf_insn trap = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, -1);
5273         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
5274         const int insn_cnt = env->prog->len;
5275         int i;
5276
5277         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
5278                 if (aux_data[i].seen)
5279                         continue;
5280                 memcpy(insn + i, &trap, sizeof(trap));
5281         }
5282 }
5283
5284 /* convert load instructions that access fields of 'struct __sk_buff'
5285  * into sequence of instructions that access fields of 'struct sk_buff'
5286  */
5287 static int convert_ctx_accesses(struct bpf_verifier_env *env)
5288 {
5289         const struct bpf_verifier_ops *ops = env->ops;
5290         int i, cnt, size, ctx_field_size, delta = 0;
5291         const int insn_cnt = env->prog->len;
5292         struct bpf_insn insn_buf[16], *insn;
5293         struct bpf_prog *new_prog;
5294         enum bpf_access_type type;
5295         bool is_narrower_load;
5296         u32 target_size;
5297
5298         if (ops->gen_prologue) {
5299                 cnt = ops->gen_prologue(insn_buf, env->seen_direct_write,
5300                                         env->prog);
5301                 if (cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
5302                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
5303                         return -EINVAL;
5304                 } else if (cnt) {
5305                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, 0, insn_buf, cnt);
5306                         if (!new_prog)
5307                                 return -ENOMEM;
5308
5309                         env->prog = new_prog;
5310                         delta += cnt - 1;
5311                 }
5312         }
5313
5314         if (!ops->convert_ctx_access || bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux))
5315                 return 0;
5316
5317         insn = env->prog->insnsi + delta;
5318
5319         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
5320                 if (insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_B) ||
5321                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_H) ||
5322                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_W) ||
5323                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_DW))
5324                         type = BPF_READ;
5325                 else if (insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_B) ||
5326                          insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_H) ||
5327                          insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_W) ||
5328                          insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_DW))
5329                         type = BPF_WRITE;
5330                 else
5331                         continue;
5332
5333                 if (type == BPF_WRITE &&
5334                     env->insn_aux_data[i + delta].sanitize_stack_off) {
5335                         struct bpf_insn patch[] = {
5336                                 /* Sanitize suspicious stack slot with zero.
5337                                  * There are no memory dependencies for this store,
5338                                  * since it's only using frame pointer and immediate
5339                                  * constant of zero
5340                                  */
5341                                 BPF_ST_MEM(BPF_DW, BPF_REG_FP,
5342                                            env->insn_aux_data[i + delta].sanitize_stack_off,
5343                                            0),
5344                                 /* the original STX instruction will immediately
5345                                  * overwrite the same stack slot with appropriate value
5346                                  */
5347                                 *insn,
5348                         };
5349
5350                         cnt = ARRAY_SIZE(patch);
5351                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, patch, cnt);
5352                         if (!new_prog)
5353                                 return -ENOMEM;
5354
5355                         delta    += cnt - 1;
5356                         env->prog = new_prog;
5357                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
5358                         continue;
5359                 }
5360
5361                 if (env->insn_aux_data[i + delta].ptr_type != PTR_TO_CTX)
5362                         continue;
5363
5364                 ctx_field_size = env->insn_aux_data[i + delta].ctx_field_size;
5365                 size = BPF_LDST_BYTES(insn);
5366
5367                 /* If the read access is a narrower load of the field,
5368                  * convert to a 4/8-byte load, to minimum program type specific
5369                  * convert_ctx_access changes. If conversion is successful,
5370                  * we will apply proper mask to the result.
