OSDN Git Service

Merge tag 'scsi-fixes' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/jejb/scsi
[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 };
265
266 static void print_liveness(struct bpf_verifier_env *env,
267                            enum bpf_reg_liveness live)
268 {
269         if (live & (REG_LIVE_READ | REG_LIVE_WRITTEN))
270             verbose(env, "_");
271         if (live & REG_LIVE_READ)
272                 verbose(env, "r");
273         if (live & REG_LIVE_WRITTEN)
274                 verbose(env, "w");
275 }
276
277 static struct bpf_func_state *func(struct bpf_verifier_env *env,
278                                    const struct bpf_reg_state *reg)
279 {
280         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
281
282         return cur->frame[reg->frameno];
283 }
284
285 static void print_verifier_state(struct bpf_verifier_env *env,
286                                  const struct bpf_func_state *state)
287 {
288         const struct bpf_reg_state *reg;
289         enum bpf_reg_type t;
290         int i;
291
292         if (state->frameno)
293                 verbose(env, " frame%d:", state->frameno);
294         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
295                 reg = &state->regs[i];
296                 t = reg->type;
297                 if (t == NOT_INIT)
298                         continue;
299                 verbose(env, " R%d", i);
300                 print_liveness(env, reg->live);
301                 verbose(env, "=%s", reg_type_str[t]);
302                 if ((t == SCALAR_VALUE || t == PTR_TO_STACK) &&
303                     tnum_is_const(reg->var_off)) {
304                         /* reg->off should be 0 for SCALAR_VALUE */
305                         verbose(env, "%lld", reg->var_off.value + reg->off);
306                         if (t == PTR_TO_STACK)
307                                 verbose(env, ",call_%d", func(env, reg)->callsite);
308                 } else {
309                         verbose(env, "(id=%d", reg->id);
310                         if (t != SCALAR_VALUE)
311                                 verbose(env, ",off=%d", reg->off);
312                         if (type_is_pkt_pointer(t))
313                                 verbose(env, ",r=%d", reg->range);
314                         else if (t == CONST_PTR_TO_MAP ||
315                                  t == PTR_TO_MAP_VALUE ||
316                                  t == PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL)
317                                 verbose(env, ",ks=%d,vs=%d",
318                                         reg->map_ptr->key_size,
319                                         reg->map_ptr->value_size);
320                         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
321                                 /* Typically an immediate SCALAR_VALUE, but
322                                  * could be a pointer whose offset is too big
323                                  * for reg->off
324                                  */
325                                 verbose(env, ",imm=%llx", reg->var_off.value);
326                         } else {
327                                 if (reg->smin_value != reg->umin_value &&
328                                     reg->smin_value != S64_MIN)
329                                         verbose(env, ",smin_value=%lld",
330                                                 (long long)reg->smin_value);
331                                 if (reg->smax_value != reg->umax_value &&
332                                     reg->smax_value != S64_MAX)
333                                         verbose(env, ",smax_value=%lld",
334                                                 (long long)reg->smax_value);
335                                 if (reg->umin_value != 0)
336                                         verbose(env, ",umin_value=%llu",
337                                                 (unsigned long long)reg->umin_value);
338                                 if (reg->umax_value != U64_MAX)
339                                         verbose(env, ",umax_value=%llu",
340                                                 (unsigned long long)reg->umax_value);
341                                 if (!tnum_is_unknown(reg->var_off)) {
342                                         char tn_buf[48];
343
344                                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
345                                         verbose(env, ",var_off=%s", tn_buf);
346                                 }
347                         }
348                         verbose(env, ")");
349                 }
350         }
351         for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
352                 if (state->stack[i].slot_type[0] == STACK_SPILL) {
353                         verbose(env, " fp%d",
354                                 (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
355                         print_liveness(env, state->stack[i].spilled_ptr.live);
356                         verbose(env, "=%s",
357                                 reg_type_str[state->stack[i].spilled_ptr.type]);
358                 }
359                 if (state->stack[i].slot_type[0] == STACK_ZERO)
360                         verbose(env, " fp%d=0", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
361         }
362         verbose(env, "\n");
363 }
364
365 static int copy_stack_state(struct bpf_func_state *dst,
366                             const struct bpf_func_state *src)
367 {
368         if (!src->stack)
369                 return 0;
370         if (WARN_ON_ONCE(dst->allocated_stack < src->allocated_stack)) {
371                 /* internal bug, make state invalid to reject the program */
372                 memset(dst, 0, sizeof(*dst));
373                 return -EFAULT;
374         }
375         memcpy(dst->stack, src->stack,
376                sizeof(*src->stack) * (src->allocated_stack / BPF_REG_SIZE));
377         return 0;
378 }
379
380 /* do_check() starts with zero-sized stack in struct bpf_verifier_state to
381  * make it consume minimal amount of memory. check_stack_write() access from
382  * the program calls into realloc_func_state() to grow the stack size.
383  * Note there is a non-zero 'parent' pointer inside bpf_verifier_state
384  * which this function copies over. It points to previous bpf_verifier_state
385  * which is never reallocated
386  */
387 static int realloc_func_state(struct bpf_func_state *state, int size,
388                               bool copy_old)
389 {
390         u32 old_size = state->allocated_stack;
391         struct bpf_stack_state *new_stack;
392         int slot = size / BPF_REG_SIZE;
393
394         if (size <= old_size || !size) {
395                 if (copy_old)
396                         return 0;
397                 state->allocated_stack = slot * BPF_REG_SIZE;
398                 if (!size && old_size) {
399                         kfree(state->stack);
400                         state->stack = NULL;
401                 }
402                 return 0;
403         }
404         new_stack = kmalloc_array(slot, sizeof(struct bpf_stack_state),
405                                   GFP_KERNEL);
406         if (!new_stack)
407                 return -ENOMEM;
408         if (copy_old) {
409                 if (state->stack)
410                         memcpy(new_stack, state->stack,
411                                sizeof(*new_stack) * (old_size / BPF_REG_SIZE));
412                 memset(new_stack + old_size / BPF_REG_SIZE, 0,
413                        sizeof(*new_stack) * (size - old_size) / BPF_REG_SIZE);
414         }
415         state->allocated_stack = slot * BPF_REG_SIZE;
416         kfree(state->stack);
417         state->stack = new_stack;
418         return 0;
419 }
420
421 static void free_func_state(struct bpf_func_state *state)
422 {
423         if (!state)
424                 return;
425         kfree(state->stack);
426         kfree(state);
427 }
428
429 static void free_verifier_state(struct bpf_verifier_state *state,
430                                 bool free_self)
431 {
432         int i;
433
434         for (i = 0; i <= state->curframe; i++) {
435                 free_func_state(state->frame[i]);
436                 state->frame[i] = NULL;
437         }
438         if (free_self)
439                 kfree(state);
440 }
441
442 /* copy verifier state from src to dst growing dst stack space
443  * when necessary to accommodate larger src stack
444  */
445 static int copy_func_state(struct bpf_func_state *dst,
446                            const struct bpf_func_state *src)
447 {
448         int err;
449
450         err = realloc_func_state(dst, src->allocated_stack, false);
451         if (err)
452                 return err;
453         memcpy(dst, src, offsetof(struct bpf_func_state, allocated_stack));
454         return copy_stack_state(dst, src);
455 }
456
457 static int copy_verifier_state(struct bpf_verifier_state *dst_state,
458                                const struct bpf_verifier_state *src)
459 {
460         struct bpf_func_state *dst;
461         int i, err;
462
463         /* if dst has more stack frames then src frame, free them */
464         for (i = src->curframe + 1; i <= dst_state->curframe; i++) {
465                 free_func_state(dst_state->frame[i]);
466                 dst_state->frame[i] = NULL;
467         }
468         dst_state->curframe = src->curframe;
469         dst_state->parent = src->parent;
470         for (i = 0; i <= src->curframe; i++) {
471                 dst = dst_state->frame[i];
472                 if (!dst) {
473                         dst = kzalloc(sizeof(*dst), GFP_KERNEL);
474                         if (!dst)
475                                 return -ENOMEM;
476                         dst_state->frame[i] = dst;
477                 }
478                 err = copy_func_state(dst, src->frame[i]);
479                 if (err)
480                         return err;
481         }
482         return 0;
483 }
484
485 static int pop_stack(struct bpf_verifier_env *env, int *prev_insn_idx,
486                      int *insn_idx)
487 {
488         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
489         struct bpf_verifier_stack_elem *elem, *head = env->head;
490         int err;
491
492         if (env->head == NULL)
493                 return -ENOENT;
494
495         if (cur) {
496                 err = copy_verifier_state(cur, &head->st);
497                 if (err)
498                         return err;
499         }
500         if (insn_idx)
501                 *insn_idx = head->insn_idx;
502         if (prev_insn_idx)
503                 *prev_insn_idx = head->prev_insn_idx;
504         elem = head->next;
505         free_verifier_state(&head->st, false);
506         kfree(head);
507         env->head = elem;
508         env->stack_size--;
509         return 0;
510 }
511
512 static struct bpf_verifier_state *push_stack(struct bpf_verifier_env *env,
513                                              int insn_idx, int prev_insn_idx)
514 {
515         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
516         struct bpf_verifier_stack_elem *elem;
517         int err;
518
519         elem = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_stack_elem), GFP_KERNEL);
520         if (!elem)
521                 goto err;
522
523         elem->insn_idx = insn_idx;
524         elem->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
525         elem->next = env->head;
526         env->head = elem;
527         env->stack_size++;
528         err = copy_verifier_state(&elem->st, cur);
529         if (err)
530                 goto err;
531         if (env->stack_size > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_STACK) {
532                 verbose(env, "BPF program is too complex\n");
533                 goto err;
534         }
535         return &elem->st;
536 err:
537         free_verifier_state(env->cur_state, true);
538         env->cur_state = NULL;
539         /* pop all elements and return */
540         while (!pop_stack(env, NULL, NULL));
541         return NULL;
542 }
543
544 #define CALLER_SAVED_REGS 6
545 static const int caller_saved[CALLER_SAVED_REGS] = {
546         BPF_REG_0, BPF_REG_1, BPF_REG_2, BPF_REG_3, BPF_REG_4, BPF_REG_5
547 };
548
549 static void __mark_reg_not_init(struct bpf_reg_state *reg);
550
551 /* Mark the unknown part of a register (variable offset or scalar value) as
552  * known to have the value @imm.
553  */
554 static void __mark_reg_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
555 {
556         reg->id = 0;
557         reg->var_off = tnum_const(imm);
558         reg->smin_value = (s64)imm;
559         reg->smax_value = (s64)imm;
560         reg->umin_value = imm;
561         reg->umax_value = imm;
562 }
563
564 /* Mark the 'variable offset' part of a register as zero.  This should be
565  * used only on registers holding a pointer type.
566  */
567 static void __mark_reg_known_zero(struct bpf_reg_state *reg)
568 {
569         __mark_reg_known(reg, 0);
570 }
571
572 static void __mark_reg_const_zero(struct bpf_reg_state *reg)
573 {
574         __mark_reg_known(reg, 0);
575         reg->off = 0;
576         reg->type = SCALAR_VALUE;
577 }
578
579 static void mark_reg_known_zero(struct bpf_verifier_env *env,
580                                 struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
581 {
582         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
583                 verbose(env, "mark_reg_known_zero(regs, %u)\n", regno);
584                 /* Something bad happened, let's kill all regs */
585                 for (regno = 0; regno < MAX_BPF_REG; regno++)
586                         __mark_reg_not_init(regs + regno);
587                 return;
588         }
589         __mark_reg_known_zero(regs + regno);
590 }
591
592 static bool reg_is_pkt_pointer(const struct bpf_reg_state *reg)
593 {
594         return type_is_pkt_pointer(reg->type);
595 }
596
597 static bool reg_is_pkt_pointer_any(const struct bpf_reg_state *reg)
598 {
599         return reg_is_pkt_pointer(reg) ||
600                reg->type == PTR_TO_PACKET_END;
601 }
602
603 /* Unmodified PTR_TO_PACKET[_META,_END] register from ctx access. */
604 static bool reg_is_init_pkt_pointer(const struct bpf_reg_state *reg,
605                                     enum bpf_reg_type which)
606 {
607         /* The register can already have a range from prior markings.
608          * This is fine as long as it hasn't been advanced from its
609          * origin.
610          */
611         return reg->type == which &&
612                reg->id == 0 &&
613                reg->off == 0 &&
614                tnum_equals_const(reg->var_off, 0);
615 }
616
617 /* Attempts to improve min/max values based on var_off information */
618 static void __update_reg_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
619 {
620         /* min signed is max(sign bit) | min(other bits) */
621         reg->smin_value = max_t(s64, reg->smin_value,
622                                 reg->var_off.value | (reg->var_off.mask & S64_MIN));
623         /* max signed is min(sign bit) | max(other bits) */
624         reg->smax_value = min_t(s64, reg->smax_value,
625                                 reg->var_off.value | (reg->var_off.mask & S64_MAX));
626         reg->umin_value = max(reg->umin_value, reg->var_off.value);
627         reg->umax_value = min(reg->umax_value,
628                               reg->var_off.value | reg->var_off.mask);
629 }
630
631 /* Uses signed min/max values to inform unsigned, and vice-versa */
632 static void __reg_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
633 {
634         /* Learn sign from signed bounds.
635          * If we cannot cross the sign boundary, then signed and unsigned bounds
636          * are the same, so combine.  This works even in the negative case, e.g.
637          * -3 s<= x s<= -1 implies 0xf...fd u<= x u<= 0xf...ff.
638          */
639         if (reg->smin_value >= 0 || reg->smax_value < 0) {
640                 reg->smin_value = reg->umin_value = max_t(u64, reg->smin_value,
641                                                           reg->umin_value);
642                 reg->smax_value = reg->umax_value = min_t(u64, reg->smax_value,
643                                                           reg->umax_value);
644                 return;
645         }
646         /* Learn sign from unsigned bounds.  Signed bounds cross the sign
647          * boundary, so we must be careful.
648          */
649         if ((s64)reg->umax_value >= 0) {
650                 /* Positive.  We can't learn anything from the smin, but smax
651                  * is positive, hence safe.
652                  */
653                 reg->smin_value = reg->umin_value;
654                 reg->smax_value = reg->umax_value = min_t(u64, reg->smax_value,
655                                                           reg->umax_value);
656         } else if ((s64)reg->umin_value < 0) {
657                 /* Negative.  We can't learn anything from the smax, but smin
658                  * is negative, hence safe.
659                  */
660                 reg->smin_value = reg->umin_value = max_t(u64, reg->smin_value,
661                                                           reg->umin_value);
662                 reg->smax_value = reg->umax_value;
663         }
664 }
665
666 /* Attempts to improve var_off based on unsigned min/max information */
667 static void __reg_bound_offset(struct bpf_reg_state *reg)
668 {
669         reg->var_off = tnum_intersect(reg->var_off,
670                                       tnum_range(reg->umin_value,
671                                                  reg->umax_value));
672 }
673
674 /* Reset the min/max bounds of a register */
675 static void __mark_reg_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
676 {
677         reg->smin_value = S64_MIN;
678         reg->smax_value = S64_MAX;
679         reg->umin_value = 0;
680         reg->umax_value = U64_MAX;
681 }
682
683 /* Mark a register as having a completely unknown (scalar) value. */
684 static void __mark_reg_unknown(struct bpf_reg_state *reg)
685 {
686         reg->type = SCALAR_VALUE;
687         reg->id = 0;
688         reg->off = 0;
689         reg->var_off = tnum_unknown;
690         reg->frameno = 0;
691         __mark_reg_unbounded(reg);
692 }
693
694 static void mark_reg_unknown(struct bpf_verifier_env *env,
695                              struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
696 {
697         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
698                 verbose(env, "mark_reg_unknown(regs, %u)\n", regno);
699                 /* Something bad happened, let's kill all regs except FP */
700                 for (regno = 0; regno < BPF_REG_FP; regno++)
701                         __mark_reg_not_init(regs + regno);
702                 return;
703         }
704         __mark_reg_unknown(regs + regno);
705 }
706
707 static void __mark_reg_not_init(struct bpf_reg_state *reg)
708 {
709         __mark_reg_unknown(reg);
710         reg->type = NOT_INIT;
711 }
712
713 static void mark_reg_not_init(struct bpf_verifier_env *env,
714                               struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
715 {
716         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
717                 verbose(env, "mark_reg_not_init(regs, %u)\n", regno);
718                 /* Something bad happened, let's kill all regs except FP */
719                 for (regno = 0; regno < BPF_REG_FP; regno++)
720                         __mark_reg_not_init(regs + regno);
721                 return;
722         }
723         __mark_reg_not_init(regs + regno);
724 }
725
726 static void init_reg_state(struct bpf_verifier_env *env,
727                            struct bpf_func_state *state)
728 {
729         struct bpf_reg_state *regs = state->regs;
730         int i;
731
732         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
733                 mark_reg_not_init(env, regs, i);
734                 regs[i].live = REG_LIVE_NONE;
735         }
736
737         /* frame pointer */
738         regs[BPF_REG_FP].type = PTR_TO_STACK;
739         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_FP);
740         regs[BPF_REG_FP].frameno = state->frameno;
741
742         /* 1st arg to a function */
743         regs[BPF_REG_1].type = PTR_TO_CTX;
744         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_1);
745 }
746
747 #define BPF_MAIN_FUNC (-1)
748 static void init_func_state(struct bpf_verifier_env *env,
749                             struct bpf_func_state *state,
750                             int callsite, int frameno, int subprogno)
751 {
752         state->callsite = callsite;
753         state->frameno = frameno;
754         state->subprogno = subprogno;
755         init_reg_state(env, state);
756 }
757
758 enum reg_arg_type {
759         SRC_OP,         /* register is used as source operand */
760         DST_OP,         /* register is used as destination operand */
761         DST_OP_NO_MARK  /* same as above, check only, don't mark */
762 };
763
764 static int cmp_subprogs(const void *a, const void *b)
765 {
766         return ((struct bpf_subprog_info *)a)->start -
767                ((struct bpf_subprog_info *)b)->start;
768 }
769
770 static int find_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int off)
771 {
772         struct bpf_subprog_info *p;
773
774         p = bsearch(&off, env->subprog_info, env->subprog_cnt,
775                     sizeof(env->subprog_info[0]), cmp_subprogs);
776         if (!p)
777                 return -ENOENT;
778         return p - env->subprog_info;
779
780 }
781
782 static int add_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int off)
783 {
784         int insn_cnt = env->prog->len;
785         int ret;
786
787         if (off >= insn_cnt || off < 0) {
788                 verbose(env, "call to invalid destination\n");
789                 return -EINVAL;
790         }
791         ret = find_subprog(env, off);
792         if (ret >= 0)
793                 return 0;
794         if (env->subprog_cnt >= BPF_MAX_SUBPROGS) {
795                 verbose(env, "too many subprograms\n");
796                 return -E2BIG;
797         }
798         env->subprog_info[env->subprog_cnt++].start = off;
799         sort(env->subprog_info, env->subprog_cnt,
800              sizeof(env->subprog_info[0]), cmp_subprogs, NULL);
801         return 0;
802 }
803
804 static int check_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
805 {
806         int i, ret, subprog_start, subprog_end, off, cur_subprog = 0;
807         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
808         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
809         int insn_cnt = env->prog->len;
810
811         /* Add entry function. */
812         ret = add_subprog(env, 0);
813         if (ret < 0)
814                 return ret;
815
816         /* determine subprog starts. The end is one before the next starts */
817         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
818                 if (insn[i].code != (BPF_JMP | BPF_CALL))
819                         continue;
820                 if (insn[i].src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
821                         continue;
822                 if (!env->allow_ptr_leaks) {
823                         verbose(env, "function calls to other bpf functions are allowed for root only\n");
824                         return -EPERM;
825                 }
826                 if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
827                         verbose(env, "function calls in offloaded programs are not supported yet\n");
828                         return -EINVAL;
829                 }
830                 ret = add_subprog(env, i + insn[i].imm + 1);
831                 if (ret < 0)
832                         return ret;
833         }
834
835         /* Add a fake 'exit' subprog which could simplify subprog iteration
836          * logic. 'subprog_cnt' should not be increased.
837          */
838         subprog[env->subprog_cnt].start = insn_cnt;
839
840         if (env->log.level > 1)
841                 for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
842                         verbose(env, "func#%d @%d\n", i, subprog[i].start);
843
844         /* now check that all jumps are within the same subprog */
845         subprog_start = subprog[cur_subprog].start;
846         subprog_end = subprog[cur_subprog + 1].start;
847         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
848                 u8 code = insn[i].code;
849
850                 if (BPF_CLASS(code) != BPF_JMP)
851                         goto next;
852                 if (BPF_OP(code) == BPF_EXIT || BPF_OP(code) == BPF_CALL)
853                         goto next;
854                 off = i + insn[i].off + 1;
855                 if (off < subprog_start || off >= subprog_end) {
856                         verbose(env, "jump out of range from insn %d to %d\n", i, off);
857                         return -EINVAL;
858                 }
859 next:
860                 if (i == subprog_end - 1) {
861                         /* to avoid fall-through from one subprog into another
862                          * the last insn of the subprog should be either exit
863                          * or unconditional jump back
864                          */
865                         if (code != (BPF_JMP | BPF_EXIT) &&
866                             code != (BPF_JMP | BPF_JA)) {
867                                 verbose(env, "last insn is not an exit or jmp\n");
868                                 return -EINVAL;
869                         }
870                         subprog_start = subprog_end;
871                         cur_subprog++;
872                         if (cur_subprog < env->subprog_cnt)
873                                 subprog_end = subprog[cur_subprog + 1].start;
874                 }
875         }
876         return 0;
877 }
878
879 static
880 struct bpf_verifier_state *skip_callee(struct bpf_verifier_env *env,
881                                        const struct bpf_verifier_state *state,
882                                        struct bpf_verifier_state *parent,
883                                        u32 regno)
884 {
885         struct bpf_verifier_state *tmp = NULL;
886
887         /* 'parent' could be a state of caller and
888          * 'state' could be a state of callee. In such case
889          * parent->curframe < state->curframe
890          * and it's ok for r1 - r5 registers
891          *
892          * 'parent' could be a callee's state after it bpf_exit-ed.