5371                  */
5372                 is_narrower_load = size < ctx_field_size;
5373                 if (is_narrower_load) {
5374                         u32 size_default = bpf_ctx_off_adjust_machine(ctx_field_size);
5375                         u32 off = insn->off;
5376                         u8 size_code;
5377
5378                         if (type == BPF_WRITE) {
5379                                 verbose(env, "bpf verifier narrow ctx access misconfigured\n");
5380                                 return -EINVAL;
5381                         }
5382
5383                         size_code = BPF_H;
5384                         if (ctx_field_size == 4)
5385                                 size_code = BPF_W;
5386                         else if (ctx_field_size == 8)
5387                                 size_code = BPF_DW;
5388
5389                         insn->off = off & ~(size_default - 1);
5390                         insn->code = BPF_LDX | BPF_MEM | size_code;
5391                 }
5392
5393                 target_size = 0;
5394                 cnt = ops->convert_ctx_access(type, insn, insn_buf, env->prog,
5395                                               &target_size);
5396                 if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf) ||
5397                     (ctx_field_size && !target_size)) {
5398                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
5399                         return -EINVAL;
5400                 }
5401
5402                 if (is_narrower_load && size < target_size) {
5403                         if (ctx_field_size <= 4)
5404                                 insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, insn->dst_reg,
5405                                                                 (1 << size * 8) - 1);
5406                         else
5407                                 insn_buf[cnt++] = BPF_ALU64_IMM(BPF_AND, insn->dst_reg,
5408                                                                 (1 << size * 8) - 1);
5409                 }
5410
5411                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
5412                 if (!new_prog)
5413                         return -ENOMEM;
5414
5415                 delta += cnt - 1;
5416
5417                 /* keep walking new program and skip insns we just inserted */
5418                 env->prog = new_prog;
5419                 insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
5420         }
5421
5422         return 0;
5423 }
5424
5425 static int jit_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
5426 {
5427         struct bpf_prog *prog = env->prog, **func, *tmp;
5428         int i, j, subprog_start, subprog_end = 0, len, subprog;
5429         struct bpf_insn *insn;
5430         void *old_bpf_func;
5431         int err = -ENOMEM;
5432
5433         if (env->subprog_cnt <= 1)
5434                 return 0;
5435
5436         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
5437                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL) ||
5438                     insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
5439                         continue;
5440                 /* Upon error here we cannot fall back to interpreter but
5441                  * need a hard reject of the program. Thus -EFAULT is
5442                  * propagated in any case.
5443                  */
5444                 subprog = find_subprog(env, i + insn->imm + 1);
5445                 if (subprog < 0) {
5446                         WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
5447                                   i + insn->imm + 1);
5448                         return -EFAULT;
5449                 }
5450                 /* temporarily remember subprog id inside insn instead of
5451                  * aux_data, since next loop will split up all insns into funcs
5452                  */
5453                 insn->off = subprog;
5454                 /* remember original imm in case JIT fails and fallback
5455                  * to interpreter will be needed
5456                  */
5457                 env->insn_aux_data[i].call_imm = insn->imm;
5458                 /* point imm to __bpf_call_base+1 from JITs point of view */
5459                 insn->imm = 1;
5460         }
5461
5462         func = kcalloc(env->subprog_cnt, sizeof(prog), GFP_KERNEL);
5463         if (!func)
5464                 goto out_undo_insn;
5465
5466         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
5467                 subprog_start = subprog_end;
5468                 subprog_end = env->subprog_info[i + 1].start;
5469
5470                 len = subprog_end - subprog_start;
5471                 func[i] = bpf_prog_alloc(bpf_prog_size(len), GFP_USER);
5472                 if (!func[i])
5473                         goto out_free;
5474                 memcpy(func[i]->insnsi, &prog->insnsi[subprog_start],
5475                        len * sizeof(struct bpf_insn));
5476                 func[i]->type = prog->type;
5477                 func[i]->len = len;
5478                 if (bpf_prog_calc_tag(func[i]))
5479                         goto out_free;
5480                 func[i]->is_func = 1;
5481                 /* Use bpf_prog_F_tag to indicate functions in stack traces.
5482                  * Long term would need debug info to populate names
5483                  */
5484                 func[i]->aux->name[0] = 'F';
5485                 func[i]->aux->stack_depth = env->subprog_info[i].stack_depth;
5486                 func[i]->jit_requested = 1;
5487                 func[i] = bpf_int_jit_compile(func[i]);
5488                 if (!func[i]->jited) {
5489                         err = -ENOTSUPP;
5490                         goto out_free;
5491                 }
5492                 cond_resched();
5493         }
5494         /* at this point all bpf functions were successfully JITed
5495          * now populate all bpf_calls with correct addresses and
5496          * run last pass of JIT
5497          */
5498         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
5499                 insn = func[i]->insnsi;
5500                 for (j = 0; j < func[i]->len; j++, insn++) {
5501                         if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL) ||
5502                             insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
5503                                 continue;
5504                         subprog = insn->off;
5505                         insn->imm = (u64 (*)(u64, u64, u64, u64, u64))
5506                                 func[subprog]->bpf_func -
5507                                 __bpf_call_base;
5508                 }
5509
5510                 /* we use the aux data to keep a list of the start addresses
5511                  * of the JITed images for each function in the program
5512                  *
5513                  * for some architectures, such as powerpc64, the imm field
5514                  * might not be large enough to hold the offset of the start
5515                  * address of the callee's JITed image from __bpf_call_base
5516                  *
5517                  * in such cases, we can lookup the start address of a callee
5518                  * by using its subprog id, available from the off field of
5519                  * the call instruction, as an index for this list
5520                  */
5521                 func[i]->aux->func = func;
5522                 func[i]->aux->func_cnt = env->subprog_cnt;
5523         }
5524         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
5525                 old_bpf_func = func[i]->bpf_func;
5526                 tmp = bpf_int_jit_compile(func[i]);
5527                 if (tmp != func[i] || func[i]->bpf_func != old_bpf_func) {
5528                         verbose(env, "JIT doesn't support bpf-to-bpf calls\n");
5529                         err = -ENOTSUPP;
5530                         goto out_free;
5531                 }
5532                 cond_resched();
5533         }
5534
5535         /* finally lock prog and jit images for all functions and
5536          * populate kallsysm
5537          */
5538         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
5539                 bpf_prog_lock_ro(func[i]);
5540                 bpf_prog_kallsyms_add(func[i]);
5541         }
5542
5543         /* Last step: make now unused interpreter insns from main
5544          * prog consistent for later dump requests, so they can
5545          * later look the same as if they were interpreted only.
5546          */
5547         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
5548                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL) ||
5549                     insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
5550                         continue;
5551                 insn->off = env->insn_aux_data[i].call_imm;
5552                 subprog = find_subprog(env, i + insn->off + 1);
5553                 insn->imm = subprog;
5554         }
5555
5556         prog->jited = 1;
5557         prog->bpf_func = func[0]->bpf_func;
5558         prog->aux->func = func;
5559         prog->aux->func_cnt = env->subprog_cnt;
5560         return 0;
5561 out_free:
5562         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
5563                 if (func[i])
5564                         bpf_jit_free(func[i]);
5565         kfree(func);
5566 out_undo_insn:
5567         /* cleanup main prog to be interpreted */
5568         prog->jit_requested = 0;
5569         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
5570                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL) ||
5571                     insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
5572                         continue;
5573                 insn->off = 0;
5574                 insn->imm = env->insn_aux_data[i].call_imm;
5575         }
5576         return err;
5577 }
5578
5579 static int fixup_call_args(struct bpf_verifier_env *env)
5580 {
5581 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
5582         struct bpf_prog *prog = env->prog;
5583         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
5584         int i, depth;
5585 #endif
5586         int err;
5587
5588         err = 0;
5589         if (env->prog->jit_requested) {
5590                 err = jit_subprogs(env);
5591                 if (err == 0)
5592                         return 0;
5593                 if (err == -EFAULT)
5594                         return err;
5595         }
5596 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
5597         for (i = 0; i < prog->len; i++, insn++) {
5598                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL) ||
5599                     insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
5600                         continue;
5601                 depth = get_callee_stack_depth(env, insn, i);
5602                 if (depth < 0)
5603                         return depth;
5604                 bpf_patch_call_args(insn, depth);
5605         }
5606         err = 0;
5607 #endif
5608         return err;
5609 }
5610
5611 /* fixup insn->imm field of bpf_call instructions
5612  * and inline eligible helpers as explicit sequence of BPF instructions
5613  *
5614  * this function is called after eBPF program passed verification
5615  */
5616 static int fixup_bpf_calls(struct bpf_verifier_env *env)
5617 {
5618         struct bpf_prog *prog = env->prog;
5619         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
5620         const struct bpf_func_proto *fn;
5621         const int insn_cnt = prog->len;
5622         const struct bpf_map_ops *ops;
5623         struct bpf_insn_aux_data *aux;
5624         struct bpf_insn insn_buf[16];
5625         struct bpf_prog *new_prog;
5626         struct bpf_map *map_ptr;
5627         int i, cnt, delta = 0;
5628
5629         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
5630                 if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_MOD | BPF_X) ||
5631                     insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_X) ||