893          * In such case parent->curframe > state->curframe
894          * and it's ok for r0 only
895          */
896         if (parent->curframe == state->curframe ||
897             (parent->curframe < state->curframe &&
898              regno >= BPF_REG_1 && regno <= BPF_REG_5) ||
899             (parent->curframe > state->curframe &&
900                regno == BPF_REG_0))
901                 return parent;
902
903         if (parent->curframe > state->curframe &&
904             regno >= BPF_REG_6) {
905                 /* for callee saved regs we have to skip the whole chain
906                  * of states that belong to callee and mark as LIVE_READ
907                  * the registers before the call
908                  */
909                 tmp = parent;
910                 while (tmp && tmp->curframe != state->curframe) {
911                         tmp = tmp->parent;
912                 }
913                 if (!tmp)
914                         goto bug;
915                 parent = tmp;
916         } else {
917                 goto bug;
918         }
919         return parent;
920 bug:
921         verbose(env, "verifier bug regno %d tmp %p\n", regno, tmp);
922         verbose(env, "regno %d parent frame %d current frame %d\n",
923                 regno, parent->curframe, state->curframe);
924         return NULL;
925 }
926
927 static int mark_reg_read(struct bpf_verifier_env *env,
928                          const struct bpf_verifier_state *state,
929                          struct bpf_verifier_state *parent,
930                          u32 regno)
931 {
932         bool writes = parent == state->parent; /* Observe write marks */
933
934         if (regno == BPF_REG_FP)
935                 /* We don't need to worry about FP liveness because it's read-only */
936                 return 0;
937
938         while (parent) {
939                 /* if read wasn't screened by an earlier write ... */
940                 if (writes && state->frame[state->curframe]->regs[regno].live & REG_LIVE_WRITTEN)
941                         break;
942                 parent = skip_callee(env, state, parent, regno);
943                 if (!parent)
944                         return -EFAULT;
945                 /* ... then we depend on parent's value */
946                 parent->frame[parent->curframe]->regs[regno].live |= REG_LIVE_READ;
947                 state = parent;
948                 parent = state->parent;
949                 writes = true;
950         }
951         return 0;
952 }
953
954 static int check_reg_arg(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
955                          enum reg_arg_type t)
956 {
957         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
958         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
959         struct bpf_reg_state *regs = state->regs;
960
961         if (regno >= MAX_BPF_REG) {
962                 verbose(env, "R%d is invalid\n", regno);
963                 return -EINVAL;
964         }
965
966         if (t == SRC_OP) {
967                 /* check whether register used as source operand can be read */
968                 if (regs[regno].type == NOT_INIT) {
969                         verbose(env, "R%d !read_ok\n", regno);
970                         return -EACCES;
971                 }
972                 return mark_reg_read(env, vstate, vstate->parent, regno);
973         } else {
974                 /* check whether register used as dest operand can be written to */
975                 if (regno == BPF_REG_FP) {
976                         verbose(env, "frame pointer is read only\n");
977                         return -EACCES;
978                 }
979                 regs[regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
980                 if (t == DST_OP)
981                         mark_reg_unknown(env, regs, regno);
982         }
983         return 0;
984 }
985
986 static bool is_spillable_regtype(enum bpf_reg_type type)
987 {
988         switch (type) {
989         case PTR_TO_MAP_VALUE:
990         case PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL:
991         case PTR_TO_STACK:
992         case PTR_TO_CTX:
993         case PTR_TO_PACKET:
994         case PTR_TO_PACKET_META:
995         case PTR_TO_PACKET_END:
996         case CONST_PTR_TO_MAP:
997                 return true;
998         default:
999                 return false;
1000         }
1001 }
1002
1003 /* Does this register contain a constant zero? */
1004 static bool register_is_null(struct bpf_reg_state *reg)
1005 {
1006         return reg->type == SCALAR_VALUE && tnum_equals_const(reg->var_off, 0);
1007 }
1008
1009 /* check_stack_read/write functions track spill/fill of registers,
1010  * stack boundary and alignment are checked in check_mem_access()
1011  */
1012 static int check_stack_write(struct bpf_verifier_env *env,
1013                              struct bpf_func_state *state, /* func where register points to */
1014                              int off, int size, int value_regno, int insn_idx)
1015 {
1016         struct bpf_func_state *cur; /* state of the current function */
1017         int i, slot = -off - 1, spi = slot / BPF_REG_SIZE, err;
1018         enum bpf_reg_type type;
1019
1020         err = realloc_func_state(state, round_up(slot + 1, BPF_REG_SIZE),
1021                                  true);
1022         if (err)
1023                 return err;
1024         /* caller checked that off % size == 0 and -MAX_BPF_STACK <= off < 0,
1025          * so it's aligned access and [off, off + size) are within stack limits
1026          */
1027         if (!env->allow_ptr_leaks &&
1028             state->stack[spi].slot_type[0] == STACK_SPILL &&
1029             size != BPF_REG_SIZE) {
1030                 verbose(env, "attempt to corrupt spilled pointer on stack\n");
1031                 return -EACCES;
1032         }
1033
1034         cur = env->cur_state->frame[env->cur_state->curframe];
1035         if (value_regno >= 0 &&
1036             is_spillable_regtype((type = cur->regs[value_regno].type))) {
1037
1038                 /* register containing pointer is being spilled into stack */
1039                 if (size != BPF_REG_SIZE) {
1040                         verbose(env, "invalid size of register spill\n");
1041                         return -EACCES;
1042                 }
1043
1044                 if (state != cur && type == PTR_TO_STACK) {
1045                         verbose(env, "cannot spill pointers to stack into stack frame of the caller\n");
1046                         return -EINVAL;
1047                 }
1048
1049                 /* save register state */
1050                 state->stack[spi].spilled_ptr = cur->regs[value_regno];
1051                 state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
1052
1053                 for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
1054                         if (state->stack[spi].slot_type[i] == STACK_MISC &&
1055                             !env->allow_ptr_leaks) {
1056                                 int *poff = &env->insn_aux_data[insn_idx].sanitize_stack_off;
1057                                 int soff = (-spi - 1) * BPF_REG_SIZE;
1058
1059                                 /* detected reuse of integer stack slot with a pointer
1060                                  * which means either llvm is reusing stack slot or
1061                                  * an attacker is trying to exploit CVE-2018-3639
1062                                  * (speculative store bypass)
1063                                  * Have to sanitize that slot with preemptive
1064                                  * store of zero.
1065                                  */
1066                                 if (*poff && *poff != soff) {
1067                                         /* disallow programs where single insn stores
1068                                          * into two different stack slots, since verifier
1069                                          * cannot sanitize them
1070                                          */
1071                                         verbose(env,
1072                                                 "insn %d cannot access two stack slots fp%d and fp%d",
1073                                                 insn_idx, *poff, soff);
1074                                         return -EINVAL;
1075                                 }
1076                                 *poff = soff;
1077                         }
1078                         state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_SPILL;
1079                 }
1080         } else {
1081                 u8 type = STACK_MISC;
1082
1083                 /* regular write of data into stack */
1084                 state->stack[spi].spilled_ptr = (struct bpf_reg_state) {};
1085
1086                 /* only mark the slot as written if all 8 bytes were written
1087                  * otherwise read propagation may incorrectly stop too soon
1088                  * when stack slots are partially written.
1089                  * This heuristic means that read propagation will be
1090                  * conservative, since it will add reg_live_read marks
1091                  * to stack slots all the way to first state when programs
1092                  * writes+reads less than 8 bytes
1093                  */
1094                 if (size == BPF_REG_SIZE)
1095                         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
1096
1097                 /* when we zero initialize stack slots mark them as such */
1098                 if (value_regno >= 0 &&
1099                     register_is_null(&cur->regs[value_regno]))
1100                         type = STACK_ZERO;
1101
1102                 for (i = 0; i < size; i++)
1103                         state->stack[spi].slot_type[(slot - i) % BPF_REG_SIZE] =
1104                                 type;
1105         }
1106         return 0;
1107 }
1108
1109 /* registers of every function are unique and mark_reg_read() propagates
1110  * the liveness in the following cases:
1111  * - from callee into caller for R1 - R5 that were used as arguments
1112  * - from caller into callee for R0 that used as result of the call
1113  * - from caller to the same caller skipping states of the callee for R6 - R9,
1114  *   since R6 - R9 are callee saved by implicit function prologue and
1115  *   caller's R6 != callee's R6, so when we propagate liveness up to
1116  *   parent states we need to skip callee states for R6 - R9.
1117  *
1118  * stack slot marking is different, since stacks of caller and callee are
1119  * accessible in both (since caller can pass a pointer to caller's stack to
1120  * callee which can pass it to another function), hence mark_stack_slot_read()
1121  * has to propagate the stack liveness to all parent states at given frame number.
1122  * Consider code:
1123  * f1() {
1124  *   ptr = fp - 8;
1125  *   *ptr = ctx;
1126  *   call f2 {
1127  *      .. = *ptr;
1128  *   }
1129  *   .. = *ptr;
1130  * }
1131  * First *ptr is reading from f1's stack and mark_stack_slot_read() has
1132  * to mark liveness at the f1's frame and not f2's frame.
1133  * Second *ptr is also reading from f1's stack and mark_stack_slot_read() has
1134  * to propagate liveness to f2 states at f1's frame level and further into
1135  * f1 states at f1's frame level until write into that stack slot
1136  */
1137 static void mark_stack_slot_read(struct bpf_verifier_env *env,
1138                                  const struct bpf_verifier_state *state,
1139                                  struct bpf_verifier_state *parent,
1140                                  int slot, int frameno)
1141 {
1142         bool writes = parent == state->parent; /* Observe write marks */
1143
1144         while (parent) {
1145                 if (parent->frame[frameno]->allocated_stack <= slot * BPF_REG_SIZE)
1146                         /* since LIVE_WRITTEN mark is only done for full 8-byte
1147                          * write the read marks are conservative and parent
1148                          * state may not even have the stack allocated. In such case
1149                          * end the propagation, since the loop reached beginning
1150                          * of the function
1151                          */
1152                         break;
1153                 /* if read wasn't screened by an earlier write ... */
1154                 if (writes && state->frame[frameno]->stack[slot].spilled_ptr.live & REG_LIVE_WRITTEN)
1155                         break;
1156                 /* ... then we depend on parent's value */
1157                 parent->frame[frameno]->stack[slot].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_READ;
1158                 state = parent;
1159                 parent = state->parent;
1160                 writes = true;
1161         }
1162 }
1163
1164 static int check_stack_read(struct bpf_verifier_env *env,
1165                             struct bpf_func_state *reg_state /* func where register points to */,
1166                             int off, int size, int value_regno)
1167 {
1168         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
1169         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
1170         int i, slot = -off - 1, spi = slot / BPF_REG_SIZE;
1171         u8 *stype;
1172
1173         if (reg_state->allocated_stack <= slot) {
1174                 verbose(env, "invalid read from stack off %d+0 size %d\n",
1175                         off, size);
1176                 return -EACCES;
1177         }
1178         stype = reg_state->stack[spi].slot_type;
1179
1180         if (stype[0] == STACK_SPILL) {
1181                 if (size != BPF_REG_SIZE) {
1182                         verbose(env, "invalid size of register spill\n");
1183                         return -EACCES;
1184                 }
1185                 for (i = 1; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
1186                         if (stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE] != STACK_SPILL) {
1187                                 verbose(env, "corrupted spill memory\n");
1188                                 return -EACCES;
1189                         }
1190                 }
1191
1192                 if (value_regno >= 0) {
1193                         /* restore register state from stack */
1194                         state->regs[value_regno] = reg_state->stack[spi].spilled_ptr;
1195                         /* mark reg as written since spilled pointer state likely
1196                          * has its liveness marks cleared by is_state_visited()
1197                          * which resets stack/reg liveness for state transitions
1198                          */
1199                         state->regs[value_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
1200                 }
1201                 mark_stack_slot_read(env, vstate, vstate->parent, spi,
1202                                      reg_state->frameno);
1203                 return 0;
1204         } else {
1205                 int zeros = 0;
1206
1207                 for (i = 0; i < size; i++) {
1208                         if (stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE] == STACK_MISC)
1209                                 continue;
1210                         if (stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE] == STACK_ZERO) {
1211                                 zeros++;
1212                                 continue;
1213                         }
1214                         verbose(env, "invalid read from stack off %d+%d size %d\n",
1215                                 off, i, size);
1216                         return -EACCES;
1217                 }
1218                 mark_stack_slot_read(env, vstate, vstate->parent, spi,
1219                                      reg_state->frameno);
1220                 if (value_regno >= 0) {
1221                         if (zeros == size) {
1222                                 /* any size read into register is zero extended,
1223                                  * so the whole register == const_zero
1224                                  */
1225                                 __mark_reg_const_zero(&state->regs[value_regno]);
1226                         } else {
1227                                 /* have read misc data from the stack */
1228                                 mark_reg_unknown(env, state->regs, value_regno);
1229                         }
1230                         state->regs[value_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
1231                 }
1232                 return 0;
1233         }
1234 }
1235
1236 /* check read/write into map element returned by bpf_map_lookup_elem() */
1237 static int __check_map_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno, int off,
1238                               int size, bool zero_size_allowed)
1239 {
1240         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
1241         struct bpf_map *map = regs[regno].map_ptr;
1242
1243         if (off < 0 || size < 0 || (size == 0 && !zero_size_allowed) ||
1244             off + size > map->value_size) {
1245                 verbose(env, "invalid access to map value, value_size=%d off=%d size=%d\n",
1246                         map->value_size, off, size);
1247                 return -EACCES;
1248         }
1249         return 0;
1250 }
1251
1252 /* check read/write into a map element with possible variable offset */
1253 static int check_map_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
1254                             int off, int size, bool zero_size_allowed)
1255 {
1256         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
1257         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
1258         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regno];
1259         int err;
1260
1261         /* We may have adjusted the register to this map value, so we
1262          * need to try adding each of min_value and max_value to off
1263          * to make sure our theoretical access will be safe.
1264          */
1265         if (env->log.level)
1266                 print_verifier_state(env, state);
1267         /* The minimum value is only important with signed
1268          * comparisons where we can't assume the floor of a
1269          * value is 0.  If we are using signed variables for our
1270          * index'es we need to make sure that whatever we use
1271          * will have a set floor within our range.
1272          */
1273         if (reg->smin_value < 0) {
1274                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
1275                         regno);
1276                 return -EACCES;
1277         }
1278         err = __check_map_access(env, regno, reg->smin_value + off, size,
1279                                  zero_size_allowed);
1280         if (err) {
1281                 verbose(env, "R%d min value is outside of the array range\n",
1282                         regno);
1283                 return err;
1284         }
1285
1286         /* If we haven't set a max value then we need to bail since we can't be
1287          * sure we won't do bad things.
1288          * If reg->umax_value + off could overflow, treat that as unbounded too.
1289          */
1290         if (reg->umax_value >= BPF_MAX_VAR_OFF) {
1291                 verbose(env, "R%d unbounded memory access, make sure to bounds check any array access into a map\n",
1292                         regno);
1293                 return -EACCES;
1294         }
1295         err = __check_map_access(env, regno, reg->umax_value + off, size,
1296                                  zero_size_allowed);
1297         if (err)
1298                 verbose(env, "R%d max value is outside of the array range\n",
1299                         regno);
1300         return err;
1301 }
1302
1303 #define MAX_PACKET_OFF 0xffff
1304
1305 static bool may_access_direct_pkt_data(struct bpf_verifier_env *env,
1306                                        const struct bpf_call_arg_meta *meta,
1307                                        enum bpf_access_type t)
1308 {
1309         switch (env->prog->type) {
1310         case BPF_PROG_TYPE_LWT_IN:
1311         case BPF_PROG_TYPE_LWT_OUT:
1312         case BPF_PROG_TYPE_LWT_SEG6LOCAL:
1313         case BPF_PROG_TYPE_SK_REUSEPORT:
1314                 /* dst_input() and dst_output() can't write for now */
1315                 if (t == BPF_WRITE)
1316                         return false;
1317                 /* fallthrough */
1318         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
1319         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
1320         case BPF_PROG_TYPE_XDP:
1321         case BPF_PROG_TYPE_LWT_XMIT:
1322         case BPF_PROG_TYPE_SK_SKB:
1323         case BPF_PROG_TYPE_SK_MSG:
1324                 if (meta)
1325                         return meta->pkt_access;
1326
1327                 env->seen_direct_write = true;
1328                 return true;
1329         default:
1330                 return false;
1331         }
1332 }
1333
1334 static int __check_packet_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
1335                                  int off, int size, bool zero_size_allowed)
1336 {
1337         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
1338         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
1339
1340         if (off < 0 || size < 0 || (size == 0 && !zero_size_allowed) ||
1341             (u64)off + size > reg->range) {
1342                 verbose(env, "invalid access to packet, off=%d size=%d, R%d(id=%d,off=%d,r=%d)\n",
1343                         off, size, regno, reg->id, reg->off, reg->range);
1344                 return -EACCES;
1345         }
1346         return 0;
1347 }
1348
1349 static int check_packet_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno, int off,
1350                                int size, bool zero_size_allowed)
1351 {
1352         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
1353         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
1354         int err;
1355
1356         /* We may have added a variable offset to the packet pointer; but any
1357          * reg->range we have comes after that.  We are only checking the fixed
1358          * offset.
1359          */
1360
1361         /* We don't allow negative numbers, because we aren't tracking enough
1362          * detail to prove they're safe.
1363          */
1364         if (reg->smin_value < 0) {
1365                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
1366                         regno);
1367                 return -EACCES;
1368         }
1369         err = __check_packet_access(env, regno, off, size, zero_size_allowed);
1370         if (err) {
1371                 verbose(env, "R%d offset is outside of the packet\n", regno);
1372                 return err;
1373         }
1374         return err;
1375 }
1376
1377 /* check access to 'struct bpf_context' fields.  Supports fixed offsets only */
1378 static int check_ctx_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, int off, int size,
1379                             enum bpf_access_type t, enum bpf_reg_type *reg_type)
1380 {
1381         struct bpf_insn_access_aux info = {
1382                 .reg_type = *reg_type,
1383         };
1384
1385         if (env->ops->is_valid_access &&
1386             env->ops->is_valid_access(off, size, t, env->prog, &info)) {
1387                 /* A non zero info.ctx_field_size indicates that this field is a
1388                  * candidate for later verifier transformation to load the whole
1389                  * field and then apply a mask when accessed with a narrower
1390                  * access than actual ctx access size. A zero info.ctx_field_size
1391                  * will only allow for whole field access and rejects any other
1392                  * type of narrower access.
1393                  */
1394                 *reg_type = info.reg_type;
1395
1396                 env->insn_aux_data[insn_idx].ctx_field_size = info.ctx_field_size;
1397                 /* remember the offset of last byte accessed in ctx */
1398                 if (env->prog->aux->max_ctx_offset < off + size)
1399                         env->prog->aux->max_ctx_offset = off + size;
1400                 return 0;
1401         }
1402
1403         verbose(env, "invalid bpf_context access off=%d size=%d\n", off, size);
1404         return -EACCES;
1405 }
1406
1407 static bool __is_pointer_value(bool allow_ptr_leaks,
1408                                const struct bpf_reg_state *reg)
1409 {
1410         if (allow_ptr_leaks)
1411                 return false;
1412
1413         return reg->type != SCALAR_VALUE;
1414 }
1415
1416 static bool is_pointer_value(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
1417 {
1418         return __is_pointer_value(env->allow_ptr_leaks, cur_regs(env) + regno);
1419 }
1420
1421 static bool is_ctx_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
1422 {
1423         const struct bpf_reg_state *reg = cur_regs(env) + regno;
1424
1425         return reg->type == PTR_TO_CTX;
1426 }
1427
1428 static bool is_pkt_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
1429 {
1430         const struct bpf_reg_state *reg = cur_regs(env) + regno;
1431
1432         return type_is_pkt_pointer(reg->type);
1433 }
1434
1435 static int check_pkt_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
1436                                    const struct bpf_reg_state *reg,
1437                                    int off, int size, bool strict)
1438 {
1439         struct tnum reg_off;
1440         int ip_align;
1441
1442         /* Byte size accesses are always allowed. */
1443         if (!strict || size == 1)
1444                 return 0;
1445
1446         /* For platforms that do not have a Kconfig enabling
1447          * CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS the value of
1448          * NET_IP_ALIGN is universally set to '2'.  And on platforms
1449          * that do set CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS, we get
1450          * to this code only in strict mode where we want to emulate
1451          * the NET_IP_ALIGN==2 checking.  Therefore use an
1452          * unconditional IP align value of '2'.
1453          */
1454         ip_align = 2;
1455
1456         reg_off = tnum_add(reg->var_off, tnum_const(ip_align + reg->off + off));
1457         if (!tnum_is_aligned(reg_off, size)) {
1458                 char tn_buf[48];
1459
1460                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
1461                 verbose(env,
1462                         "misaligned packet access off %d+%s+%d+%d size %d\n",
1463                         ip_align, tn_buf, reg->off, off, size);
1464                 return -EACCES;
1465         }
1466
1467         return 0;
1468 }
1469
1470 static int check_generic_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
1471                                        const struct bpf_reg_state *reg,
1472                                        const char *pointer_desc,
1473                                        int off, int size, bool strict)
1474 {
1475         struct tnum reg_off;
1476
1477         /* Byte size accesses are always allowed. */
1478         if (!strict || size == 1)
1479                 return 0;
1480
1481         reg_off = tnum_add(reg->var_off, tnum_const(reg->off + off));
1482         if (!tnum_is_aligned(reg_off, size)) {
1483                 char tn_buf[48];
1484
1485                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
1486                 verbose(env, "misaligned %saccess off %s+%d+%d size %d\n",
1487                         pointer_desc, tn_buf, reg->off, off, size);
1488                 return -EACCES;
1489         }
1490
1491         return 0;
1492 }
1493
1494 static int check_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
1495                                const struct bpf_reg_state *reg, int off,
1496                                int size, bool strict_alignment_once)
1497 {
1498         bool strict = env->strict_alignment || strict_alignment_once;
1499         const char *pointer_desc = "";
1500
1501         switch (reg->type) {
1502         case PTR_TO_PACKET:
1503         case PTR_TO_PACKET_META:
1504                 /* Special case, because of NET_IP_ALIGN. Given metadata sits
1505                  * right in front, treat it the very same way.