5632                     insn->code == (BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_X) ||
5633                     insn->code == (BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_X)) {
5634                         bool is64 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64;
5635                         struct bpf_insn mask_and_div[] = {
5636                                 BPF_MOV32_REG(insn->src_reg, insn->src_reg),
5637                                 /* Rx div 0 -> 0 */
5638                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JNE, insn->src_reg, 0, 2),
5639                                 BPF_ALU32_REG(BPF_XOR, insn->dst_reg, insn->dst_reg),
5640                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1),
5641                                 *insn,
5642                         };
5643                         struct bpf_insn mask_and_mod[] = {
5644                                 BPF_MOV32_REG(insn->src_reg, insn->src_reg),
5645                                 /* Rx mod 0 -> Rx */
5646                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JEQ, insn->src_reg, 0, 1),
5647                                 *insn,
5648                         };
5649                         struct bpf_insn *patchlet;
5650
5651                         if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_X) ||
5652                             insn->code == (BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_X)) {
5653                                 patchlet = mask_and_div + (is64 ? 1 : 0);
5654                                 cnt = ARRAY_SIZE(mask_and_div) - (is64 ? 1 : 0);
5655                         } else {
5656                                 patchlet = mask_and_mod + (is64 ? 1 : 0);
5657                                 cnt = ARRAY_SIZE(mask_and_mod) - (is64 ? 1 : 0);
5658                         }
5659
5660                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, patchlet, cnt);
5661                         if (!new_prog)
5662                                 return -ENOMEM;
5663
5664                         delta    += cnt - 1;
5665                         env->prog = prog = new_prog;
5666                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
5667                         continue;
5668                 }
5669
5670                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LD &&
5671                     (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ABS ||
5672                      BPF_MODE(insn->code) == BPF_IND)) {
5673                         cnt = env->ops->gen_ld_abs(insn, insn_buf);
5674                         if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
5675                                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
5676                                 return -EINVAL;
5677                         }
5678
5679                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
5680                         if (!new_prog)
5681                                 return -ENOMEM;
5682
5683                         delta    += cnt - 1;
5684                         env->prog = prog = new_prog;
5685                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
5686                         continue;
5687                 }
5688
5689                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL))
5690                         continue;
5691                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
5692                         continue;
5693
5694                 if (insn->imm == BPF_FUNC_get_route_realm)
5695                         prog->dst_needed = 1;
5696                 if (insn->imm == BPF_FUNC_get_prandom_u32)
5697                         bpf_user_rnd_init_once();
5698                 if (insn->imm == BPF_FUNC_override_return)
5699                         prog->kprobe_override = 1;
5700                 if (insn->imm == BPF_FUNC_tail_call) {
5701                         /* If we tail call into other programs, we
5702                          * cannot make any assumptions since they can
5703                          * be replaced dynamically during runtime in
5704                          * the program array.
5705                          */
5706                         prog->cb_access = 1;
5707                         env->prog->aux->stack_depth = MAX_BPF_STACK;
5708
5709                         /* mark bpf_tail_call as different opcode to avoid
5710                          * conditional branch in the interpeter for every normal
5711                          * call and to prevent accidental JITing by JIT compiler
5712                          * that doesn't support bpf_tail_call yet
5713                          */
5714                         insn->imm = 0;
5715                         insn->code = BPF_JMP | BPF_TAIL_CALL;
5716
5717                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
5718                         if (!bpf_map_ptr_unpriv(aux))
5719                                 continue;
5720
5721                         /* instead of changing every JIT dealing with tail_call
5722                          * emit two extra insns:
5723                          * if (index >= max_entries) goto out;
5724                          * index &= array->index_mask;
5725                          * to avoid out-of-bounds cpu speculation
5726                          */
5727                         if (bpf_map_ptr_poisoned(aux)) {
5728                                 verbose(env, "tail_call abusing map_ptr\n");
5729                                 return -EINVAL;
5730                         }
5731
5732                         map_ptr = BPF_MAP_PTR(aux->map_state);
5733                         insn_buf[0] = BPF_JMP_IMM(BPF_JGE, BPF_REG_3,
5734                                                   map_ptr->max_entries, 2);
5735                         insn_buf[1] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, BPF_REG_3,
5736                                                     container_of(map_ptr,
5737                                                                  struct bpf_array,
5738                                                                  map)->index_mask);
5739                         insn_buf[2] = *insn;
5740                         cnt = 3;
5741                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
5742                         if (!new_prog)
5743                                 return -ENOMEM;
5744
5745                         delta    += cnt - 1;
5746                         env->prog = prog = new_prog;
5747                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
5748                         continue;
5749                 }
5750
5751                 /* BPF_EMIT_CALL() assumptions in some of the map_gen_lookup
5752                  * and other inlining handlers are currently limited to 64 bit
5753                  * only.