1506                  */
1507                 return check_pkt_ptr_alignment(env, reg, off, size, strict);
1508         case PTR_TO_MAP_VALUE:
1509                 pointer_desc = "value ";
1510                 break;
1511         case PTR_TO_CTX:
1512                 pointer_desc = "context ";
1513                 break;
1514         case PTR_TO_STACK:
1515                 pointer_desc = "stack ";
1516                 /* The stack spill tracking logic in check_stack_write()
1517                  * and check_stack_read() relies on stack accesses being
1518                  * aligned.
1519                  */
1520                 strict = true;
1521                 break;
1522         default:
1523                 break;
1524         }
1525         return check_generic_ptr_alignment(env, reg, pointer_desc, off, size,
1526                                            strict);
1527 }
1528
1529 static int update_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env,
1530                               const struct bpf_func_state *func,
1531                               int off)
1532 {
1533         u16 stack = env->subprog_info[func->subprogno].stack_depth;
1534
1535         if (stack >= -off)
1536                 return 0;
1537
1538         /* update known max for given subprogram */
1539         env->subprog_info[func->subprogno].stack_depth = -off;
1540         return 0;
1541 }
1542
1543 /* starting from main bpf function walk all instructions of the function
1544  * and recursively walk all callees that given function can call.
1545  * Ignore jump and exit insns.
1546  * Since recursion is prevented by check_cfg() this algorithm
1547  * only needs a local stack of MAX_CALL_FRAMES to remember callsites
1548  */
1549 static int check_max_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env)
1550 {
1551         int depth = 0, frame = 0, idx = 0, i = 0, subprog_end;
1552         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
1553         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
1554         int ret_insn[MAX_CALL_FRAMES];
1555         int ret_prog[MAX_CALL_FRAMES];
1556
1557 process_func:
1558         /* round up to 32-bytes, since this is granularity
1559          * of interpreter stack size
1560          */
1561         depth += round_up(max_t(u32, subprog[idx].stack_depth, 1), 32);
1562         if (depth > MAX_BPF_STACK) {
1563                 verbose(env, "combined stack size of %d calls is %d. Too large\n",
1564                         frame + 1, depth);
1565                 return -EACCES;
1566         }
1567 continue_func:
1568         subprog_end = subprog[idx + 1].start;
1569         for (; i < subprog_end; i++) {
1570                 if (insn[i].code != (BPF_JMP | BPF_CALL))
1571                         continue;
1572                 if (insn[i].src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
1573                         continue;
1574                 /* remember insn and function to return to */
1575                 ret_insn[frame] = i + 1;
1576                 ret_prog[frame] = idx;
1577
1578                 /* find the callee */
1579                 i = i + insn[i].imm + 1;
1580                 idx = find_subprog(env, i);
1581                 if (idx < 0) {
1582                         WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
1583                                   i);
1584                         return -EFAULT;
1585                 }
1586                 frame++;
1587                 if (frame >= MAX_CALL_FRAMES) {
1588                         WARN_ONCE(1, "verifier bug. Call stack is too deep\n");
1589                         return -EFAULT;
1590                 }
1591                 goto process_func;
1592         }
1593         /* end of for() loop means the last insn of the 'subprog'
1594          * was reached. Doesn't matter whether it was JA or EXIT
1595          */
1596         if (frame == 0)
1597                 return 0;
1598         depth -= round_up(max_t(u32, subprog[idx].stack_depth, 1), 32);
1599         frame--;
1600         i = ret_insn[frame];
1601         idx = ret_prog[frame];
1602         goto continue_func;
1603 }
1604
1605 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
1606 static int get_callee_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env,
1607                                   const struct bpf_insn *insn, int idx)
1608 {
1609         int start = idx + insn->imm + 1, subprog;
1610
1611         subprog = find_subprog(env, start);
1612         if (subprog < 0) {
1613                 WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
1614                           start);
1615                 return -EFAULT;
1616         }
1617         return env->subprog_info[subprog].stack_depth;
1618 }
1619 #endif
1620
1621 static int check_ctx_reg(struct bpf_verifier_env *env,
1622                          const struct bpf_reg_state *reg, int regno)
1623 {
1624         /* Access to ctx or passing it to a helper is only allowed in
1625          * its original, unmodified form.
1626          */
1627
1628         if (reg->off) {
1629                 verbose(env, "dereference of modified ctx ptr R%d off=%d disallowed\n",
1630                         regno, reg->off);
1631                 return -EACCES;
1632         }
1633
1634         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
1635                 char tn_buf[48];
1636
1637                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
1638                 verbose(env, "variable ctx access var_off=%s disallowed\n", tn_buf);
1639                 return -EACCES;
1640         }
1641
1642         return 0;
1643 }
1644
1645 /* truncate register to smaller size (in bytes)
1646  * must be called with size < BPF_REG_SIZE
1647  */
1648 static void coerce_reg_to_size(struct bpf_reg_state *reg, int size)
1649 {
1650         u64 mask;
1651
1652         /* clear high bits in bit representation */
1653         reg->var_off = tnum_cast(reg->var_off, size);
1654
1655         /* fix arithmetic bounds */
1656         mask = ((u64)1 << (size * 8)) - 1;
1657         if ((reg->umin_value & ~mask) == (reg->umax_value & ~mask)) {
1658                 reg->umin_value &= mask;
1659                 reg->umax_value &= mask;
1660         } else {
1661                 reg->umin_value = 0;
1662                 reg->umax_value = mask;
1663         }
1664         reg->smin_value = reg->umin_value;
1665         reg->smax_value = reg->umax_value;
1666 }
1667
1668 /* check whether memory at (regno + off) is accessible for t = (read | write)
1669  * if t==write, value_regno is a register which value is stored into memory
1670  * if t==read, value_regno is a register which will receive the value from memory
1671  * if t==write && value_regno==-1, some unknown value is stored into memory
1672  * if t==read && value_regno==-1, don't care what we read from memory
1673  */
1674 static int check_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, u32 regno,
1675                             int off, int bpf_size, enum bpf_access_type t,
1676                             int value_regno, bool strict_alignment_once)
1677 {
1678         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
1679         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
1680         struct bpf_func_state *state;
1681         int size, err = 0;
1682
1683         size = bpf_size_to_bytes(bpf_size);
1684         if (size < 0)
1685                 return size;
1686
1687         /* alignment checks will add in reg->off themselves */
1688         err = check_ptr_alignment(env, reg, off, size, strict_alignment_once);
1689         if (err)
1690                 return err;
1691
1692         /* for access checks, reg->off is just part of off */
1693         off += reg->off;
1694
1695         if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE) {
1696                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
1697                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
1698                         verbose(env, "R%d leaks addr into map\n", value_regno);
1699                         return -EACCES;
1700                 }
1701
1702                 err = check_map_access(env, regno, off, size, false);
1703                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
1704                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
1705
1706         } else if (reg->type == PTR_TO_CTX) {
1707                 enum bpf_reg_type reg_type = SCALAR_VALUE;
1708
1709                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
1710                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
1711                         verbose(env, "R%d leaks addr into ctx\n", value_regno);
1712                         return -EACCES;
1713                 }
1714
1715                 err = check_ctx_reg(env, reg, regno);
1716                 if (err < 0)
1717                         return err;
1718
1719                 err = check_ctx_access(env, insn_idx, off, size, t, &reg_type);
1720                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0) {
1721                         /* ctx access returns either a scalar, or a
1722                          * PTR_TO_PACKET[_META,_END]. In the latter
1723                          * case, we know the offset is zero.
1724                          */
1725                         if (reg_type == SCALAR_VALUE)
1726                                 mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
1727                         else
1728                                 mark_reg_known_zero(env, regs,
1729                                                     value_regno);
1730                         regs[value_regno].id = 0;
1731                         regs[value_regno].off = 0;
1732                         regs[value_regno].range = 0;
1733                         regs[value_regno].type = reg_type;
1734                 }
1735
1736         } else if (reg->type == PTR_TO_STACK) {
1737                 /* stack accesses must be at a fixed offset, so that we can
1738                  * determine what type of data were returned.
1739                  * See check_stack_read().
1740                  */
1741                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
1742                         char tn_buf[48];
1743
1744                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
1745                         verbose(env, "variable stack access var_off=%s off=%d size=%d",
1746                                 tn_buf, off, size);
1747                         return -EACCES;
1748                 }
1749                 off += reg->var_off.value;
1750                 if (off >= 0 || off < -MAX_BPF_STACK) {
1751                         verbose(env, "invalid stack off=%d size=%d\n", off,
1752                                 size);
1753                         return -EACCES;
1754                 }
1755
1756                 state = func(env, reg);
1757                 err = update_stack_depth(env, state, off);
1758                 if (err)
1759                         return err;
1760
1761                 if (t == BPF_WRITE)
1762                         err = check_stack_write(env, state, off, size,
1763                                                 value_regno, insn_idx);
1764                 else
1765                         err = check_stack_read(env, state, off, size,
1766                                                value_regno);
1767         } else if (reg_is_pkt_pointer(reg)) {
1768                 if (t == BPF_WRITE && !may_access_direct_pkt_data(env, NULL, t)) {
1769                         verbose(env, "cannot write into packet\n");
1770                         return -EACCES;
1771                 }
1772                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
1773                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
1774                         verbose(env, "R%d leaks addr into packet\n",
1775                                 value_regno);
1776                         return -EACCES;
1777                 }
1778                 err = check_packet_access(env, regno, off, size, false);
1779                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
1780                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
1781         } else {
1782                 verbose(env, "R%d invalid mem access '%s'\n", regno,
1783                         reg_type_str[reg->type]);
1784                 return -EACCES;
1785         }
1786
1787         if (!err && size < BPF_REG_SIZE && value_regno >= 0 && t == BPF_READ &&
1788             regs[value_regno].type == SCALAR_VALUE) {
1789                 /* b/h/w load zero-extends, mark upper bits as known 0 */
1790                 coerce_reg_to_size(&regs[value_regno], size);
1791         }
1792         return err;
1793 }
1794
1795 static int check_xadd(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, struct bpf_insn *insn)
1796 {
1797         int err;
1798
1799         if ((BPF_SIZE(insn->code) != BPF_W && BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW) ||
1800             insn->imm != 0) {
1801                 verbose(env, "BPF_XADD uses reserved fields\n");
1802                 return -EINVAL;
1803         }
1804
1805         /* check src1 operand */
1806         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
1807         if (err)
1808                 return err;
1809
1810         /* check src2 operand */
1811         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
1812         if (err)
1813                 return err;
1814
1815         if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
1816                 verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", insn->src_reg);
1817                 return -EACCES;
1818         }
1819
1820         if (is_ctx_reg(env, insn->dst_reg) ||
1821             is_pkt_reg(env, insn->dst_reg)) {
1822                 verbose(env, "BPF_XADD stores into R%d %s is not allowed\n",
1823                         insn->dst_reg, is_ctx_reg(env, insn->dst_reg) ?
1824                         "context" : "packet");
1825                 return -EACCES;
1826         }
1827
1828         /* check whether atomic_add can read the memory */
1829         err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
1830                                BPF_SIZE(insn->code), BPF_READ, -1, true);
1831         if (err)
1832                 return err;
1833
1834         /* check whether atomic_add can write into the same memory */
1835         return check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
1836                                 BPF_SIZE(insn->code), BPF_WRITE, -1, true);
1837 }
1838
1839 /* when register 'regno' is passed into function that will read 'access_size'
1840  * bytes from that pointer, make sure that it's within stack boundary
1841  * and all elements of stack are initialized.
1842  * Unlike most pointer bounds-checking functions, this one doesn't take an
1843  * 'off' argument, so it has to add in reg->off itself.
1844  */
1845 static int check_stack_boundary(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
1846                                 int access_size, bool zero_size_allowed,
1847                                 struct bpf_call_arg_meta *meta)
1848 {
1849         struct bpf_reg_state *reg = cur_regs(env) + regno;
1850         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1851         int off, i, slot, spi;
1852
1853         if (reg->type != PTR_TO_STACK) {
1854                 /* Allow zero-byte read from NULL, regardless of pointer type */
1855                 if (zero_size_allowed && access_size == 0 &&
1856                     register_is_null(reg))
1857                         return 0;
1858
1859                 verbose(env, "R%d type=%s expected=%s\n", regno,
1860                         reg_type_str[reg->type],
1861                         reg_type_str[PTR_TO_STACK]);
1862                 return -EACCES;
1863         }
1864
1865         /* Only allow fixed-offset stack reads */
1866         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
1867                 char tn_buf[48];
1868
1869                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
1870                 verbose(env, "invalid variable stack read R%d var_off=%s\n",
1871                         regno, tn_buf);
1872                 return -EACCES;
1873         }
1874         off = reg->off + reg->var_off.value;
1875         if (off >= 0 || off < -MAX_BPF_STACK || off + access_size > 0 ||
1876             access_size < 0 || (access_size == 0 && !zero_size_allowed)) {
1877                 verbose(env, "invalid stack type R%d off=%d access_size=%d\n",
1878                         regno, off, access_size);
1879                 return -EACCES;
1880         }
1881
1882         if (meta && meta->raw_mode) {
1883                 meta->access_size = access_size;
1884                 meta->regno = regno;
1885                 return 0;
1886         }
1887
1888         for (i = 0; i < access_size; i++) {
1889                 u8 *stype;
1890
1891                 slot = -(off + i) - 1;
1892                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
1893                 if (state->allocated_stack <= slot)
1894                         goto err;
1895                 stype = &state->stack[spi].slot_type[slot % BPF_REG_SIZE];
1896                 if (*stype == STACK_MISC)
1897                         goto mark;
1898                 if (*stype == STACK_ZERO) {
1899                         /* helper can write anything into the stack */
1900                         *stype = STACK_MISC;
1901                         goto mark;
1902                 }
1903 err:
1904                 verbose(env, "invalid indirect read from stack off %d+%d size %d\n",
1905                         off, i, access_size);
1906                 return -EACCES;
1907 mark:
1908                 /* reading any byte out of 8-byte 'spill_slot' will cause
1909                  * the whole slot to be marked as 'read'
1910                  */
1911                 mark_stack_slot_read(env, env->cur_state, env->cur_state->parent,
1912                                      spi, state->frameno);
1913         }
1914         return update_stack_depth(env, state, off);
1915 }
1916
1917 static int check_helper_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
1918                                    int access_size, bool zero_size_allowed,
1919                                    struct bpf_call_arg_meta *meta)
1920 {
1921         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
1922
1923         switch (reg->type) {
1924         case PTR_TO_PACKET:
1925         case PTR_TO_PACKET_META:
1926                 return check_packet_access(env, regno, reg->off, access_size,
1927                                            zero_size_allowed);
1928         case PTR_TO_MAP_VALUE:
1929                 return check_map_access(env, regno, reg->off, access_size,
1930                                         zero_size_allowed);
1931         default: /* scalar_value|ptr_to_stack or invalid ptr */
1932                 return check_stack_boundary(env, regno, access_size,
1933                                             zero_size_allowed, meta);
1934         }
1935 }
1936
1937 static bool arg_type_is_mem_ptr(enum bpf_arg_type type)
1938 {
1939         return type == ARG_PTR_TO_MEM ||
1940                type == ARG_PTR_TO_MEM_OR_NULL ||
1941                type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM;
1942 }
1943
1944 static bool arg_type_is_mem_size(enum bpf_arg_type type)
1945 {
1946         return type == ARG_CONST_SIZE ||
1947                type == ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO;
1948 }
1949
1950 static int check_func_arg(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
1951                           enum bpf_arg_type arg_type,
1952                           struct bpf_call_arg_meta *meta)
1953 {
1954         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
1955         enum bpf_reg_type expected_type, type = reg->type;
1956         int err = 0;
1957
1958         if (arg_type == ARG_DONTCARE)
1959                 return 0;
1960
1961         err = check_reg_arg(env, regno, SRC_OP);
1962         if (err)
1963                 return err;
1964
1965         if (arg_type == ARG_ANYTHING) {
1966                 if (is_pointer_value(env, regno)) {
1967                         verbose(env, "R%d leaks addr into helper function\n",
1968                                 regno);
1969                         return -EACCES;
1970                 }
1971                 return 0;
1972         }
1973
1974         if (type_is_pkt_pointer(type) &&
1975             !may_access_direct_pkt_data(env, meta, BPF_READ)) {
1976                 verbose(env, "helper access to the packet is not allowed\n");
1977                 return -EACCES;
1978         }
1979
1980         if (arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_KEY ||
1981             arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE) {
1982                 expected_type = PTR_TO_STACK;
1983                 if (!type_is_pkt_pointer(type) && type != PTR_TO_MAP_VALUE &&
1984                     type != expected_type)
1985                         goto err_type;
1986         } else if (arg_type == ARG_CONST_SIZE ||
1987                    arg_type == ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO) {
1988                 expected_type = SCALAR_VALUE;
1989                 if (type != expected_type)
1990                         goto err_type;
1991         } else if (arg_type == ARG_CONST_MAP_PTR) {
1992                 expected_type = CONST_PTR_TO_MAP;
1993                 if (type != expected_type)
1994                         goto err_type;
1995         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_CTX) {
1996                 expected_type = PTR_TO_CTX;
1997                 if (type != expected_type)
1998                         goto err_type;
1999                 err = check_ctx_reg(env, reg, regno);
2000                 if (err < 0)
2001                         return err;
2002         } else if (arg_type_is_mem_ptr(arg_type)) {
2003                 expected_type = PTR_TO_STACK;
2004                 /* One exception here. In case function allows for NULL to be
2005                  * passed in as argument, it's a SCALAR_VALUE type. Final test
2006                  * happens during stack boundary checking.
2007                  */
2008                 if (register_is_null(reg) &&
2009                     arg_type == ARG_PTR_TO_MEM_OR_NULL)
2010                         /* final test in check_stack_boundary() */;
2011                 else if (!type_is_pkt_pointer(type) &&
2012                          type != PTR_TO_MAP_VALUE &&
2013                          type != expected_type)
2014                         goto err_type;
2015                 meta->raw_mode = arg_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM;
2016         } else {
2017                 verbose(env, "unsupported arg_type %d\n", arg_type);
2018                 return -EFAULT;
2019         }
2020
2021         if (arg_type == ARG_CONST_MAP_PTR) {
2022                 /* bpf_map_xxx(map_ptr) call: remember that map_ptr */
2023                 meta->map_ptr = reg->map_ptr;
2024         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_KEY) {
2025                 /* bpf_map_xxx(..., map_ptr, ..., key) call:
2026                  * check that [key, key + map->key_size) are within
2027                  * stack limits and initialized
2028                  */
2029                 if (!meta->map_ptr) {
2030                         /* in function declaration map_ptr must come before
2031                          * map_key, so that it's verified and known before
2032                          * we have to check map_key here. Otherwise it means
2033                          * that kernel subsystem misconfigured verifier
2034                          */
2035                         verbose(env, "invalid map_ptr to access map->key\n");
2036                         return -EACCES;
2037                 }
2038                 err = check_helper_mem_access(env, regno,
2039                                               meta->map_ptr->key_size, false,
2040                                               NULL);
2041         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE) {
2042                 /* bpf_map_xxx(..., map_ptr, ..., value) call:
2043                  * check [value, value + map->value_size) validity
2044                  */
2045                 if (!meta->map_ptr) {
2046                         /* kernel subsystem misconfigured verifier */
2047                         verbose(env, "invalid map_ptr to access map->value\n");
2048                         return -EACCES;
2049                 }
2050                 err = check_helper_mem_access(env, regno,
2051                                               meta->map_ptr->value_size, false,
2052                                               NULL);
2053         } else if (arg_type_is_mem_size(arg_type)) {
2054                 bool zero_size_allowed = (arg_type == ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO);
2055
2056                 /* remember the mem_size which may be used later
2057                  * to refine return values.
2058                  */
2059                 meta->msize_smax_value = reg->smax_value;
2060                 meta->msize_umax_value = reg->umax_value;
2061
2062                 /* The register is SCALAR_VALUE; the access check
2063                  * happens using its boundaries.
2064                  */
2065                 if (!tnum_is_const(reg->var_off))
2066                         /* For unprivileged variable accesses, disable raw
2067                          * mode so that the program is required to
2068                          * initialize all the memory that the helper could
2069                          * just partially fill up.
2070                          */
2071                         meta = NULL;
2072
2073                 if (reg->smin_value < 0) {
2074                         verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned or 'var &= const'\n",
2075                                 regno);
2076                         return -EACCES;
2077                 }
2078
2079                 if (reg->umin_value == 0) {
2080                         err = check_helper_mem_access(env, regno - 1, 0,
2081                                                       zero_size_allowed,
2082                                                       meta);
2083                         if (err)
2084                                 return err;
2085                 }
2086
2087                 if (reg->umax_value >= BPF_MAX_VAR_SIZ) {
2088                         verbose(env, "R%d unbounded memory access, use 'var &= const' or 'if (var < const)'\n",
2089                                 regno);
2090                         return -EACCES;
2091                 }
2092                 err = check_helper_mem_access(env, regno - 1,
2093                                               reg->umax_value,
2094                                               zero_size_allowed, meta);
2095         }
2096
2097         return err;
2098 err_type:
2099         verbose(env, "R%d type=%s expected=%s\n", regno,
2100                 reg_type_str[type], reg_type_str[expected_type]);
2101         return -EACCES;
2102 }
2103
2104 static int check_map_func_compatibility(struct bpf_verifier_env *env,
2105                                         struct bpf_map *map, int func_id)
2106 {
2107         if (!map)
2108                 return 0;
2109
2110         /* We need a two way check, first is from map perspective ... */
2111         switch (map->map_type) {
2112         case BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY:
2113                 if (func_id != BPF_FUNC_tail_call)
2114                         goto error;
2115                 break;
2116         case BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY:
2117                 if (func_id != BPF_FUNC_perf_event_read &&
2118                     func_id != BPF_FUNC_perf_event_output &&
2119                     func_id != BPF_FUNC_perf_event_read_value)
2120                         goto error;
2121                 break;
2122         case BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE:
2123                 if (func_id != BPF_FUNC_get_stackid)
2124                         goto error;
2125                 break;
2126         case BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY:
2127                 if (func_id != BPF_FUNC_skb_under_cgroup &&
2128                     func_id != BPF_FUNC_current_task_under_cgroup)
2129                         goto error;
2130                 break;
2131         case BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE:
2132                 if (func_id != BPF_FUNC_get_local_storage)
2133                         goto error;
2134                 break;
2135         /* devmap returns a pointer to a live net_device ifindex that we cannot
2136          * allow to be modified from bpf side. So do not allow lookup elements
2137          * for now.
2138          */
2139         case BPF_MAP_TYPE_DEVMAP:
2140                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map)
2141                         goto error;
2142                 break;
2143         /* Restrict bpf side of cpumap and xskmap, open when use-cases
2144          * appear.
2145          */
2146         case BPF_MAP_TYPE_CPUMAP:
2147         case BPF_MAP_TYPE_XSKMAP:
2148                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map)
2149                         goto error;
2150                 break;
2151         case BPF_MAP_TYPE_ARRAY_OF_MAPS:
2152         case BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS:
2153                 if (func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
2154                         goto error;
2155                 break;
2156         case BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP:
2157                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_redirect_map &&
2158                     func_id != BPF_FUNC_sock_map_update &&
2159                     func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
2160                     func_id != BPF_FUNC_msg_redirect_map)
2161                         goto error;
2162                 break;
2163         case BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH:
2164                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_redirect_hash &&
2165                     func_id != BPF_FUNC_sock_hash_update &&
2166                     func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
2167                     func_id != BPF_FUNC_msg_redirect_hash)
2168                         goto error;
2169                 break;
2170         case BPF_MAP_TYPE_REUSEPORT_SOCKARRAY:
2171                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport)
2172                         goto error;
2173                 break;
2174         default:
2175                 break;
2176         }
2177
2178         /* ... and second from the function itself. */
2179         switch (func_id) {
2180         case BPF_FUNC_tail_call:
2181                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY)
2182                         goto error;
2183                 if (env->subprog_cnt > 1) {
2184                         verbose(env, "tail_calls are not allowed in programs with bpf-to-bpf calls\n");
2185                         return -EINVAL;
2186                 }
2187                 break;
2188         case BPF_FUNC_perf_event_read:
2189         case BPF_FUNC_perf_event_output:
2190         case BPF_FUNC_perf_event_read_value:
2191                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY)
2192                         goto error;
2193                 break;
2194         case BPF_FUNC_get_stackid:
2195                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE)
2196                         goto error;
2197                 break;
2198         case BPF_FUNC_current_task_under_cgroup:
2199         case BPF_FUNC_skb_under_cgroup:
2200                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY)
2201                         goto error;
2202                 break;
2203         case BPF_FUNC_redirect_map:
2204                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_DEVMAP &&
2205                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CPUMAP &&
2206                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_XSKMAP)
2207                         goto error;
2208                 break;
2209         case BPF_FUNC_sk_redirect_map:
2210         case BPF_FUNC_msg_redirect_map:
2211         case BPF_FUNC_sock_map_update:
2212                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP)
2213                         goto error;
2214                 break;
2215         case BPF_FUNC_sk_redirect_hash:
2216         case BPF_FUNC_msg_redirect_hash:
2217         case BPF_FUNC_sock_hash_update:
2218                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH)
2219                         goto error;
2220                 break;
2221         case BPF_FUNC_get_local_storage:
2222                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE)
2223                         goto error;
2224                 break;
2225         case BPF_FUNC_sk_select_reuseport:
2226                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_REUSEPORT_SOCKARRAY)
2227                         goto error;
2228                 break;
2229         default:
2230                 break;
2231         }
2232
2233         return 0;
2234 error:
2235         verbose(env, "cannot pass map_type %d into func %s#%d\n",
2236                 map->map_type, func_id_name(func_id), func_id);
2237         return -EINVAL;
2238 }
2239
2240 static bool check_raw_mode_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
2241 {
2242         int count = 0;
2243
2244         if (fn->arg1_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
2245                 count++;
2246         if (fn->arg2_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
2247                 count++;
2248         if (fn->arg3_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
2249                 count++;
2250         if (fn->arg4_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
2251                 count++;
2252         if (fn->arg5_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
2253                 count++;
2254
2255         /* We only support one arg being in raw mode at the moment,
2256          * which is sufficient for the helper functions we have
2257          * right now.
2258          */
2259         return count <= 1;
2260 }
2261
2262 static bool check_args_pair_invalid(enum bpf_arg_type arg_curr,
2263                                     enum bpf_arg_type arg_next)
2264 {
2265         return (arg_type_is_mem_ptr(arg_curr) &&
2266                 !arg_type_is_mem_size(arg_next)) ||
2267                (!arg_type_is_mem_ptr(arg_curr) &&
2268                 arg_type_is_mem_size(arg_next));
2269 }
2270
2271 static bool check_arg_pair_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
2272 {
2273         /* bpf_xxx(..., buf, len) call will access 'len'
2274          * bytes from memory 'buf'. Both arg types need
2275          * to be paired, so make sure there's no buggy
2276          * helper function specification.
2277          */
2278         if (arg_type_is_mem_size(fn->arg1_type) ||
2279             arg_type_is_mem_ptr(fn->arg5_type)  ||
2280             check_args_pair_invalid(fn->arg1_type, fn->arg2_type) ||
2281             check_args_pair_invalid(fn->arg2_type, fn->arg3_type) ||
2282             check_args_pair_invalid(fn->arg3_type, fn->arg4_type) ||
2283             check_args_pair_invalid(fn->arg4_type, fn->arg5_type))
2284                 return false;
2285
2286         return true;
2287 }
2288
2289 static int check_func_proto(const struct bpf_func_proto *fn)
2290 {
2291         return check_raw_mode_ok(fn) &&
2292                check_arg_pair_ok(fn) ? 0 : -EINVAL;
2293 }
2294
2295 /* Packet data might have moved, any old PTR_TO_PACKET[_META,_END]
2296  * are now invalid, so turn them into unknown SCALAR_VALUE.
2297  */
2298 static void __clear_all_pkt_pointers(struct bpf_verifier_env *env,
2299                                      struct bpf_func_state *state)
2300 {
2301         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *reg;
2302         int i;
2303
2304         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
2305                 if (reg_is_pkt_pointer_any(&regs[i]))
2306                         mark_reg_unknown(env, regs, i);
2307
2308         for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
2309                 if (state->stack[i].slot_type[0] != STACK_SPILL)
2310                         continue;
2311                 reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
2312                 if (reg_is_pkt_pointer_any(reg))
2313                         __mark_reg_unknown(reg);
2314         }
2315 }
2316
2317 static void clear_all_pkt_pointers(struct bpf_verifier_env *env)
2318 {
2319         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
2320         int i;
2321
2322         for (i = 0; i <= vstate->curframe; i++)
2323                 __clear_all_pkt_pointers(env, vstate->frame[i]);
2324 }
2325
2326 static int check_func_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
2327                            int *insn_idx)
2328 {
2329         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
2330         struct bpf_func_state *caller, *callee;
2331         int i, subprog, target_insn;
2332
2333         if (state->curframe + 1 >= MAX_CALL_FRAMES) {
2334                 verbose(env, "the call stack of %d frames is too deep\n",
2335                         state->curframe + 2);
2336                 return -E2BIG;
2337         }
2338
2339         target_insn = *insn_idx + insn->imm;
2340         subprog = find_subprog(env, target_insn + 1);
2341         if (subprog < 0) {
2342                 verbose(env, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
2343                         target_insn + 1);
2344                 return -EFAULT;
2345         }
2346
2347         caller = state->frame[state->curframe];
2348         if (state->frame[state->curframe + 1]) {
2349                 verbose(env, "verifier bug. Frame %d already allocated\n",
2350                         state->curframe + 1);
2351                 return -EFAULT;
2352         }
2353
2354         callee = kzalloc(sizeof(*callee), GFP_KERNEL);
2355         if (!callee)
2356                 return -ENOMEM;
2357         state->frame[state->curframe + 1] = callee;
2358
2359         /* callee cannot access r0, r6 - r9 for reading and has to write
2360          * into its own stack before reading from it.
2361          * callee can read/write into caller's stack
2362          */
2363         init_func_state(env, callee,
2364                         /* remember the callsite, it will be used by bpf_exit */
2365                         *insn_idx /* callsite */,
2366                         state->curframe + 1 /* frameno within this callchain */,
2367                         subprog /* subprog number within this prog */);
2368
2369         /* copy r1 - r5 args that callee can access */
2370         for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++)
2371                 callee->regs[i] = caller->regs[i];
2372
2373         /* after the call regsiters r0 - r5 were scratched */
2374         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
2375                 mark_reg_not_init(env, caller->regs, caller_saved[i]);
2376                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
2377         }
2378
2379         /* only increment it after check_reg_arg() finished */
2380         state->curframe++;
2381
2382         /* and go analyze first insn of the callee */
2383         *insn_idx = target_insn;
2384
2385         if (env->log.level) {
2386                 verbose(env, "caller:\n");
2387                 print_verifier_state(env, caller);
2388                 verbose(env, "callee:\n");
2389                 print_verifier_state(env, callee);
2390         }
2391         return 0;
2392 }
2393
2394 static int prepare_func_exit(struct bpf_verifier_env *env, int *insn_idx)
2395 {
2396         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
2397         struct bpf_func_state *caller, *callee;
2398         struct bpf_reg_state *r0;
2399
2400         callee = state->frame[state->curframe];
2401         r0 = &callee->regs[BPF_REG_0];
2402         if (r0->type == PTR_TO_STACK) {
2403                 /* technically it's ok to return caller's stack pointer
2404                  * (or caller's caller's pointer) back to the caller,
2405                  * since these pointers are valid. Only current stack
2406                  * pointer will be invalid as soon as function exits,
2407                  * but let's be conservative
2408                  */
2409                 verbose(env, "cannot return stack pointer to the caller\n");
2410                 return -EINVAL;
2411         }
2412
2413         state->curframe--;
2414         caller = state->frame[state->curframe];
2415         /* return to the caller whatever r0 had in the callee */
2416         caller->regs[BPF_REG_0] = *r0;
2417
2418         *insn_idx = callee->callsite + 1;
2419         if (env->log.level) {
2420                 verbose(env, "returning from callee:\n");
2421                 print_verifier_state(env, callee);
2422                 verbose(env, "to caller at %d:\n", *insn_idx);
2423                 print_verifier_state(env, caller);
2424         }
2425         /* clear everything in the callee */
2426         free_func_state(callee);
2427         state->frame[state->curframe + 1] = NULL;
2428         return 0;
2429 }
2430
2431 static void do_refine_retval_range(struct bpf_reg_state *regs, int ret_type,
2432                                    int func_id,
2433                                    struct bpf_call_arg_meta *meta)
2434 {
2435         struct bpf_reg_state *ret_reg = &regs[BPF_REG_0];
2436
2437         if (ret_type != RET_INTEGER ||
2438             (func_id != BPF_FUNC_get_stack &&
2439              func_id != BPF_FUNC_probe_read_str))
2440                 return;
2441
2442         ret_reg->smax_value = meta->msize_smax_value;
2443         ret_reg->umax_value = meta->msize_umax_value;
2444         __reg_deduce_bounds(ret_reg);
2445         __reg_bound_offset(ret_reg);
2446 }
2447
2448 static int
2449 record_func_map(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_call_arg_meta *meta,
2450                 int func_id, int insn_idx)
2451 {
2452         struct bpf_insn_aux_data *aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
2453
2454         if (func_id != BPF_FUNC_tail_call &&
2455             func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
2456             func_id != BPF_FUNC_map_update_elem &&
2457             func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem)
2458                 return 0;
2459
2460         if (meta->map_ptr == NULL) {
2461                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
2462                 return -EINVAL;
2463         }
2464
2465         if (!BPF_MAP_PTR(aux->map_state))
2466                 bpf_map_ptr_store(aux, meta->map_ptr,
2467                                   meta->map_ptr->unpriv_array);
2468         else if (BPF_MAP_PTR(aux->map_state) != meta->map_ptr)
2469                 bpf_map_ptr_store(aux, BPF_MAP_PTR_POISON,
2470                                   meta->map_ptr->unpriv_array);
2471         return 0;
2472 }
2473
2474 static int check_helper_call(struct bpf_verifier_env *env, int func_id, int insn_idx)
2475 {
2476         const struct bpf_func_proto *fn = NULL;
2477         struct bpf_reg_state *regs;
2478         struct bpf_call_arg_meta meta;
2479         bool changes_data;
2480         int i, err;
2481
2482         /* find function prototype */
2483         if (func_id < 0 || func_id >= __BPF_FUNC_MAX_ID) {
2484                 verbose(env, "invalid func %s#%d\n", func_id_name(func_id),
2485                         func_id);
2486                 return -EINVAL;
2487         }
2488
2489         if (env->ops->get_func_proto)
2490                 fn = env->ops->get_func_proto(func_id, env->prog);
2491         if (!fn) {
2492                 verbose(env, "unknown func %s#%d\n", func_id_name(func_id),
2493                         func_id);
2494                 return -EINVAL;
2495         }
2496
2497         /* eBPF programs must be GPL compatible to use GPL-ed functions */
2498         if (!env->prog->gpl_compatible && fn->gpl_only) {
2499                 verbose(env, "cannot call GPL-restricted function from non-GPL compatible program\n");
2500                 return -EINVAL;
2501         }
2502
2503         /* With LD_ABS/IND some JITs save/restore skb from r1. */
2504         changes_data = bpf_helper_changes_pkt_data(fn->func);
2505         if (changes_data && fn->arg1_type != ARG_PTR_TO_CTX) {
2506                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured func %s#%d: r1 != ctx\n",
2507                         func_id_name(func_id), func_id);
2508                 return -EINVAL;
2509         }
2510
2511         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
2512         meta.pkt_access = fn->pkt_access;
2513
2514         err = check_func_proto(fn);
2515         if (err) {
2516                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured func %s#%d\n",
2517                         func_id_name(func_id), func_id);
2518                 return err;
2519         }
2520
2521         /* check args */
2522         err = check_func_arg(env, BPF_REG_1, fn->arg1_type, &meta);
2523         if (err)
2524                 return err;
2525         err = check_func_arg(env, BPF_REG_2, fn->arg2_type, &meta);
2526         if (err)
2527                 return err;
2528         err = check_func_arg(env, BPF_REG_3, fn->arg3_type, &meta);
2529         if (err)
2530                 return err;
2531         err = check_func_arg(env, BPF_REG_4, fn->arg4_type, &meta);
2532         if (err)
2533                 return err;
2534         err = check_func_arg(env, BPF_REG_5, fn->arg5_type, &meta);
2535         if (err)
2536                 return err;
2537
2538         err = record_func_map(env, &meta, func_id, insn_idx);
2539         if (err)
2540                 return err;
2541
2542         /* Mark slots with STACK_MISC in case of raw mode, stack offset
2543          * is inferred from register state.
2544          */
2545         for (i = 0; i < meta.access_size; i++) {
2546                 err = check_mem_access(env, insn_idx, meta.regno, i, BPF_B,
2547                                        BPF_WRITE, -1, false);
2548                 if (err)
2549                         return err;
2550         }
2551
2552         regs = cur_regs(env);
2553
2554         /* check that flags argument in get_local_storage(map, flags) is 0,
2555          * this is required because get_local_storage() can't return an error.
2556          */
2557         if (func_id == BPF_FUNC_get_local_storage &&
2558             !register_is_null(&regs[BPF_REG_2])) {
2559                 verbose(env, "get_local_storage() doesn't support non-zero flags\n");
2560                 return -EINVAL;
2561         }
2562
2563         /* reset caller saved regs */
2564         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
2565                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
2566                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
2567         }
2568
2569         /* update return register (already marked as written above) */
2570         if (fn->ret_type == RET_INTEGER) {
2571                 /* sets type to SCALAR_VALUE */
2572                 mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
2573         } else if (fn->ret_type == RET_VOID) {
2574                 regs[BPF_REG_0].type = NOT_INIT;
2575         } else if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL ||
2576                    fn->ret_type == RET_PTR_TO_MAP_VALUE) {
2577                 if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_MAP_VALUE)
2578                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MAP_VALUE;
2579                 else
2580                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL;
2581                 /* There is no offset yet applied, variable or fixed */
2582                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
2583                 regs[BPF_REG_0].off = 0;
2584                 /* remember map_ptr, so that check_map_access()
2585                  * can check 'value_size' boundary of memory access
2586                  * to map element returned from bpf_map_lookup_elem()
2587                  */
2588                 if (meta.map_ptr == NULL) {
2589                         verbose(env,
2590                                 "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
2591                         return -EINVAL;
2592                 }
2593                 regs[BPF_REG_0].map_ptr = meta.map_ptr;
2594                 regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
2595         } else {
2596                 verbose(env, "unknown return type %d of func %s#%d\n",
2597                         fn->ret_type, func_id_name(func_id), func_id);
2598                 return -EINVAL;
2599         }
2600
2601         do_refine_retval_range(regs, fn->ret_type, func_id, &meta);
2602
2603         err = check_map_func_compatibility(env, meta.map_ptr, func_id);
2604         if (err)
2605                 return err;
2606
2607         if (func_id == BPF_FUNC_get_stack && !env->prog->has_callchain_buf) {
2608                 const char *err_str;
2609
2610 #ifdef CONFIG_PERF_EVENTS
2611                 err = get_callchain_buffers(sysctl_perf_event_max_stack);
2612                 err_str = "cannot get callchain buffer for func %s#%d\n";
2613 #else
2614                 err = -ENOTSUPP;
2615                 err_str = "func %s#%d not supported without CONFIG_PERF_EVENTS\n";
2616 #endif
2617                 if (err) {
2618                         verbose(env, err_str, func_id_name(func_id), func_id);
2619                         return err;
2620                 }
2621
2622                 env->prog->has_callchain_buf = true;
2623         }
2624
2625         if (changes_data)
2626                 clear_all_pkt_pointers(env);
2627         return 0;
2628 }
2629
2630 static bool signed_add_overflows(s64 a, s64 b)
2631 {
2632         /* Do the add in u64, where overflow is well-defined */
2633         s64 res = (s64)((u64)a + (u64)b);
2634
2635         if (b < 0)
2636                 return res > a;
2637         return res < a;
2638 }
2639
2640 static bool signed_sub_overflows(s64 a, s64 b)
2641 {
2642         /* Do the sub in u64, where overflow is well-defined */
2643         s64 res = (s64)((u64)a - (u64)b);
2644
2645         if (b < 0)
2646                 return res < a;
2647         return res > a;
2648 }
2649
2650 static bool check_reg_sane_offset(struct bpf_verifier_env *env,
2651                                   const struct bpf_reg_state *reg,
2652                                   enum bpf_reg_type type)
2653 {
2654         bool known = tnum_is_const(reg->var_off);
2655         s64 val = reg->var_off.value;
2656         s64 smin = reg->smin_value;
2657
2658         if (known && (val >= BPF_MAX_VAR_OFF || val <= -BPF_MAX_VAR_OFF)) {
2659                 verbose(env, "math between %s pointer and %lld is not allowed\n",
2660                         reg_type_str[type], val);
2661                 return false;
2662         }
2663
2664         if (reg->off >= BPF_MAX_VAR_OFF || reg->off <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
2665                 verbose(env, "%s pointer offset %d is not allowed\n",
2666                         reg_type_str[type], reg->off);
2667                 return false;
2668         }
2669
2670         if (smin == S64_MIN) {
2671                 verbose(env, "math between %s pointer and register with unbounded min value is not allowed\n",
2672                         reg_type_str[type]);
2673                 return false;
2674         }
2675
2676         if (smin >= BPF_MAX_VAR_OFF || smin <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
2677                 verbose(env, "value %lld makes %s pointer be out of bounds\n",
2678                         smin, reg_type_str[type]);
2679                 return false;
2680         }
2681
2682         return true;
2683 }
2684
2685 /* Handles arithmetic on a pointer and a scalar: computes new min/max and var_off.
2686  * Caller should also handle BPF_MOV case separately.
2687  * If we return -EACCES, caller may want to try again treating pointer as a
2688  * scalar.  So we only emit a diagnostic if !env->allow_ptr_leaks.
2689  */
2690 static int adjust_ptr_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
2691                                    struct bpf_insn *insn,
2692                                    const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
2693                                    const struct bpf_reg_state *off_reg)
2694 {
2695         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
2696         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
2697         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *dst_reg;
2698         bool known = tnum_is_const(off_reg->var_off);
2699         s64 smin_val = off_reg->smin_value, smax_val = off_reg->smax_value,
2700             smin_ptr = ptr_reg->smin_value, smax_ptr = ptr_reg->smax_value;
2701         u64 umin_val = off_reg->umin_value, umax_val = off_reg->umax_value,
2702             umin_ptr = ptr_reg->umin_value, umax_ptr = ptr_reg->umax_value;
2703         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
2704         u32 dst = insn->dst_reg;
2705
2706         dst_reg = &regs[dst];
2707
2708         if ((known && (smin_val != smax_val || umin_val != umax_val)) ||
2709             smin_val > smax_val || umin_val > umax_val) {
2710                 /* Taint dst register if offset had invalid bounds derived from
2711                  * e.g. dead branches.