5754                  */
5755                 if (prog->jit_requested && BITS_PER_LONG == 64 &&
5756                     (insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_elem ||
5757                      insn->imm == BPF_FUNC_map_update_elem ||
5758                      insn->imm == BPF_FUNC_map_delete_elem)) {
5759                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
5760                         if (bpf_map_ptr_poisoned(aux))
5761                                 goto patch_call_imm;
5762
5763                         map_ptr = BPF_MAP_PTR(aux->map_state);
5764                         ops = map_ptr->ops;
5765                         if (insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
5766                             ops->map_gen_lookup) {
5767                                 cnt = ops->map_gen_lookup(map_ptr, insn_buf);
5768                                 if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
5769                                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
5770                                         return -EINVAL;
5771                                 }
5772
5773                                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta,
5774                                                                insn_buf, cnt);
5775                                 if (!new_prog)
5776                                         return -ENOMEM;
5777
5778                                 delta    += cnt - 1;
5779                                 env->prog = prog = new_prog;
5780                                 insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
5781                                 continue;
5782                         }
5783
5784                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_lookup_elem,
5785                                      (void *(*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
5786                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_delete_elem,
5787                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
5788                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_update_elem,
5789                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
5790                                               u64 flags))NULL));
5791                         switch (insn->imm) {
5792                         case BPF_FUNC_map_lookup_elem:
5793                                 insn->imm = BPF_CAST_CALL(ops->map_lookup_elem) -
5794                                             __bpf_call_base;
5795                                 continue;
5796                         case BPF_FUNC_map_update_elem:
5797                                 insn->imm = BPF_CAST_CALL(ops->map_update_elem) -
5798                                             __bpf_call_base;
5799                                 continue;
5800                         case BPF_FUNC_map_delete_elem:
5801                                 insn->imm = BPF_CAST_CALL(ops->map_delete_elem) -
5802                                             __bpf_call_base;
5803                                 continue;
5804                         }
5805
5806                         goto patch_call_imm;
5807                 }
5808
5809 patch_call_imm:
5810                 fn = env->ops->get_func_proto(insn->imm, env->prog);
5811                 /* all functions that have prototype and verifier allowed
5812                  * programs to call them, must be real in-kernel functions
5813                  */
5814                 if (!fn->func) {
5815                         verbose(env,
5816                                 "kernel subsystem misconfigured func %s#%d\n",
5817                                 func_id_name(insn->imm), insn->imm);
5818                         return -EFAULT;
5819                 }
5820                 insn->imm = fn->func - __bpf_call_base;
5821         }
5822
5823         return 0;
5824 }
5825
5826 static void free_states(struct bpf_verifier_env *env)
5827 {
5828         struct bpf_verifier_state_list *sl, *sln;
5829         int i;
5830
5831         if (!env->explored_states)
5832                 return;
5833
5834         for (i = 0; i < env->prog->len; i++) {
5835                 sl = env->explored_states[i];
5836
5837                 if (sl)
5838                         while (sl != STATE_LIST_MARK) {
5839                                 sln = sl->next;
5840                                 free_verifier_state(&sl->state, false);
5841                                 kfree(sl);
5842                                 sl = sln;
5843                         }
5844         }
5845
5846         kfree(env->explored_states);
5847 }
5848
5849 int bpf_check(struct bpf_prog **prog, union bpf_attr *attr)
5850 {
5851         struct bpf_verifier_env *env;
5852         struct bpf_verifier_log *log;
5853         int ret = -EINVAL;
5854
5855         /* no program is valid */
5856         if (ARRAY_SIZE(bpf_verifier_ops) == 0)
5857                 return -EINVAL;
5858
5859         /* 'struct bpf_verifier_env' can be global, but since it's not small,
5860          * allocate/free it every time bpf_check() is called
5861          */
5862         env = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_env), GFP_KERNEL);
5863         if (!env)
5864                 return -ENOMEM;
5865         log = &env->log;
5866
5867         env->insn_aux_data =
5868                 vzalloc(array_size(sizeof(struct bpf_insn_aux_data),
5869                                    (*prog)->len));
5870         ret = -ENOMEM;
5871         if (!env->insn_aux_data)
5872                 goto err_free_env;
5873         env->prog = *prog;
5874         env->ops = bpf_verifier_ops[env->prog->type];
5875
5876         /* grab the mutex to protect few globals used by verifier */
5877         mutex_lock(&bpf_verifier_lock);
5878
5879         if (attr->log_level || attr->log_buf || attr->log_size) {
5880                 /* user requested verbose verifier output
5881                  * and supplied buffer to store the verification trace
5882                  */
5883                 log->level = attr->log_level;
5884                 log->ubuf = (char __user *) (unsigned long) attr->log_buf;
5885                 log->len_total = attr->log_size;
5886
5887                 ret = -EINVAL;
5888                 /* log attributes have to be sane */
5889                 if (log->len_total < 128 || log->len_total > UINT_MAX >> 8 ||
5890                     !log->level || !log->ubuf)
5891                         goto err_unlock;
5892         }
5893
5894         env->strict_alignment = !!(attr->prog_flags & BPF_F_STRICT_ALIGNMENT);
5895         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS))
5896                 env->strict_alignment = true;
5897
5898         ret = replace_map_fd_with_map_ptr(env);
5899         if (ret < 0)
5900                 goto skip_full_check;
5901
5902         if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
5903                 ret = bpf_prog_offload_verifier_prep(env);
5904                 if (ret)
5905                         goto skip_full_check;
5906         }
5907
5908         env->explored_states = kcalloc(env->prog->len,
5909                                        sizeof(struct bpf_verifier_state_list *),
5910                                        GFP_USER);
5911         ret = -ENOMEM;
5912         if (!env->explored_states)
5913                 goto skip_full_check;
5914
5915         env->allow_ptr_leaks = capable(CAP_SYS_ADMIN);
5916
5917         ret = check_cfg(env);
5918         if (ret < 0)
5919                 goto skip_full_check;
5920
5921         ret = do_check(env);
5922         if (env->cur_state) {
5923                 free_verifier_state(env->cur_state, true);
5924                 env->cur_state = NULL;
5925         }
5926
5927 skip_full_check:
5928         while (!pop_stack(env, NULL, NULL));
5929         free_states(env);
5930
5931         if (ret == 0)
5932                 sanitize_dead_code(env);
5933
5934         if (ret == 0)
5935                 ret = check_max_stack_depth(env);
5936
5937         if (ret == 0)
5938                 /* program is valid, convert *(u32*)(ctx + off) accesses */
5939                 ret = convert_ctx_accesses(env);
5940
5941         if (ret == 0)
5942                 ret = fixup_bpf_calls(env);
5943
5944         if (ret == 0)
5945                 ret = fixup_call_args(env);
5946
5947         if (log->level && bpf_verifier_log_full(log))
5948                 ret = -ENOSPC;
5949         if (log->level && !log->ubuf) {
5950                 ret = -EFAULT;
5951                 goto err_release_maps;
5952         }
5953
5954         if (ret == 0 && env->used_map_cnt) {
5955                 /* if program passed verifier, update used_maps in bpf_prog_info */
5956                 env->prog->aux->used_maps = kmalloc_array(env->used_map_cnt,
5957                                                           sizeof(env->used_maps[0]),
5958                                                           GFP_KERNEL);
5959
5960                 if (!env->prog->aux->used_maps) {
5961                         ret = -ENOMEM;
5962                         goto err_release_maps;
5963                 }
5964
5965                 memcpy(env->prog->aux->used_maps, env->used_maps,
5966                        sizeof(env->used_maps[0]) * env->used_map_cnt);
5967                 env->prog->aux->used_map_cnt = env->used_map_cnt;
5968
5969                 /* program is valid. Convert pseudo bpf_ld_imm64 into generic
5970                  * bpf_ld_imm64 instructions
5971                  */
5972                 convert_pseudo_ld_imm64(env);
5973         }
5974
5975 err_release_maps:
5976         if (!env->prog->aux->used_maps)
5977                 /* if we didn't copy map pointers into bpf_prog_info, release
5978                  * them now. Otherwise free_used_maps() will release them.
5979                  */
5980                 release_maps(env);
5981         *prog = env->prog;
5982 err_unlock:
5983         mutex_unlock(&bpf_verifier_lock);
5984         vfree(env->insn_aux_data);
5985 err_free_env:
5986         kfree(env);
5987         return ret;
5988 }