2712                  */
2713                 __mark_reg_unknown(dst_reg);
2714                 return 0;
2715         }
2716
2717         if (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_ALU64) {
2718                 /* 32-bit ALU ops on pointers produce (meaningless) scalars */
2719                 verbose(env,
2720                         "R%d 32-bit pointer arithmetic prohibited\n",
2721                         dst);
2722                 return -EACCES;
2723         }
2724
2725         if (ptr_reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL) {
2726                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic on PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL prohibited, null-check it first\n",
2727                         dst);
2728                 return -EACCES;
2729         }
2730         if (ptr_reg->type == CONST_PTR_TO_MAP) {
2731                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic on CONST_PTR_TO_MAP prohibited\n",
2732                         dst);
2733                 return -EACCES;
2734         }
2735         if (ptr_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) {
2736                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic on PTR_TO_PACKET_END prohibited\n",
2737                         dst);
2738                 return -EACCES;
2739         }
2740
2741         /* In case of 'scalar += pointer', dst_reg inherits pointer type and id.
2742          * The id may be overwritten later if we create a new variable offset.
2743          */
2744         dst_reg->type = ptr_reg->type;
2745         dst_reg->id = ptr_reg->id;
2746
2747         if (!check_reg_sane_offset(env, off_reg, ptr_reg->type) ||
2748             !check_reg_sane_offset(env, ptr_reg, ptr_reg->type))
2749                 return -EINVAL;
2750
2751         switch (opcode) {
2752         case BPF_ADD:
2753                 /* We can take a fixed offset as long as it doesn't overflow
2754                  * the s32 'off' field
2755                  */
2756                 if (known && (ptr_reg->off + smin_val ==
2757                               (s64)(s32)(ptr_reg->off + smin_val))) {
2758                         /* pointer += K.  Accumulate it into fixed offset */
2759                         dst_reg->smin_value = smin_ptr;
2760                         dst_reg->smax_value = smax_ptr;
2761                         dst_reg->umin_value = umin_ptr;
2762                         dst_reg->umax_value = umax_ptr;
2763                         dst_reg->var_off = ptr_reg->var_off;
2764                         dst_reg->off = ptr_reg->off + smin_val;
2765                         dst_reg->range = ptr_reg->range;
2766                         break;
2767                 }
2768                 /* A new variable offset is created.  Note that off_reg->off
2769                  * == 0, since it's a scalar.
2770                  * dst_reg gets the pointer type and since some positive
2771                  * integer value was added to the pointer, give it a new 'id'
2772                  * if it's a PTR_TO_PACKET.
2773                  * this creates a new 'base' pointer, off_reg (variable) gets
2774                  * added into the variable offset, and we copy the fixed offset
2775                  * from ptr_reg.
2776                  */
2777                 if (signed_add_overflows(smin_ptr, smin_val) ||
2778                     signed_add_overflows(smax_ptr, smax_val)) {
2779                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
2780                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
2781                 } else {
2782                         dst_reg->smin_value = smin_ptr + smin_val;
2783                         dst_reg->smax_value = smax_ptr + smax_val;
2784                 }
2785                 if (umin_ptr + umin_val < umin_ptr ||
2786                     umax_ptr + umax_val < umax_ptr) {
2787                         dst_reg->umin_value = 0;
2788                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
2789                 } else {
2790                         dst_reg->umin_value = umin_ptr + umin_val;
2791                         dst_reg->umax_value = umax_ptr + umax_val;
2792                 }
2793                 dst_reg->var_off = tnum_add(ptr_reg->var_off, off_reg->var_off);
2794                 dst_reg->off = ptr_reg->off;
2795                 if (reg_is_pkt_pointer(ptr_reg)) {
2796                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
2797                         /* something was added to pkt_ptr, set range to zero */
2798                         dst_reg->range = 0;
2799                 }
2800                 break;
2801         case BPF_SUB:
2802                 if (dst_reg == off_reg) {
2803                         /* scalar -= pointer.  Creates an unknown scalar */
2804                         verbose(env, "R%d tried to subtract pointer from scalar\n",
2805                                 dst);
2806                         return -EACCES;
2807                 }
2808                 /* We don't allow subtraction from FP, because (according to
2809                  * test_verifier.c test "invalid fp arithmetic", JITs might not
2810                  * be able to deal with it.
2811                  */
2812                 if (ptr_reg->type == PTR_TO_STACK) {
2813                         verbose(env, "R%d subtraction from stack pointer prohibited\n",
2814                                 dst);
2815                         return -EACCES;
2816                 }
2817                 if (known && (ptr_reg->off - smin_val ==
2818                               (s64)(s32)(ptr_reg->off - smin_val))) {
2819                         /* pointer -= K.  Subtract it from fixed offset */
2820                         dst_reg->smin_value = smin_ptr;
2821                         dst_reg->smax_value = smax_ptr;
2822                         dst_reg->umin_value = umin_ptr;
2823                         dst_reg->umax_value = umax_ptr;
2824                         dst_reg->var_off = ptr_reg->var_off;
2825                         dst_reg->id = ptr_reg->id;
2826                         dst_reg->off = ptr_reg->off - smin_val;
2827                         dst_reg->range = ptr_reg->range;
2828                         break;
2829                 }
2830                 /* A new variable offset is created.  If the subtrahend is known
2831                  * nonnegative, then any reg->range we had before is still good.
2832                  */
2833                 if (signed_sub_overflows(smin_ptr, smax_val) ||
2834                     signed_sub_overflows(smax_ptr, smin_val)) {
2835                         /* Overflow possible, we know nothing */
2836                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
2837                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
2838                 } else {
2839                         dst_reg->smin_value = smin_ptr - smax_val;
2840                         dst_reg->smax_value = smax_ptr - smin_val;
2841                 }
2842                 if (umin_ptr < umax_val) {
2843                         /* Overflow possible, we know nothing */
2844                         dst_reg->umin_value = 0;
2845                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
2846                 } else {
2847                         /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
2848                         dst_reg->umin_value = umin_ptr - umax_val;
2849                         dst_reg->umax_value = umax_ptr - umin_val;
2850                 }
2851                 dst_reg->var_off = tnum_sub(ptr_reg->var_off, off_reg->var_off);
2852                 dst_reg->off = ptr_reg->off;
2853                 if (reg_is_pkt_pointer(ptr_reg)) {
2854                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
2855                         /* something was added to pkt_ptr, set range to zero */
2856                         if (smin_val < 0)
2857                                 dst_reg->range = 0;
2858                 }
2859                 break;
2860         case BPF_AND:
2861         case BPF_OR:
2862         case BPF_XOR:
2863                 /* bitwise ops on pointers are troublesome, prohibit. */
2864                 verbose(env, "R%d bitwise operator %s on pointer prohibited\n",
2865                         dst, bpf_alu_string[opcode >> 4]);
2866                 return -EACCES;
2867         default:
2868                 /* other operators (e.g. MUL,LSH) produce non-pointer results */
2869                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic with %s operator prohibited\n",
2870                         dst, bpf_alu_string[opcode >> 4]);
2871                 return -EACCES;
2872         }
2873
2874         if (!check_reg_sane_offset(env, dst_reg, ptr_reg->type))
2875                 return -EINVAL;
2876
2877         __update_reg_bounds(dst_reg);
2878         __reg_deduce_bounds(dst_reg);
2879         __reg_bound_offset(dst_reg);
2880         return 0;
2881 }
2882
2883 /* WARNING: This function does calculations on 64-bit values, but the actual
2884  * execution may occur on 32-bit values. Therefore, things like bitshifts
2885  * need extra checks in the 32-bit case.
2886  */
2887 static int adjust_scalar_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
2888                                       struct bpf_insn *insn,
2889                                       struct bpf_reg_state *dst_reg,
2890                                       struct bpf_reg_state src_reg)
2891 {
2892         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
2893         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
2894         bool src_known, dst_known;
2895         s64 smin_val, smax_val;
2896         u64 umin_val, umax_val;
2897         u64 insn_bitness = (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) ? 64 : 32;
2898
2899         smin_val = src_reg.smin_value;
2900         smax_val = src_reg.smax_value;
2901         umin_val = src_reg.umin_value;
2902         umax_val = src_reg.umax_value;
2903         src_known = tnum_is_const(src_reg.var_off);
2904         dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
2905
2906         if ((src_known && (smin_val != smax_val || umin_val != umax_val)) ||
2907             smin_val > smax_val || umin_val > umax_val) {
2908                 /* Taint dst register if offset had invalid bounds derived from
2909                  * e.g. dead branches.
2910                  */
2911                 __mark_reg_unknown(dst_reg);
2912                 return 0;
2913         }
2914
2915         if (!src_known &&
2916             opcode != BPF_ADD && opcode != BPF_SUB && opcode != BPF_AND) {
2917                 __mark_reg_unknown(dst_reg);
2918                 return 0;
2919         }
2920
2921         switch (opcode) {
2922         case BPF_ADD:
2923                 if (signed_add_overflows(dst_reg->smin_value, smin_val) ||
2924                     signed_add_overflows(dst_reg->smax_value, smax_val)) {
2925                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
2926                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
2927                 } else {
2928                         dst_reg->smin_value += smin_val;
2929                         dst_reg->smax_value += smax_val;
2930                 }
2931                 if (dst_reg->umin_value + umin_val < umin_val ||
2932                     dst_reg->umax_value + umax_val < umax_val) {
2933                         dst_reg->umin_value = 0;
2934                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
2935                 } else {
2936                         dst_reg->umin_value += umin_val;
2937                         dst_reg->umax_value += umax_val;
2938                 }
2939                 dst_reg->var_off = tnum_add(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
2940                 break;
2941         case BPF_SUB:
2942                 if (signed_sub_overflows(dst_reg->smin_value, smax_val) ||
2943                     signed_sub_overflows(dst_reg->smax_value, smin_val)) {
2944                         /* Overflow possible, we know nothing */
2945                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
2946                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
2947                 } else {
2948                         dst_reg->smin_value -= smax_val;
2949                         dst_reg->smax_value -= smin_val;
2950                 }
2951                 if (dst_reg->umin_value < umax_val) {
2952                         /* Overflow possible, we know nothing */
2953                         dst_reg->umin_value = 0;
2954                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
2955                 } else {
2956                         /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
2957                         dst_reg->umin_value -= umax_val;
2958                         dst_reg->umax_value -= umin_val;
2959                 }
2960                 dst_reg->var_off = tnum_sub(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
2961                 break;
2962         case BPF_MUL:
2963                 dst_reg->var_off = tnum_mul(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
2964                 if (smin_val < 0 || dst_reg->smin_value < 0) {
2965                         /* Ain't nobody got time to multiply that sign */
2966                         __mark_reg_unbounded(dst_reg);
2967                         __update_reg_bounds(dst_reg);
2968                         break;
2969                 }
2970                 /* Both values are positive, so we can work with unsigned and
2971                  * copy the result to signed (unless it exceeds S64_MAX).
2972                  */
2973                 if (umax_val > U32_MAX || dst_reg->umax_value > U32_MAX) {
2974                         /* Potential overflow, we know nothing */
2975                         __mark_reg_unbounded(dst_reg);
2976                         /* (except what we can learn from the var_off) */
2977                         __update_reg_bounds(dst_reg);
2978                         break;
2979                 }
2980                 dst_reg->umin_value *= umin_val;
2981                 dst_reg->umax_value *= umax_val;
2982                 if (dst_reg->umax_value > S64_MAX) {
2983                         /* Overflow possible, we know nothing */
2984                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
2985                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
2986                 } else {
2987                         dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
2988                         dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
2989                 }
2990                 break;
2991         case BPF_AND:
2992                 if (src_known && dst_known) {
2993                         __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value &
2994                                                   src_reg.var_off.value);
2995                         break;
2996                 }
2997                 /* We get our minimum from the var_off, since that's inherently
2998                  * bitwise.  Our maximum is the minimum of the operands' maxima.
2999                  */
3000                 dst_reg->var_off = tnum_and(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
3001                 dst_reg->umin_value = dst_reg->var_off.value;
3002                 dst_reg->umax_value = min(dst_reg->umax_value, umax_val);
3003                 if (dst_reg->smin_value < 0 || smin_val < 0) {
3004                         /* Lose signed bounds when ANDing negative numbers,
3005                          * ain't nobody got time for that.
3006                          */
3007                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
3008                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
3009                 } else {
3010                         /* ANDing two positives gives a positive, so safe to
3011                          * cast result into s64.
3012                          */
3013                         dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
3014                         dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
3015                 }
3016                 /* We may learn something more from the var_off */
3017                 __update_reg_bounds(dst_reg);
3018                 break;
3019         case BPF_OR:
3020                 if (src_known && dst_known) {
3021                         __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value |
3022                                                   src_reg.var_off.value);
3023                         break;
3024                 }
3025                 /* We get our maximum from the var_off, and our minimum is the
3026                  * maximum of the operands' minima
3027                  */
3028                 dst_reg->var_off = tnum_or(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
3029                 dst_reg->umin_value = max(dst_reg->umin_value, umin_val);
3030                 dst_reg->umax_value = dst_reg->var_off.value |
3031                                       dst_reg->var_off.mask;
3032                 if (dst_reg->smin_value < 0 || smin_val < 0) {
3033                         /* Lose signed bounds when ORing negative numbers,
3034                          * ain't nobody got time for that.
3035                          */
3036                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
3037                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
3038                 } else {
3039                         /* ORing two positives gives a positive, so safe to
3040                          * cast result into s64.
3041                          */
3042                         dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
3043                         dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
3044                 }
3045                 /* We may learn something more from the var_off */
3046                 __update_reg_bounds(dst_reg);
3047                 break;
3048         case BPF_LSH:
3049                 if (umax_val >= insn_bitness) {
3050                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
3051                          * This includes shifts by a negative number.
3052                          */
3053                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
3054                         break;
3055                 }
3056                 /* We lose all sign bit information (except what we can pick
3057                  * up from var_off)
3058                  */
3059                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
3060                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
3061                 /* If we might shift our top bit out, then we know nothing */
3062                 if (dst_reg->umax_value > 1ULL << (63 - umax_val)) {
3063                         dst_reg->umin_value = 0;
3064                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
3065                 } else {
3066                         dst_reg->umin_value <<= umin_val;
3067                         dst_reg->umax_value <<= umax_val;
3068                 }
3069                 dst_reg->var_off = tnum_lshift(dst_reg->var_off, umin_val);
3070                 /* We may learn something more from the var_off */
3071                 __update_reg_bounds(dst_reg);
3072                 break;
3073         case BPF_RSH:
3074                 if (umax_val >= insn_bitness) {
3075                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
3076                          * This includes shifts by a negative number.
3077                          */
3078                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
3079                         break;
3080                 }
3081                 /* BPF_RSH is an unsigned shift.  If the value in dst_reg might
3082                  * be negative, then either:
3083                  * 1) src_reg might be zero, so the sign bit of the result is
3084                  *    unknown, so we lose our signed bounds
3085                  * 2) it's known negative, thus the unsigned bounds capture the
3086                  *    signed bounds
3087                  * 3) the signed bounds cross zero, so they tell us nothing
3088                  *    about the result
3089                  * If the value in dst_reg is known nonnegative, then again the
3090                  * unsigned bounts capture the signed bounds.
3091                  * Thus, in all cases it suffices to blow away our signed bounds
3092                  * and rely on inferring new ones from the unsigned bounds and
3093                  * var_off of the result.
3094                  */
3095                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
3096                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
3097                 dst_reg->var_off = tnum_rshift(dst_reg->var_off, umin_val);
3098                 dst_reg->umin_value >>= umax_val;
3099                 dst_reg->umax_value >>= umin_val;
3100                 /* We may learn something more from the var_off */
3101                 __update_reg_bounds(dst_reg);
3102                 break;
3103         case BPF_ARSH:
3104                 if (umax_val >= insn_bitness) {
3105                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
3106                          * This includes shifts by a negative number.
3107                          */
3108                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
3109                         break;
3110                 }
3111
3112                 /* Upon reaching here, src_known is true and
3113                  * umax_val is equal to umin_val.
3114                  */
3115                 dst_reg->smin_value >>= umin_val;
3116                 dst_reg->smax_value >>= umin_val;
3117                 dst_reg->var_off = tnum_arshift(dst_reg->var_off, umin_val);
3118
3119                 /* blow away the dst_reg umin_value/umax_value and rely on
3120                  * dst_reg var_off to refine the result.
3121                  */
3122                 dst_reg->umin_value = 0;
3123                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
3124                 __update_reg_bounds(dst_reg);
3125                 break;
3126         default:
3127                 mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
3128                 break;
3129         }
3130
3131         if (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_ALU64) {
3132                 /* 32-bit ALU ops are (32,32)->32 */
3133                 coerce_reg_to_size(dst_reg, 4);
3134                 coerce_reg_to_size(&src_reg, 4);
3135         }
3136
3137         __reg_deduce_bounds(dst_reg);
3138         __reg_bound_offset(dst_reg);
3139         return 0;
3140 }
3141
3142 /* Handles ALU ops other than BPF_END, BPF_NEG and BPF_MOV: computes new min/max
3143  * and var_off.
3144  */
3145 static int adjust_reg_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
3146                                    struct bpf_insn *insn)
3147 {
3148         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
3149         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
3150         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *dst_reg, *src_reg;
3151         struct bpf_reg_state *ptr_reg = NULL, off_reg = {0};
3152         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
3153
3154         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
3155         src_reg = NULL;
3156         if (dst_reg->type != SCALAR_VALUE)
3157                 ptr_reg = dst_reg;
3158         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
3159                 src_reg = &regs[insn->src_reg];
3160                 if (src_reg->type != SCALAR_VALUE) {
3161                         if (dst_reg->type != SCALAR_VALUE) {
3162                                 /* Combining two pointers by any ALU op yields
3163                                  * an arbitrary scalar. Disallow all math except
3164                                  * pointer subtraction
3165                                  */
3166                                 if (opcode == BPF_SUB && env->allow_ptr_leaks) {
3167                                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
3168                                         return 0;
3169                                 }
3170                                 verbose(env, "R%d pointer %s pointer prohibited\n",
3171                                         insn->dst_reg,
3172                                         bpf_alu_string[opcode >> 4]);
3173                                 return -EACCES;
3174                         } else {
3175                                 /* scalar += pointer
3176                                  * This is legal, but we have to reverse our
3177                                  * src/dest handling in computing the range
3178                                  */
3179                                 return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
3180                                                                src_reg, dst_reg);
3181                         }
3182                 } else if (ptr_reg) {
3183                         /* pointer += scalar */
3184                         return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
3185                                                        dst_reg, src_reg);
3186                 }
3187         } else {
3188                 /* Pretend the src is a reg with a known value, since we only
3189                  * need to be able to read from this state.
3190                  */
3191                 off_reg.type = SCALAR_VALUE;
3192                 __mark_reg_known(&off_reg, insn->imm);
3193                 src_reg = &off_reg;
3194                 if (ptr_reg) /* pointer += K */
3195                         return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
3196                                                        ptr_reg, src_reg);
3197         }
3198
3199         /* Got here implies adding two SCALAR_VALUEs */
3200         if (WARN_ON_ONCE(ptr_reg)) {
3201                 print_verifier_state(env, state);
3202                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected ptr_reg\n");
3203                 return -EINVAL;
3204         }
3205         if (WARN_ON(!src_reg)) {
3206                 print_verifier_state(env, state);
3207                 verbose(env, "verifier internal error: no src_reg\n");
3208                 return -EINVAL;
3209         }
3210         return adjust_scalar_min_max_vals(env, insn, dst_reg, *src_reg);
3211 }
3212
3213 /* check validity of 32-bit and 64-bit arithmetic operations */
3214 static int check_alu_op(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
3215 {
3216         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
3217         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
3218         int err;
3219
3220         if (opcode == BPF_END || opcode == BPF_NEG) {
3221                 if (opcode == BPF_NEG) {
3222                         if (BPF_SRC(insn->code) != 0 ||
3223                             insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
3224                             insn->off != 0 || insn->imm != 0) {
3225                                 verbose(env, "BPF_NEG uses reserved fields\n");
3226                                 return -EINVAL;
3227                         }
3228                 } else {
3229                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0 ||
3230                             (insn->imm != 16 && insn->imm != 32 && insn->imm != 64) ||
3231                             BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
3232                                 verbose(env, "BPF_END uses reserved fields\n");
3233                                 return -EINVAL;
3234                         }
3235                 }
3236
3237                 /* check src operand */
3238                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
3239                 if (err)
3240                         return err;
3241
3242                 if (is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
3243                         verbose(env, "R%d pointer arithmetic prohibited\n",
3244                                 insn->dst_reg);
3245                         return -EACCES;
3246                 }
3247
3248                 /* check dest operand */
3249                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP);
3250                 if (err)
3251                         return err;
3252
3253         } else if (opcode == BPF_MOV) {
3254
3255                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
3256                         if (insn->imm != 0 || insn->off != 0) {
3257                                 verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
3258                                 return -EINVAL;
3259                         }
3260
3261                         /* check src operand */
3262                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
3263                         if (err)
3264                                 return err;
3265                 } else {
3266                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0) {
3267                                 verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
3268                                 return -EINVAL;
3269                         }
3270                 }
3271
3272                 /* check dest operand, mark as required later */
3273                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
3274                 if (err)
3275                         return err;
3276
3277                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
3278                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
3279                                 /* case: R1 = R2
3280                                  * copy register state to dest reg
3281                                  */
3282                                 regs[insn->dst_reg] = regs[insn->src_reg];
3283                                 regs[insn->dst_reg].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
3284                         } else {
3285                                 /* R1 = (u32) R2 */
3286                                 if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
3287                                         verbose(env,
3288                                                 "R%d partial copy of pointer\n",
3289                                                 insn->src_reg);
3290                                         return -EACCES;
3291                                 }
3292                                 mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
3293                                 coerce_reg_to_size(&regs[insn->dst_reg], 4);
3294                         }
3295                 } else {
3296                         /* case: R = imm
3297                          * remember the value we stored into this reg
3298                          */
3299                         /* clear any state __mark_reg_known doesn't set */
3300                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
3301                         regs[insn->dst_reg].type = SCALAR_VALUE;
3302                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
3303                                 __mark_reg_known(regs + insn->dst_reg,
3304                                                  insn->imm);
3305                         } else {
3306                                 __mark_reg_known(regs + insn->dst_reg,
3307                                                  (u32)insn->imm);
3308                         }
3309                 }
3310
3311         } else if (opcode > BPF_END) {
3312                 verbose(env, "invalid BPF_ALU opcode %x\n", opcode);
3313                 return -EINVAL;
3314
3315         } else {        /* all other ALU ops: and, sub, xor, add, ... */
3316
3317                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
3318                         if (insn->imm != 0 || insn->off != 0) {
3319                                 verbose(env, "BPF_ALU uses reserved fields\n");
3320                                 return -EINVAL;
3321                         }
3322                         /* check src1 operand */
3323                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
3324                         if (err)
3325                                 return err;
3326                 } else {
3327                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0) {
3328                                 verbose(env, "BPF_ALU uses reserved fields\n");
3329                                 return -EINVAL;
3330                         }
3331                 }
3332
3333                 /* check src2 operand */
3334                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
3335                 if (err)
3336                         return err;
3337
3338                 if ((opcode == BPF_MOD || opcode == BPF_DIV) &&
3339                     BPF_SRC(insn->code) == BPF_K && insn->imm == 0) {
3340                         verbose(env, "div by zero\n");
3341                         return -EINVAL;
3342                 }
3343
3344                 if (opcode == BPF_ARSH && BPF_CLASS(insn->code) != BPF_ALU64) {
3345                         verbose(env, "BPF_ARSH not supported for 32 bit ALU\n");
3346                         return -EINVAL;
3347                 }
3348
3349                 if ((opcode == BPF_LSH || opcode == BPF_RSH ||
3350                      opcode == BPF_ARSH) && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
3351                         int size = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64 ? 64 : 32;
3352
3353                         if (insn->imm < 0 || insn->imm >= size) {
3354                                 verbose(env, "invalid shift %d\n", insn->imm);
3355                                 return -EINVAL;
3356                         }
3357                 }
3358
3359                 /* check dest operand */
3360                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
3361                 if (err)
3362                         return err;
3363
3364                 return adjust_reg_min_max_vals(env, insn);
3365         }
3366
3367         return 0;
3368 }
3369
3370 static void find_good_pkt_pointers(struct bpf_verifier_state *vstate,
3371                                    struct bpf_reg_state *dst_reg,
3372                                    enum bpf_reg_type type,
3373                                    bool range_right_open)
3374 {
3375         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
3376         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *reg;
3377         u16 new_range;
3378         int i, j;
3379
3380         if (dst_reg->off < 0 ||
3381             (dst_reg->off == 0 && range_right_open))
3382                 /* This doesn't give us any range */
3383                 return;
3384
3385         if (dst_reg->umax_value > MAX_PACKET_OFF ||
3386             dst_reg->umax_value + dst_reg->off > MAX_PACKET_OFF)
3387                 /* Risk of overflow.  For instance, ptr + (1<<63) may be less
3388                  * than pkt_end, but that's because it's also less than pkt.
3389                  */
3390                 return;
3391
3392         new_range = dst_reg->off;
3393         if (range_right_open)
3394                 new_range--;
3395
3396         /* Examples for register markings:
3397          *
3398          * pkt_data in dst register:
3399          *
3400          *   r2 = r3;
3401          *   r2 += 8;
3402          *   if (r2 > pkt_end) goto <handle exception>
3403          *   <access okay>
3404          *
3405          *   r2 = r3;
3406          *   r2 += 8;
3407          *   if (r2 < pkt_end) goto <access okay>
3408          *   <handle exception>
3409          *
3410          *   Where:
3411          *     r2 == dst_reg, pkt_end == src_reg
3412          *     r2=pkt(id=n,off=8,r=0)
3413          *     r3=pkt(id=n,off=0,r=0)
3414          *
3415          * pkt_data in src register:
3416          *
3417          *   r2 = r3;
3418          *   r2 += 8;
3419          *   if (pkt_end >= r2) goto <access okay>
3420          *   <handle exception>
3421          *
3422          *   r2 = r3;
3423          *   r2 += 8;
3424          *   if (pkt_end <= r2) goto <handle exception>
3425          *   <access okay>
3426          *
3427          *   Where:
3428          *     pkt_end == dst_reg, r2 == src_reg
3429          *     r2=pkt(id=n,off=8,r=0)
3430          *     r3=pkt(id=n,off=0,r=0)
3431          *
3432          * Find register r3 and mark its range as r3=pkt(id=n,off=0,r=8)
3433          * or r3=pkt(id=n,off=0,r=8-1), so that range of bytes [r3, r3 + 8)
3434          * and [r3, r3 + 8-1) respectively is safe to access depending on
3435          * the check.
3436          */
3437
3438         /* If our ids match, then we must have the same max_value.  And we
3439          * don't care about the other reg's fixed offset, since if it's too big
3440          * the range won't allow anything.
3441          * dst_reg->off is known < MAX_PACKET_OFF, therefore it fits in a u16.
3442          */
3443         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
3444                 if (regs[i].type == type && regs[i].id == dst_reg->id)
3445                         /* keep the maximum range already checked */
3446                         regs[i].range = max(regs[i].range, new_range);
3447
3448         for (j = 0; j <= vstate->curframe; j++) {
3449                 state = vstate->frame[j];
3450                 for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
3451                         if (state->stack[i].slot_type[0] != STACK_SPILL)
3452                                 continue;
3453                         reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
3454                         if (reg->type == type && reg->id == dst_reg->id)
3455                                 reg->range = max(reg->range, new_range);
3456                 }
3457         }
3458 }
3459
3460 /* Adjusts the register min/max values in the case that the dst_reg is the
3461  * variable register that we are working on, and src_reg is a constant or we're
3462  * simply doing a BPF_K check.
3463  * In JEQ/JNE cases we also adjust the var_off values.
3464  */
3465 static void reg_set_min_max(struct bpf_reg_state *true_reg,
3466                             struct bpf_reg_state *false_reg, u64 val,
3467                             u8 opcode)
3468 {
3469         /* If the dst_reg is a pointer, we can't learn anything about its
3470          * variable offset from the compare (unless src_reg were a pointer into
3471          * the same object, but we don't bother with that.
3472          * Since false_reg and true_reg have the same type by construction, we
3473          * only need to check one of them for pointerness.
3474          */
3475         if (__is_pointer_value(false, false_reg))
3476                 return;
3477
3478         switch (opcode) {
3479         case BPF_JEQ:
3480                 /* If this is false then we know nothing Jon Snow, but if it is
3481                  * true then we know for sure.
3482                  */
3483                 __mark_reg_known(true_reg, val);
3484                 break;
3485         case BPF_JNE:
3486                 /* If this is true we know nothing Jon Snow, but if it is false
3487                  * we know the value for sure;
3488                  */
3489                 __mark_reg_known(false_reg, val);
3490                 break;
3491         case BPF_JGT:
3492                 false_reg->umax_value = min(false_reg->umax_value, val);
3493                 true_reg->umin_value = max(true_reg->umin_value, val + 1);
3494                 break;
3495         case BPF_JSGT:
3496                 false_reg->smax_value = min_t(s64, false_reg->smax_value, val);
3497                 true_reg->smin_value = max_t(s64, true_reg->smin_value, val + 1);
3498                 break;
3499         case BPF_JLT:
3500                 false_reg->umin_value = max(false_reg->umin_value, val);
3501                 true_reg->umax_value = min(true_reg->umax_value, val - 1);
3502                 break;
3503         case BPF_JSLT:
3504                 false_reg->smin_value = max_t(s64, false_reg->smin_value, val);
3505                 true_reg->smax_value = min_t(s64, true_reg->smax_value, val - 1);
3506                 break;
3507         case BPF_JGE:
3508                 false_reg->umax_value = min(false_reg->umax_value, val - 1);
3509                 true_reg->umin_value = max(true_reg->umin_value, val);
3510                 break;
3511         case BPF_JSGE:
3512                 false_reg->smax_value = min_t(s64, false_reg->smax_value, val - 1);
3513                 true_reg->smin_value = max_t(s64, true_reg->smin_value, val);
3514                 break;
3515         case BPF_JLE:
3516                 false_reg->umin_value = max(false_reg->umin_value, val + 1);
3517                 true_reg->umax_value = min(true_reg->umax_value, val);
3518                 break;
3519         case BPF_JSLE:
3520                 false_reg->smin_value = max_t(s64, false_reg->smin_value, val + 1);
3521                 true_reg->smax_value = min_t(s64, true_reg->smax_value, val);
3522                 break;
3523         default:
3524                 break;
3525         }
3526
3527         __reg_deduce_bounds(false_reg);
3528         __reg_deduce_bounds(true_reg);
3529         /* We might have learned some bits from the bounds. */
3530         __reg_bound_offset(false_reg);
3531         __reg_bound_offset(true_reg);
3532         /* Intersecting with the old var_off might have improved our bounds
3533          * slightly.  e.g. if umax was 0x7f...f and var_off was (0; 0xf...fc),
3534          * then new var_off is (0; 0x7f...fc) which improves our umax.
3535          */
3536         __update_reg_bounds(false_reg);
3537         __update_reg_bounds(true_reg);
3538 }
3539
3540 /* Same as above, but for the case that dst_reg holds a constant and src_reg is
3541  * the variable reg.
3542  */
3543 static void reg_set_min_max_inv(struct bpf_reg_state *true_reg,
3544                                 struct bpf_reg_state *false_reg, u64 val,
3545                                 u8 opcode)
3546 {
3547         if (__is_pointer_value(false, false_reg))
3548                 return;
3549
3550         switch (opcode) {
3551         case BPF_JEQ:
3552                 /* If this is false then we know nothing Jon Snow, but if it is
3553                  * true then we know for sure.
3554                  */
3555                 __mark_reg_known(true_reg, val);
3556                 break;
3557         case BPF_JNE:
3558                 /* If this is true we know nothing Jon Snow, but if it is false
3559                  * we know the value for sure;
3560                  */
3561                 __mark_reg_known(false_reg, val);
3562                 break;
3563         case BPF_JGT:
3564                 true_reg->umax_value = min(true_reg->umax_value, val - 1);
3565                 false_reg->umin_value = max(false_reg->umin_value, val);
3566                 break;
3567         case BPF_JSGT:
3568                 true_reg->smax_value = min_t(s64, true_reg->smax_value, val - 1);
3569                 false_reg->smin_value = max_t(s64, false_reg->smin_value, val);
3570                 break;
3571         case BPF_JLT:
3572                 true_reg->umin_value = max(true_reg->umin_value, val + 1);
3573                 false_reg->umax_value = min(false_reg->umax_value, val);
3574                 break;
3575         case BPF_JSLT:
3576                 true_reg->smin_value = max_t(s64, true_reg->smin_value, val + 1);
3577                 false_reg->smax_value = min_t(s64, false_reg->smax_value, val);
3578                 break;
3579         case BPF_JGE:
3580                 true_reg->umax_value = min(true_reg->umax_value, val);
3581                 false_reg->umin_value = max(false_reg->umin_value, val + 1);
3582                 break;
3583         case BPF_JSGE:
3584                 true_reg->smax_value = min_t(s64, true_reg->smax_value, val);
3585                 false_reg->smin_value = max_t(s64, false_reg->smin_value, val + 1);
3586                 break;
3587         case BPF_JLE:
3588                 true_reg->umin_value = max(true_reg->umin_value, val);
3589                 false_reg->umax_value = min(false_reg->umax_value, val - 1);
3590                 break;
3591         case BPF_JSLE:
3592                 true_reg->smin_value = max_t(s64, true_reg->smin_value, val);
3593                 false_reg->smax_value = min_t(s64, false_reg->smax_value, val - 1);
3594                 break;
3595         default:
3596                 break;
3597         }
3598
3599         __reg_deduce_bounds(false_reg);
3600         __reg_deduce_bounds(true_reg);
3601         /* We might have learned some bits from the bounds. */
3602         __reg_bound_offset(false_reg);
3603         __reg_bound_offset(true_reg);
3604         /* Intersecting with the old var_off might have improved our bounds
3605          * slightly.  e.g. if umax was 0x7f...f and var_off was (0; 0xf...fc),
3606          * then new var_off is (0; 0x7f...fc) which improves our umax.
3607          */
3608         __update_reg_bounds(false_reg);
3609         __update_reg_bounds(true_reg);
3610 }
3611
3612 /* Regs are known to be equal, so intersect their min/max/var_off */
3613 static void __reg_combine_min_max(struct bpf_reg_state *src_reg,
3614                                   struct bpf_reg_state *dst_reg)
3615 {
3616         src_reg->umin_value = dst_reg->umin_value = max(src_reg->umin_value,
3617                                                         dst_reg->umin_value);
3618         src_reg->umax_value = dst_reg->umax_value = min(src_reg->umax_value,
3619                                                         dst_reg->umax_value);
3620         src_reg->smin_value = dst_reg->smin_value = max(src_reg->smin_value,
3621                                                         dst_reg->smin_value);
3622         src_reg->smax_value = dst_reg->smax_value = min(src_reg->smax_value,
3623                                                         dst_reg->smax_value);
3624         src_reg->var_off = dst_reg->var_off = tnum_intersect(src_reg->var_off,
3625                                                              dst_reg->var_off);
3626         /* We might have learned new bounds from the var_off. */
3627         __update_reg_bounds(src_reg);
3628         __update_reg_bounds(dst_reg);
3629         /* We might have learned something about the sign bit. */
3630         __reg_deduce_bounds(src_reg);
3631         __reg_deduce_bounds(dst_reg);
3632         /* We might have learned some bits from the bounds. */
3633         __reg_bound_offset(src_reg);
3634         __reg_bound_offset(dst_reg);
3635         /* Intersecting with the old var_off might have improved our bounds
3636          * slightly.  e.g. if umax was 0x7f...f and var_off was (0; 0xf...fc),
3637          * then new var_off is (0; 0x7f...fc) which improves our umax.
3638          */
3639         __update_reg_bounds(src_reg);
3640         __update_reg_bounds(dst_reg);
3641 }
3642
3643 static void reg_combine_min_max(struct bpf_reg_state *true_src,
3644                                 struct bpf_reg_state *true_dst,
3645                                 struct bpf_reg_state *false_src,
3646                                 struct bpf_reg_state *false_dst,
3647                                 u8 opcode)
3648 {
3649         switch (opcode) {
3650         case BPF_JEQ:
3651                 __reg_combine_min_max(true_src, true_dst);
3652                 break;
3653         case BPF_JNE:
3654                 __reg_combine_min_max(false_src, false_dst);
3655                 break;
3656         }
3657 }
3658
3659 static void mark_map_reg(struct bpf_reg_state *regs, u32 regno, u32 id,
3660                          bool is_null)
3661 {
3662         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
3663
3664         if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL && reg->id == id) {
3665                 /* Old offset (both fixed and variable parts) should
3666                  * have been known-zero, because we don't allow pointer
3667                  * arithmetic on pointers that might be NULL.
3668                  */
3669                 if (WARN_ON_ONCE(reg->smin_value || reg->smax_value ||
3670                                  !tnum_equals_const(reg->var_off, 0) ||
3671                                  reg->off)) {
3672                         __mark_reg_known_zero(reg);
3673                         reg->off = 0;
3674                 }
3675                 if (is_null) {
3676                         reg->type = SCALAR_VALUE;
3677                 } else if (reg->map_ptr->inner_map_meta) {
3678                         reg->type = CONST_PTR_TO_MAP;
3679                         reg->map_ptr = reg->map_ptr->inner_map_meta;
3680                 } else {
3681                         reg->type = PTR_TO_MAP_VALUE;
3682                 }
3683                 /* We don't need id from this point onwards anymore, thus we
3684                  * should better reset it, so that state pruning has chances
3685                  * to take effect.
3686                  */
3687                 reg->id = 0;
3688         }
3689 }
3690
3691 /* The logic is similar to find_good_pkt_pointers(), both could eventually
3692  * be folded together at some point.
3693  */
3694 static void mark_map_regs(struct bpf_verifier_state *vstate, u32 regno,
3695                           bool is_null)
3696 {
3697         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
3698         struct bpf_reg_state *regs = state->regs;
3699         u32 id = regs[regno].id;
3700         int i, j;
3701
3702         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
3703                 mark_map_reg(regs, i, id, is_null);
3704
3705         for (j = 0; j <= vstate->curframe; j++) {
3706                 state = vstate->frame[j];
3707                 for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
3708                         if (state->stack[i].slot_type[0] != STACK_SPILL)
3709                                 continue;
3710                         mark_map_reg(&state->stack[i].spilled_ptr, 0, id, is_null);
3711                 }
3712         }
3713 }
3714
3715 static bool try_match_pkt_pointers(const struct bpf_insn *insn,
3716                                    struct bpf_reg_state *dst_reg,
3717                                    struct bpf_reg_state *src_reg,
3718                                    struct bpf_verifier_state *this_branch,
3719                                    struct bpf_verifier_state *other_branch)
3720 {
3721         if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_X)
3722                 return false;
3723
3724         switch (BPF_OP(insn->code)) {
3725         case BPF_JGT:
3726                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
3727                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
3728                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
3729                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
3730                         /* pkt_data' > pkt_end, pkt_meta' > pkt_data */
3731                         find_good_pkt_pointers(this_branch, dst_reg,
3732                                                dst_reg->type, false);
3733                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
3734                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
3735                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
3736                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
3737                         /* pkt_end > pkt_data', pkt_data > pkt_meta' */
3738                         find_good_pkt_pointers(other_branch, src_reg,
3739                                                src_reg->type, true);
3740                 } else {
3741                         return false;
3742                 }
3743                 break;
3744         case BPF_JLT:
3745                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
3746                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
3747                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
3748                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
3749                         /* pkt_data' < pkt_end, pkt_meta' < pkt_data */
3750                         find_good_pkt_pointers(other_branch, dst_reg,
3751                                                dst_reg->type, true);
3752                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
3753                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
3754                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
3755                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
3756                         /* pkt_end < pkt_data', pkt_data > pkt_meta' */
3757                         find_good_pkt_pointers(this_branch, src_reg,
3758                                                src_reg->type, false);
3759                 } else {
3760                         return false;
3761                 }
3762                 break;
3763         case BPF_JGE:
3764                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
3765                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
3766                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
3767                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
3768                         /* pkt_data' >= pkt_end, pkt_meta' >= pkt_data */
3769                         find_good_pkt_pointers(this_branch, dst_reg,
3770                                                dst_reg->type, true);
3771                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
3772                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
3773                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
3774                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
3775                         /* pkt_end >= pkt_data', pkt_data >= pkt_meta' */
3776                         find_good_pkt_pointers(other_branch, src_reg,
3777                                                src_reg->type, false);
3778                 } else {
3779                         return false;
3780                 }
3781                 break;
3782         case BPF_JLE:
3783                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
3784                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
3785                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
3786                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
3787                         /* pkt_data' <= pkt_end, pkt_meta' <= pkt_data */
3788                         find_good_pkt_pointers(other_branch, dst_reg,
3789                                                dst_reg->type, false);
3790                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
3791                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
3792                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
3793                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
3794                         /* pkt_end <= pkt_data', pkt_data <= pkt_meta' */
3795                         find_good_pkt_pointers(this_branch, src_reg,
3796                                                src_reg->type, true);
3797                 } else {
3798                         return false;
3799                 }
3800                 break;
3801         default:
3802                 return false;
3803         }
3804
3805         return true;
3806 }
3807
3808 static int check_cond_jmp_op(struct bpf_verifier_env *env,
3809                              struct bpf_insn *insn, int *insn_idx)
3810 {
3811         struct bpf_verifier_state *this_branch = env->cur_state;
3812         struct bpf_verifier_state *other_branch;
3813         struct bpf_reg_state *regs = this_branch->frame[this_branch->curframe]->regs;
3814         struct bpf_reg_state *dst_reg, *other_branch_regs;
3815         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
3816         int err;
3817
3818         if (opcode > BPF_JSLE) {
3819                 verbose(env, "invalid BPF_JMP opcode %x\n", opcode);
3820                 return -EINVAL;
3821         }
3822
3823         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
3824                 if (insn->imm != 0) {
3825                         verbose(env, "BPF_JMP uses reserved fields\n");
3826                         return -EINVAL;
3827                 }
3828
3829                 /* check src1 operand */
3830                 err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
3831                 if (err)
3832                         return err;
3833
3834                 if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
3835                         verbose(env, "R%d pointer comparison prohibited\n",
3836                                 insn->src_reg);
3837                         return -EACCES;
3838                 }
3839         } else {
3840                 if (insn->src_reg != BPF_REG_0) {
3841                         verbose(env, "BPF_JMP uses reserved fields\n");
3842                         return -EINVAL;
3843                 }
3844         }
3845
3846         /* check src2 operand */
3847         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
3848         if (err)
3849                 return err;
3850
3851         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
3852
3853         /* detect if R == 0 where R was initialized to zero earlier */
3854         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_K &&
3855             (opcode == BPF_JEQ || opcode == BPF_JNE) &&
3856             dst_reg->type == SCALAR_VALUE &&
3857             tnum_is_const(dst_reg->var_off)) {
3858                 if ((opcode == BPF_JEQ && dst_reg->var_off.value == insn->imm) ||
3859                     (opcode == BPF_JNE && dst_reg->var_off.value != insn->imm)) {
3860                         /* if (imm == imm) goto pc+off;
3861                          * only follow the goto, ignore fall-through
3862                          */
3863                         *insn_idx += insn->off;
3864                         return 0;
3865                 } else {
3866                         /* if (imm != imm) goto pc+off;
3867                          * only follow fall-through branch, since
3868                          * that's where the program will go
3869                          */
3870                         return 0;
3871                 }
3872         }
3873
3874         other_branch = push_stack(env, *insn_idx + insn->off + 1, *insn_idx);
3875         if (!other_branch)
3876                 return -EFAULT;
3877         other_branch_regs = other_branch->frame[other_branch->curframe]->regs;
3878
3879         /* detect if we are comparing against a constant value so we can adjust
3880          * our min/max values for our dst register.
3881          * this is only legit if both are scalars (or pointers to the same
3882          * object, I suppose, but we don't support that right now), because
3883          * otherwise the different base pointers mean the offsets aren't
3884          * comparable.
3885          */
3886         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
3887                 if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE &&
3888                     regs[insn->src_reg].type == SCALAR_VALUE) {
3889                         if (tnum_is_const(regs[insn->src_reg].var_off))
3890                                 reg_set_min_max(&other_branch_regs[insn->dst_reg],
3891                                                 dst_reg, regs[insn->src_reg].var_off.value,
3892                                                 opcode);
3893                         else if (tnum_is_const(dst_reg->var_off))
3894                                 reg_set_min_max_inv(&other_branch_regs[insn->src_reg],
3895                                                     &regs[insn->src_reg],
3896                                                     dst_reg->var_off.value, opcode);
3897                         else if (opcode == BPF_JEQ || opcode == BPF_JNE)
3898                                 /* Comparing for equality, we can combine knowledge */
3899                                 reg_combine_min_max(&other_branch_regs[insn->src_reg],
3900                                                     &other_branch_regs[insn->dst_reg],
3901                                                     &regs[insn->src_reg],
3902                                                     &regs[insn->dst_reg], opcode);
3903                 }
3904         } else if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE) {
3905                 reg_set_min_max(&other_branch_regs[insn->dst_reg],
3906                                         dst_reg, insn->imm, opcode);
3907         }
3908
3909         /* detect if R == 0 where R is returned from bpf_map_lookup_elem() */
3910         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_K &&
3911             insn->imm == 0 && (opcode == BPF_JEQ || opcode == BPF_JNE) &&
3912             dst_reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL) {
3913                 /* Mark all identical map registers in each branch as either
3914                  * safe or unknown depending R == 0 or R != 0 conditional.
3915                  */
3916                 mark_map_regs(this_branch, insn->dst_reg, opcode == BPF_JNE);
3917                 mark_map_regs(other_branch, insn->dst_reg, opcode == BPF_JEQ);
3918         } else if (!try_match_pkt_pointers(insn, dst_reg, &regs[insn->src_reg],
3919                                            this_branch, other_branch) &&
3920                    is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
3921                 verbose(env, "R%d pointer comparison prohibited\n",
3922                         insn->dst_reg);
3923                 return -EACCES;
3924         }
3925         if (env->log.level)
3926                 print_verifier_state(env, this_branch->frame[this_branch->curframe]);
3927         return 0;
3928 }
3929
3930 /* return the map pointer stored inside BPF_LD_IMM64 instruction */
3931 static struct bpf_map *ld_imm64_to_map_ptr(struct bpf_insn *insn)
3932 {
3933         u64 imm64 = ((u64) (u32) insn[0].imm) | ((u64) (u32) insn[1].imm) << 32;
3934
3935         return (struct bpf_map *) (unsigned long) imm64;
3936 }
3937
3938 /* verify BPF_LD_IMM64 instruction */
3939 static int check_ld_imm(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
3940 {
3941         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
3942         int err;
3943
3944         if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW) {
3945                 verbose(env, "invalid BPF_LD_IMM insn\n");
3946                 return -EINVAL;
3947         }
3948         if (insn->off != 0) {
3949                 verbose(env, "BPF_LD_IMM64 uses reserved fields\n");
3950                 return -EINVAL;
3951         }
3952
3953         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP);
3954         if (err)
3955                 return err;
3956
3957         if (insn->src_reg == 0) {
3958                 u64 imm = ((u64)(insn + 1)->imm << 32) | (u32)insn->imm;
3959
3960                 regs[insn->dst_reg].type = SCALAR_VALUE;
3961                 __mark_reg_known(&regs[insn->dst_reg], imm);
3962                 return 0;
3963         }
3964
3965         /* replace_map_fd_with_map_ptr() should have caught bad ld_imm64 */
3966         BUG_ON(insn->src_reg != BPF_PSEUDO_MAP_FD);
3967
3968         regs[insn->dst_reg].type = CONST_PTR_TO_MAP;
3969         regs[insn->dst_reg].map_ptr = ld_imm64_to_map_ptr(insn);
3970         return 0;
3971 }
3972
3973 static bool may_access_skb(enum bpf_prog_type type)
3974 {
3975         switch (type) {
3976         case BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER:
3977         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
3978         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
3979                 return true;
3980         default:
3981                 return false;
3982         }
3983 }
3984
3985 /* verify safety of LD_ABS|LD_IND instructions:
3986  * - they can only appear in the programs where ctx == skb
3987  * - since they are wrappers of function calls, they scratch R1-R5 registers,
3988  *   preserve R6-R9, and store return value into R0
3989  *
3990  * Implicit input:
3991  *   ctx == skb == R6 == CTX
3992  *
3993  * Explicit input:
3994  *   SRC == any register
3995  *   IMM == 32-bit immediate
3996  *
3997  * Output:
3998  *   R0 - 8/16/32-bit skb data converted to cpu endianness
3999  */
4000 static int check_ld_abs(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
4001 {
4002         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
4003         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
4004         int i, err;
4005
4006         if (!may_access_skb(env->prog->type)) {
4007                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] instructions not allowed for this program type\n");
4008                 return -EINVAL;
4009         }
4010
4011         if (!env->ops->gen_ld_abs) {
4012                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
4013                 return -EINVAL;
4014         }
4015
4016         if (env->subprog_cnt > 1) {
4017                 /* when program has LD_ABS insn JITs and interpreter assume
4018                  * that r1 == ctx == skb which is not the case for callees
4019                  * that can have arbitrary arguments. It's problematic
4020                  * for main prog as well since JITs would need to analyze
4021                  * all functions in order to make proper register save/restore
4022                  * decisions in the main prog. Hence disallow LD_ABS with calls
4023                  */
4024                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] instructions cannot be mixed with bpf-to-bpf calls\n");
4025                 return -EINVAL;
4026         }
4027
4028         if (insn->dst_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0 ||
4029             BPF_SIZE(insn->code) == BPF_DW ||
4030             (mode == BPF_ABS && insn->src_reg != BPF_REG_0)) {
4031                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] uses reserved fields\n");
4032                 return -EINVAL;
4033         }
4034
4035         /* check whether implicit source operand (register R6) is readable */
4036         err = check_reg_arg(env, BPF_REG_6, SRC_OP);
4037         if (err)
4038                 return err;
4039
4040         if (regs[BPF_REG_6].type != PTR_TO_CTX) {
4041                 verbose(env,
4042                         "at the time of BPF_LD_ABS|IND R6 != pointer to skb\n");
4043                 return -EINVAL;
4044         }
4045
4046         if (mode == BPF_IND) {
4047                 /* check explicit source operand */
4048                 err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
4049                 if (err)
4050                         return err;
4051         }
4052
4053         /* reset caller saved regs to unreadable */
4054         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
4055                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
4056                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
4057         }
4058
4059         /* mark destination R0 register as readable, since it contains
4060          * the value fetched from the packet.
4061          * Already marked as written above.
4062          */
4063         mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
4064         return 0;
4065 }
4066
4067 static int check_return_code(struct bpf_verifier_env *env)
4068 {
4069         struct bpf_reg_state *reg;
4070         struct tnum range = tnum_range(0, 1);
4071
4072         switch (env->prog->type) {
4073         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SKB:
4074         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK:
4075         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK_ADDR:
4076         case BPF_PROG_TYPE_SOCK_OPS:
4077         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_DEVICE:
4078                 break;
4079         default:
4080                 return 0;
4081         }
4082
4083         reg = cur_regs(env) + BPF_REG_0;
4084         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
4085                 verbose(env, "At program exit the register R0 is not a known value (%s)\n",
4086                         reg_type_str[reg->type]);
4087                 return -EINVAL;
4088         }
4089
4090         if (!tnum_in(range, reg->var_off)) {
4091                 verbose(env, "At program exit the register R0 ");
4092                 if (!tnum_is_unknown(reg->var_off)) {
4093                         char tn_buf[48];
4094
4095                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
4096                         verbose(env, "has value %s", tn_buf);
4097                 } else {
4098                         verbose(env, "has unknown scalar value");
4099                 }
4100                 verbose(env, " should have been 0 or 1\n");
4101                 return -EINVAL;
4102         }
4103         return 0;
4104 }
4105
4106 /* non-recursive DFS pseudo code
4107  * 1  procedure DFS-iterative(G,v):
4108  * 2      label v as discovered
4109  * 3      let S be a stack
4110  * 4      S.push(v)
4111  * 5      while S is not empty
4112  * 6            t <- S.pop()
4113  * 7            if t is what we're looking for:
4114  * 8                return t
4115  * 9            for all edges e in G.adjacentEdges(t) do
4116  * 10               if edge e is already labelled
4117  * 11                   continue with the next edge
4118  * 12               w <- G.adjacentVertex(t,e)
4119  * 13               if vertex w is not discovered and not explored
4120  * 14                   label e as tree-edge
4121  * 15                   label w as discovered
4122  * 16                   S.push(w)
4123  * 17                   continue at 5
4124  * 18               else if vertex w is discovered
4125  * 19                   label e as back-edge
4126  * 20               else
4127  * 21                   // vertex w is explored
4128  * 22                   label e as forward- or cross-edge
4129  * 23           label t as explored
4130  * 24           S.pop()
4131  *
4132  * convention:
4133  * 0x10 - discovered
4134  * 0x11 - discovered and fall-through edge labelled
4135  * 0x12 - discovered and fall-through and branch edges labelled
4136  * 0x20 - explored
4137  */
4138
4139 enum {
4140         DISCOVERED = 0x10,
4141         EXPLORED = 0x20,
4142         FALLTHROUGH = 1,
4143         BRANCH = 2,
4144 };
4145
4146 #define STATE_LIST_MARK ((struct bpf_verifier_state_list *) -1L)
4147
4148 static int *insn_stack; /* stack of insns to process */
4149 static int cur_stack;   /* current stack index */
4150 static int *insn_state;
4151
4152 /* t, w, e - match pseudo-code above:
4153  * t - index of current instruction
4154  * w - next instruction
4155  * e - edge
4156  */
4157 static int push_insn(int t, int w, int e, struct bpf_verifier_env *env)
4158 {
4159         if (e == FALLTHROUGH && insn_state[t] >= (DISCOVERED | FALLTHROUGH))
4160                 return 0;
4161
4162         if (e == BRANCH && insn_state[t] >= (DISCOVERED | BRANCH))
4163                 return 0;
4164
4165         if (w < 0 || w >= env->prog->len) {
4166                 verbose(env, "jump out of range from insn %d to %d\n", t, w);
4167                 return -EINVAL;
4168         }
4169
4170         if (e == BRANCH)
4171                 /* mark branch target for state pruning */
4172                 env->explored_states[w] = STATE_LIST_MARK;
4173
4174         if (insn_state[w] == 0) {
4175                 /* tree-edge */
4176                 insn_state[t] = DISCOVERED | e;
4177                 insn_state[w] = DISCOVERED;
4178                 if (cur_stack >= env->prog->len)
4179                         return -E2BIG;
4180                 insn_stack[cur_stack++] = w;
4181                 return 1;
4182         } else if ((insn_state[w] & 0xF0) == DISCOVERED) {
4183                 verbose(env, "back-edge from insn %d to %d\n", t, w);
4184                 return -EINVAL;
4185         } else if (insn_state[w] == EXPLORED) {
4186                 /* forward- or cross-edge */
4187                 insn_state[t] = DISCOVERED | e;
4188         } else {
4189                 verbose(env, "insn state internal bug\n");
4190                 return -EFAULT;
4191         }
4192         return 0;
4193 }
4194
4195 /* non-recursive depth-first-search to detect loops in BPF program
4196  * loop == back-edge in directed graph
4197  */
4198 static int check_cfg(struct bpf_verifier_env *env)
4199 {
4200         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
4201         int insn_cnt = env->prog->len;
4202         int ret = 0;
4203         int i, t;
4204
4205         ret = check_subprogs(env);
4206         if (ret < 0)
4207                 return ret;
4208
4209         insn_state = kcalloc(insn_cnt, sizeof(int), GFP_KERNEL);
4210         if (!insn_state)
4211                 return -ENOMEM;
4212
4213         insn_stack = kcalloc(insn_cnt, sizeof(int), GFP_KERNEL);
4214         if (!insn_stack) {
4215                 kfree(insn_state);
4216                 return -ENOMEM;
4217         }
4218
4219         insn_state[0] = DISCOVERED; /* mark 1st insn as discovered */
4220         insn_stack[0] = 0; /* 0 is the first instruction */
4221         cur_stack = 1;
4222
4223 peek_stack:
4224         if (cur_stack == 0)
4225                 goto check_state;
4226         t = insn_stack[cur_stack - 1];
4227
4228         if (BPF_CLASS(insns[t].code) == BPF_JMP) {
4229                 u8 opcode = BPF_OP(insns[t].code);
4230
4231                 if (opcode == BPF_EXIT) {
4232                         goto mark_explored;
4233                 } else if (opcode == BPF_CALL) {
4234                         ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env);
4235                         if (ret == 1)
4236                                 goto peek_stack;
4237                         else if (ret < 0)
4238                                 goto err_free;
4239                         if (t + 1 < insn_cnt)
4240                                 env->explored_states[t + 1] = STATE_LIST_MARK;
4241                         if (insns[t].src_reg == BPF_PSEUDO_CALL) {
4242                                 env->explored_states[t] = STATE_LIST_MARK;
4243                                 ret = push_insn(t, t + insns[t].imm + 1, BRANCH, env);
4244                                 if (ret == 1)
4245                                         goto peek_stack;
4246                                 else if (ret < 0)
4247                                         goto err_free;
4248                         }
4249                 } else if (opcode == BPF_JA) {
4250                         if (BPF_SRC(insns[t].code) != BPF_K) {
4251                                 ret = -EINVAL;
4252                                 goto err_free;
4253                         }
4254                         /* unconditional jump with single edge */
4255                         ret = push_insn(t, t + insns[t].off + 1,
4256                                         FALLTHROUGH, env);
4257                         if (ret == 1)
4258                                 goto peek_stack;
4259                         else if (ret < 0)
4260                                 goto err_free;
4261                         /* tell verifier to check for equivalent states
4262                          * after every call and jump
4263                          */
4264                         if (t + 1 < insn_cnt)
4265                                 env->explored_states[t + 1] = STATE_LIST_MARK;
4266                 } else {
4267                         /* conditional jump with two edges */
4268                         env->explored_states[t] = STATE_LIST_MARK;
4269                         ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env);
4270                         if (ret == 1)
4271                                 goto peek_stack;
4272                         else if (ret < 0)
4273                                 goto err_free;
4274
4275                         ret = push_insn(t, t + insns[t].off + 1, BRANCH, env);
4276                         if (ret == 1)
4277                                 goto peek_stack;
4278                         else if (ret < 0)
4279                                 goto err_free;
4280                 }
4281         } else {
4282                 /* all other non-branch instructions with single
4283                  * fall-through edge
4284                  */
4285                 ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env);
4286                 if (ret == 1)
4287                         goto peek_stack;
4288                 else if (ret < 0)
4289                         goto err_free;
4290         }
4291
4292 mark_explored:
4293         insn_state[t] = EXPLORED;
4294         if (cur_stack-- <= 0) {
4295                 verbose(env, "pop stack internal bug\n");
4296                 ret = -EFAULT;
4297                 goto err_free;
4298         }
4299         goto peek_stack;
4300
4301 check_state:
4302         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
4303                 if (insn_state[i] != EXPLORED) {
4304                         verbose(env, "unreachable insn %d\n", i);
4305                         ret = -EINVAL;
4306                         goto err_free;
4307                 }
4308         }
4309         ret = 0; /* cfg looks good */
4310
4311 err_free:
4312         kfree(insn_state);
4313         kfree(insn_stack);
4314         return ret;
4315 }
4316
4317 /* check %cur's range satisfies %old's */
4318 static bool range_within(struct bpf_reg_state *old,
4319                          struct bpf_reg_state *cur)
4320 {
4321         return old->umin_value <= cur->umin_value &&
4322                old->umax_value >= cur->umax_value &&
4323                old->smin_value <= cur->smin_value &&
4324                old->smax_value >= cur->smax_value;
4325 }
4326
4327 /* Maximum number of register states that can exist at once */
4328 #define ID_MAP_SIZE     (MAX_BPF_REG + MAX_BPF_STACK / BPF_REG_SIZE)
4329 struct idpair {
4330         u32 old;
4331         u32 cur;
4332 };
4333
4334 /* If in the old state two registers had the same id, then they need to have
4335  * the same id in the new state as well.  But that id could be different from
4336  * the old state, so we need to track the mapping from old to new ids.
4337  * Once we have seen that, say, a reg with old id 5 had new id 9, any subsequent
4338  * regs with old id 5 must also have new id 9 for the new state to be safe.  But
4339  * regs with a different old id could still have new id 9, we don't care about
4340  * that.
4341  * So we look through our idmap to see if this old id has been seen before.  If
4342  * so, we require the new id to match; otherwise, we add the id pair to the map.
4343  */
4344 static bool check_ids(u32 old_id, u32 cur_id, struct idpair *idmap)
4345 {
4346         unsigned int i;
4347
4348         for (i = 0; i < ID_MAP_SIZE; i++) {
4349                 if (!idmap[i].old) {
4350                         /* Reached an empty slot; haven't seen this id before */
4351                         idmap[i].old = old_id;
4352                         idmap[i].cur = cur_id;
4353                         return true;
4354                 }
4355                 if (idmap[i].old == old_id)
4356                         return idmap[i].cur == cur_id;
4357         }
4358         /* We ran out of idmap slots, which should be impossible */
4359         WARN_ON_ONCE(1);
4360         return false;
4361 }
4362
4363 /* Returns true if (rold safe implies rcur safe) */
4364 static bool regsafe(struct bpf_reg_state *rold, struct bpf_reg_state *rcur,
4365                     struct idpair *idmap)
4366 {
4367         bool equal;
4368
4369         if (!(rold->live & REG_LIVE_READ))
4370                 /* explored state didn't use this */
4371                 return true;
4372
4373         equal = memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, frameno)) == 0;
4374
4375         if (rold->type == PTR_TO_STACK)
4376                 /* two stack pointers are equal only if they're pointing to
4377                  * the same stack frame, since fp-8 in foo != fp-8 in bar
4378                  */
4379                 return equal && rold->frameno == rcur->frameno;
4380
4381         if (equal)
4382                 return true;
4383
4384         if (rold->type == NOT_INIT)
4385                 /* explored state can't have used this */
4386                 return true;
4387         if (rcur->type == NOT_INIT)
4388                 return false;
4389         switch (rold->type) {
4390         case SCALAR_VALUE:
4391                 if (rcur->type == SCALAR_VALUE) {
4392                         /* new val must satisfy old val knowledge */
4393                         return range_within(rold, rcur) &&
4394                                tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off);
4395                 } else {
4396                         /* We're trying to use a pointer in place of a scalar.
4397                          * Even if the scalar was unbounded, this could lead to
4398                          * pointer leaks because scalars are allowed to leak
4399                          * while pointers are not. We could make this safe in
4400                          * special cases if root is calling us, but it's
4401                          * probably not worth the hassle.
4402                          */
4403                         return false;
4404                 }
4405         case PTR_TO_MAP_VALUE:
4406                 /* If the new min/max/var_off satisfy the old ones and
4407                  * everything else matches, we are OK.
4408                  * We don't care about the 'id' value, because nothing
4409                  * uses it for PTR_TO_MAP_VALUE (only for ..._OR_NULL)
4410                  */
4411                 return memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, id)) == 0 &&
4412                        range_within(rold, rcur) &&
4413                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off);
4414         case PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL:
4415                 /* a PTR_TO_MAP_VALUE could be safe to use as a
4416                  * PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL into the same map.
4417                  * However, if the old PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL then got NULL-
4418                  * checked, doing so could have affected others with the same
4419                  * id, and we can't check for that because we lost the id when
4420                  * we converted to a PTR_TO_MAP_VALUE.
4421                  */
4422                 if (rcur->type != PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL)
4423                         return false;
4424                 if (memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, id)))
4425                         return false;
4426                 /* Check our ids match any regs they're supposed to */
4427                 return check_ids(rold->id, rcur->id, idmap);
4428         case PTR_TO_PACKET_META:
4429         case PTR_TO_PACKET:
4430                 if (rcur->type != rold->type)
4431                         return false;
4432                 /* We must have at least as much range as the old ptr
4433                  * did, so that any accesses which were safe before are
4434                  * still safe.  This is true even if old range < old off,
4435                  * since someone could have accessed through (ptr - k), or
4436                  * even done ptr -= k in a register, to get a safe access.
4437                  */
4438                 if (rold->range > rcur->range)
4439                         return false;
4440                 /* If the offsets don't match, we can't trust our alignment;
4441                  * nor can we be sure that we won't fall out of range.
4442                  */
4443                 if (rold->off != rcur->off)
4444                         return false;
4445                 /* id relations must be preserved */
4446                 if (rold->id && !check_ids(rold->id, rcur->id, idmap))
4447                         return false;
4448                 /* new val must satisfy old val knowledge */
4449                 return range_within(rold, rcur) &&
4450                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off);
4451         case PTR_TO_CTX:
4452         case CONST_PTR_TO_MAP:
4453         case PTR_TO_PACKET_END:
4454                 /* Only valid matches are exact, which memcmp() above
4455                  * would have accepted
4456                  */
4457         default:
4458                 /* Don't know what's going on, just say it's not safe */
4459                 return false;
4460         }
4461
4462         /* Shouldn't get here; if we do, say it's not safe */
4463         WARN_ON_ONCE(1);
4464         return false;
4465 }
4466
4467 static bool stacksafe(struct bpf_func_state *old,
4468                       struct bpf_func_state *cur,
4469                       struct idpair *idmap)
4470 {
4471         int i, spi;
4472
4473         /* if explored stack has more populated slots than current stack
4474          * such stacks are not equivalent
4475          */
4476         if (old->allocated_stack > cur->allocated_stack)
4477                 return false;
4478
4479         /* walk slots of the explored stack and ignore any additional
4480          * slots in the current stack, since explored(safe) state
4481          * didn't use them
4482          */
4483         for (i = 0; i < old->allocated_stack; i++) {
4484                 spi = i / BPF_REG_SIZE;
4485
4486                 if (!(old->stack[spi].spilled_ptr.live & REG_LIVE_READ))
4487                         /* explored state didn't use this */
4488                         continue;
4489
4490                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_INVALID)
4491                         continue;
4492                 /* if old state was safe with misc data in the stack
4493                  * it will be safe with zero-initialized stack.
4494                  * The opposite is not true
4495                  */
4496                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_MISC &&
4497                     cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_ZERO)
4498                         continue;
4499                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] !=
4500                     cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE])
4501                         /* Ex: old explored (safe) state has STACK_SPILL in
4502                          * this stack slot, but current has has STACK_MISC ->
4503                          * this verifier states are not equivalent,
4504                          * return false to continue verification of this path
4505                          */
4506                         return false;
4507                 if (i % BPF_REG_SIZE)
4508                         continue;
4509                 if (old->stack[spi].slot_type[0] != STACK_SPILL)
4510                         continue;
4511                 if (!regsafe(&old->stack[spi].spilled_ptr,
4512                              &cur->stack[spi].spilled_ptr,
4513                              idmap))
4514                         /* when explored and current stack slot are both storing
4515                          * spilled registers, check that stored pointers types
4516                          * are the same as well.
4517                          * Ex: explored safe path could have stored
4518                          * (bpf_reg_state) {.type = PTR_TO_STACK, .off = -8}
4519                          * but current path has stored:
4520                          * (bpf_reg_state) {.type = PTR_TO_STACK, .off = -16}
4521                          * such verifier states are not equivalent.
4522                          * return false to continue verification of this path
4523                          */
4524                         return false;
4525         }
4526         return true;
4527 }
4528
4529 /* compare two verifier states
4530  *
4531  * all states stored in state_list are known to be valid, since
4532  * verifier reached 'bpf_exit' instruction through them
4533  *
4534  * this function is called when verifier exploring different branches of
4535  * execution popped from the state stack. If it sees an old state that has
4536  * more strict register state and more strict stack state then this execution
4537  * branch doesn't need to be explored further, since verifier already
4538  * concluded that more strict state leads to valid finish.
4539  *
4540  * Therefore two states are equivalent if register state is more conservative
4541  * and explored stack state is more conservative than the current one.
4542  * Example:
4543  *       explored                   current
4544  * (slot1=INV slot2=MISC) == (slot1=MISC slot2=MISC)
4545  * (slot1=MISC slot2=MISC) != (slot1=INV slot2=MISC)
4546  *
4547  * In other words if current stack state (one being explored) has more
4548  * valid slots than old one that already passed validation, it means
4549  * the verifier can stop exploring and conclude that current state is valid too
4550  *
4551  * Similarly with registers. If explored state has register type as invalid
4552  * whereas register type in current state is meaningful, it means that
4553  * the current state will reach 'bpf_exit' instruction safely
4554  */
4555 static bool func_states_equal(struct bpf_func_state *old,
4556                               struct bpf_func_state *cur)
4557 {
4558         struct idpair *idmap;
4559         bool ret = false;
4560         int i;
4561
4562         idmap = kcalloc(ID_MAP_SIZE, sizeof(struct idpair), GFP_KERNEL);
4563         /* If we failed to allocate the idmap, just say it's not safe */
4564         if (!idmap)
4565                 return false;
4566
4567         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
4568                 if (!regsafe(&old->regs[i], &cur->regs[i], idmap))
4569                         goto out_free;
4570         }
4571
4572         if (!stacksafe(old, cur, idmap))
4573                 goto out_free;
4574         ret = true;
4575 out_free:
4576         kfree(idmap);
4577         return ret;
4578 }
4579
4580 static bool states_equal(struct bpf_verifier_env *env,
4581                          struct bpf_verifier_state *old,
4582                          struct bpf_verifier_state *cur)
4583 {
4584         int i;
4585
4586         if (old->curframe != cur->curframe)
4587                 return false;
4588
4589         /* for states to be equal callsites have to be the same
4590          * and all frame states need to be equivalent
4591          */
4592         for (i = 0; i <= old->curframe; i++) {
4593                 if (old->frame[i]->callsite != cur->frame[i]->callsite)
4594                         return false;
4595                 if (!func_states_equal(old->frame[i], cur->frame[i]))
4596                         return false;
4597         }
4598         return true;
4599 }
4600
4601 /* A write screens off any subsequent reads; but write marks come from the
4602  * straight-line code between a state and its parent.  When we arrive at an
4603  * equivalent state (jump target or such) we didn't arrive by the straight-line
4604  * code, so read marks in the state must propagate to the parent regardless
4605  * of the state's write marks. That's what 'parent == state->parent' comparison
4606  * in mark_reg_read() and mark_stack_slot_read() is for.
4607  */
4608 static int propagate_liveness(struct bpf_verifier_env *env,
4609                               const struct bpf_verifier_state *vstate,
4610                               struct bpf_verifier_state *vparent)
4611 {
4612         int i, frame, err = 0;
4613         struct bpf_func_state *state, *parent;
4614
4615         if (vparent->curframe != vstate->curframe) {
4616                 WARN(1, "propagate_live: parent frame %d current frame %d\n",
4617                      vparent->curframe, vstate->curframe);
4618                 return -EFAULT;
4619         }
4620         /* Propagate read liveness of registers... */
4621         BUILD_BUG_ON(BPF_REG_FP + 1 != MAX_BPF_REG);
4622         /* We don't need to worry about FP liveness because it's read-only */
4623         for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++) {
4624                 if (vparent->frame[vparent->curframe]->regs[i].live & REG_LIVE_READ)
4625                         continue;
4626                 if (vstate->frame[vstate->curframe]->regs[i].live & REG_LIVE_READ) {
4627                         err = mark_reg_read(env, vstate, vparent, i);
4628                         if (err)
4629                                 return err;
4630                 }
4631         }
4632
4633         /* ... and stack slots */
4634         for (frame = 0; frame <= vstate->curframe; frame++) {
4635                 state = vstate->frame[frame];
4636                 parent = vparent->frame[frame];
4637                 for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE &&
4638                             i < parent->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
4639                         if (parent->stack[i].spilled_ptr.live & REG_LIVE_READ)
4640                                 continue;
4641                         if (state->stack[i].spilled_ptr.live & REG_LIVE_READ)
4642                                 mark_stack_slot_read(env, vstate, vparent, i, frame);
4643                 }
4644         }
4645         return err;
4646 }
4647
4648 static int is_state_visited(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
4649 {
4650         struct bpf_verifier_state_list *new_sl;
4651         struct bpf_verifier_state_list *sl;
4652         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
4653         int i, j, err;
4654
4655         sl = env->explored_states[insn_idx];
4656         if (!sl)
4657                 /* this 'insn_idx' instruction wasn't marked, so we will not
4658                  * be doing state search here
4659                  */
4660                 return 0;
4661
4662         while (sl != STATE_LIST_MARK) {
4663                 if (states_equal(env, &sl->state, cur)) {
4664                         /* reached equivalent register/stack state,
4665                          * prune the search.
4666                          * Registers read by the continuation are read by us.
4667                          * If we have any write marks in env->cur_state, they
4668                          * will prevent corresponding reads in the continuation
4669                          * from reaching our parent (an explored_state).  Our
4670                          * own state will get the read marks recorded, but
4671                          * they'll be immediately forgotten as we're pruning
4672                          * this state and will pop a new one.
4673                          */
4674                         err = propagate_liveness(env, &sl->state, cur);
4675                         if (err)
4676                                 return err;
4677                         return 1;
4678                 }
4679                 sl = sl->next;
4680         }
4681
4682         /* there were no equivalent states, remember current one.
4683          * technically the current state is not proven to be safe yet,
4684          * but it will either reach outer most bpf_exit (which means it's safe)
4685          * or it will be rejected. Since there are no loops, we won't be
4686          * seeing this tuple (frame[0].callsite, frame[1].callsite, .. insn_idx)
4687          * again on the way to bpf_exit
4688          */
4689         new_sl = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_state_list), GFP_KERNEL);
4690         if (!new_sl)
4691                 return -ENOMEM;
4692
4693         /* add new state to the head of linked list */
4694         err = copy_verifier_state(&new_sl->state, cur);
4695         if (err) {
4696                 free_verifier_state(&new_sl->state, false);
4697                 kfree(new_sl);
4698                 return err;
4699         }
4700         new_sl->next = env->explored_states[insn_idx];
4701         env->explored_states[insn_idx] = new_sl;
4702         /* connect new state to parentage chain */
4703         cur->parent = &new_sl->state;
4704         /* clear write marks in current state: the writes we did are not writes
4705          * our child did, so they don't screen off its reads from us.
4706          * (There are no read marks in current state, because reads always mark
4707          * their parent and current state never has children yet.  Only
4708          * explored_states can get read marks.)
4709          */
4710         for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++)
4711                 cur->frame[cur->curframe]->regs[i].live = REG_LIVE_NONE;
4712
4713         /* all stack frames are accessible from callee, clear them all */
4714         for (j = 0; j <= cur->curframe; j++) {
4715                 struct bpf_func_state *frame = cur->frame[j];
4716
4717                 for (i = 0; i < frame->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++)
4718                         frame->stack[i].spilled_ptr.live = REG_LIVE_NONE;
4719         }
4720         return 0;
4721 }
4722
4723 static int do_check(struct bpf_verifier_env *env)
4724 {
4725         struct bpf_verifier_state *state;
4726         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
4727         struct bpf_reg_state *regs;
4728         int insn_cnt = env->prog->len, i;
4729         int insn_idx, prev_insn_idx = 0;
4730         int insn_processed = 0;
4731         bool do_print_state = false;
4732
4733         state = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_state), GFP_KERNEL);
4734         if (!state)
4735                 return -ENOMEM;
4736         state->curframe = 0;
4737         state->parent = NULL;
4738         state->frame[0] = kzalloc(sizeof(struct bpf_func_state), GFP_KERNEL);
4739         if (!state->frame[0]) {
4740                 kfree(state);
4741                 return -ENOMEM;
4742         }
4743         env->cur_state = state;
4744         init_func_state(env, state->frame[0],
4745                         BPF_MAIN_FUNC /* callsite */,
4746                         0 /* frameno */,
4747                         0 /* subprogno, zero == main subprog */);
4748         insn_idx = 0;
4749         for (;;) {
4750                 struct bpf_insn *insn;
4751                 u8 class;
4752                 int err;
4753
4754                 if (insn_idx >= insn_cnt) {
4755                         verbose(env, "invalid insn idx %d insn_cnt %d\n",
4756                                 insn_idx, insn_cnt);
4757                         return -EFAULT;
4758                 }
4759
4760                 insn = &insns[insn_idx];
4761                 class = BPF_CLASS(insn->code);
4762
4763                 if (++insn_processed > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_INSNS) {
4764                         verbose(env,
4765                                 "BPF program is too large. Processed %d insn\n",
4766                                 insn_processed);
4767                         return -E2BIG;
4768                 }
4769
4770                 err = is_state_visited(env, insn_idx);
4771                 if (err < 0)
4772                         return err;
4773                 if (err == 1) {
4774                         /* found equivalent state, can prune the search */
4775                         if (env->log.level) {
4776                                 if (do_print_state)
4777                                         verbose(env, "\nfrom %d to %d: safe\n",
4778                                                 prev_insn_idx, insn_idx);
4779                                 else
4780                                         verbose(env, "%d: safe\n", insn_idx);
4781                         }
4782                         goto process_bpf_exit;
4783                 }
4784
4785                 if (need_resched())
4786                         cond_resched();
4787
4788                 if (env->log.level > 1 || (env->log.level && do_print_state)) {
4789                         if (env->log.level > 1)
4790                                 verbose(env, "%d:", insn_idx);
4791                         else
4792                                 verbose(env, "\nfrom %d to %d:",
4793                                         prev_insn_idx, insn_idx);
4794                         print_verifier_state(env, state->frame[state->curframe]);
4795                         do_print_state = false;
4796                 }
4797
4798                 if (env->log.level) {
4799                         const struct bpf_insn_cbs cbs = {
4800                                 .cb_print       = verbose,
4801                                 .private_data   = env,
4802                         };
4803
4804                         verbose(env, "%d: ", insn_idx);
4805                         print_bpf_insn(&cbs, insn, env->allow_ptr_leaks);
4806                 }
4807
4808                 if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
4809                         err = bpf_prog_offload_verify_insn(env, insn_idx,
4810                                                            prev_insn_idx);
4811                         if (err)
4812                                 return err;
4813                 }
4814
4815                 regs = cur_regs(env);
4816                 env->insn_aux_data[insn_idx].seen = true;
4817                 if (class == BPF_ALU || class == BPF_ALU64) {
4818                         err = check_alu_op(env, insn);
4819                         if (err)
4820                                 return err;
4821
4822                 } else if (class == BPF_LDX) {
4823                         enum bpf_reg_type *prev_src_type, src_reg_type;
4824
4825                         /* check for reserved fields is already done */
4826
4827                         /* check src operand */
4828                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
4829                         if (err)
4830                                 return err;
4831
4832                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
4833                         if (err)
4834                                 return err;
4835
4836                         src_reg_type = regs[insn->src_reg].type;
4837
4838                         /* check that memory (src_reg + off) is readable,
4839                          * the state of dst_reg will be updated by this func
4840                          */
4841                         err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->src_reg, insn->off,
4842                                                BPF_SIZE(insn->code), BPF_READ,
4843                                                insn->dst_reg, false);
4844                         if (err)
4845                                 return err;
4846
4847                         prev_src_type = &env->insn_aux_data[insn_idx].ptr_type;
4848
4849                         if (*prev_src_type == NOT_INIT) {
4850                                 /* saw a valid insn
4851                                  * dst_reg = *(u32 *)(src_reg + off)
4852                                  * save type to validate intersecting paths
4853                                  */
4854                                 *prev_src_type = src_reg_type;
4855
4856                         } else if (src_reg_type != *prev_src_type &&
4857                                    (src_reg_type == PTR_TO_CTX ||
4858                                     *prev_src_type == PTR_TO_CTX)) {
4859                                 /* ABuser program is trying to use the same insn
4860                                  * dst_reg = *(u32*) (src_reg + off)
4861                                  * with different pointer types:
4862                                  * src_reg == ctx in one branch and
4863                                  * src_reg == stack|map in some other branch.
4864                                  * Reject it.
4865                                  */
4866                                 verbose(env, "same insn cannot be used with different pointers\n");
4867                                 return -EINVAL;
4868                         }
4869
4870                 } else if (class == BPF_STX) {
4871                         enum bpf_reg_type *prev_dst_type, dst_reg_type;
4872
4873                         if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_XADD) {
4874                                 err = check_xadd(env, insn_idx, insn);
4875                                 if (err)
4876                                         return err;
4877                                 insn_idx++;
4878                                 continue;
4879                         }
4880
4881                         /* check src1 operand */
4882                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
4883                         if (err)
4884                                 return err;
4885                         /* check src2 operand */
4886                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
4887                         if (err)
4888                                 return err;
4889
4890                         dst_reg_type = regs[insn->dst_reg].type;
4891
4892                         /* check that memory (dst_reg + off) is writeable */
4893                         err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
4894                                                BPF_SIZE(insn->code), BPF_WRITE,
4895                                                insn->src_reg, false);
4896                         if (err)
4897                                 return err;
4898
4899                         prev_dst_type = &env->insn_aux_data[insn_idx].ptr_type;
4900
4901                         if (*prev_dst_type == NOT_INIT) {
4902                                 *prev_dst_type = dst_reg_type;
4903                         } else if (dst_reg_type != *prev_dst_type &&
4904                                    (dst_reg_type == PTR_TO_CTX ||
4905                                     *prev_dst_type == PTR_TO_CTX)) {
4906                                 verbose(env, "same insn cannot be used with different pointers\n");
4907                                 return -EINVAL;
4908                         }
4909
4910                 } else if (class == BPF_ST) {
4911                         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM ||
4912                             insn->src_reg != BPF_REG_0) {
4913                                 verbose(env, "BPF_ST uses reserved fields\n");
4914                                 return -EINVAL;
4915                         }
4916                         /* check src operand */
4917                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
4918                         if (err)
4919                                 return err;
4920
4921                         if (is_ctx_reg(env, insn->dst_reg)) {
4922                                 verbose(env, "BPF_ST stores into R%d context is not allowed\n",
4923                                         insn->dst_reg);
4924                                 return -EACCES;
4925                         }
4926
4927                         /* check that memory (dst_reg + off) is writeable */
4928                         err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
4929                                                BPF_SIZE(insn->code), BPF_WRITE,
4930                                                -1, false);
4931                         if (err)
4932                                 return err;
4933
4934                 } else if (class == BPF_JMP) {
4935                         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
4936
4937                         if (opcode == BPF_CALL) {
4938                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
4939                                     insn->off != 0 ||
4940                                     (insn->src_reg != BPF_REG_0 &&
4941                                      insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL) ||
4942                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0) {
4943                                         verbose(env, "BPF_CALL uses reserved fields\n");
4944                                         return -EINVAL;
4945                                 }
4946
4947                                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
4948                                         err = check_func_call(env, insn, &insn_idx);
4949                                 else
4950                                         err = check_helper_call(env, insn->imm, insn_idx);
4951                                 if (err)
4952                                         return err;
4953
4954                         } else if (opcode == BPF_JA) {
4955                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
4956                                     insn->imm != 0 ||
4957                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
4958                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0) {
4959                                         verbose(env, "BPF_JA uses reserved fields\n");
4960                                         return -EINVAL;
4961                                 }
4962
4963                                 insn_idx += insn->off + 1;
4964                                 continue;
4965
4966                         } else if (opcode == BPF_EXIT) {
4967                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
4968                                     insn->imm != 0 ||
4969                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
4970                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0) {
4971                                         verbose(env, "BPF_EXIT uses reserved fields\n");
4972                                         return -EINVAL;
4973                                 }
4974
4975                                 if (state->curframe) {
4976                                         /* exit from nested function */
4977                                         prev_insn_idx = insn_idx;
4978                                         err = prepare_func_exit(env, &insn_idx);
4979                                         if (err)
4980                                                 return err;
4981                                         do_print_state = true;
4982                                         continue;
4983                                 }
4984
4985                                 /* eBPF calling convetion is such that R0 is used
4986                                  * to return the value from eBPF program.
4987                                  * Make sure that it's readable at this time
4988                                  * of bpf_exit, which means that program wrote
4989                                  * something into it earlier
4990                                  */
4991                                 err = check_reg_arg(env, BPF_REG_0, SRC_OP);
4992                                 if (err)
4993                                         return err;
4994
4995                                 if (is_pointer_value(env, BPF_REG_0)) {
4996                                         verbose(env, "R0 leaks addr as return value\n");
4997                                         return -EACCES;
4998                                 }
4999
5000                                 err = check_return_code(env);
5001                                 if (err)
5002                                         return err;
5003 process_bpf_exit:
5004                                 err = pop_stack(env, &prev_insn_idx, &insn_idx);
5005                                 if (err < 0) {
5006                                         if (err != -ENOENT)
5007                                                 return err;
5008                                         break;
5009                                 } else {
5010                                         do_print_state = true;
5011                                         continue;
5012                                 }
5013                         } else {
5014                                 err = check_cond_jmp_op(env, insn, &insn_idx);
5015                                 if (err)
5016                                         return err;
5017                         }
5018                 } else if (class == BPF_LD) {
5019                         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
5020
5021                         if (mode == BPF_ABS || mode == BPF_IND) {
5022                                 err = check_ld_abs(env, insn);
5023                                 if (err)
5024                                         return err;
5025
5026                         } else if (mode == BPF_IMM) {
5027                                 err = check_ld_imm(env, insn);
5028                                 if (err)
5029                                         return err;
5030
5031                                 insn_idx++;
5032                                 env->insn_aux_data[insn_idx].seen = true;
5033                         } else {
5034                                 verbose(env, "invalid BPF_LD mode\n");
5035                                 return -EINVAL;
5036                         }
5037                 } else {
5038                         verbose(env, "unknown insn class %d\n", class);
5039                         return -EINVAL;
5040                 }
5041
5042                 insn_idx++;
5043         }
5044
5045         verbose(env, "processed %d insns (limit %d), stack depth ",
5046                 insn_processed, BPF_COMPLEXITY_LIMIT_INSNS);
5047         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
5048                 u32 depth = env->subprog_info[i].stack_depth;
5049
5050                 verbose(env, "%d", depth);
5051                 if (i + 1 < env->subprog_cnt)
5052                         verbose(env, "+");
5053         }
5054         verbose(env, "\n");
5055         env->prog->aux->stack_depth = env->subprog_info[0].stack_depth;
5056         return 0;
5057 }
5058
5059 static int check_map_prealloc(struct bpf_map *map)
5060 {
5061         return (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_HASH &&
5062                 map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH &&
5063                 map->map_type != BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS) ||
5064                 !(map->map_flags & BPF_F_NO_PREALLOC);
5065 }
5066
5067 static int check_map_prog_compatibility(struct bpf_verifier_env *env,
5068                                         struct bpf_map *map,
5069                                         struct bpf_prog *prog)
5070
5071 {
5072         /* Make sure that BPF_PROG_TYPE_PERF_EVENT programs only use
5073          * preallocated hash maps, since doing memory allocation
5074          * in overflow_handler can crash depending on where nmi got
5075          * triggered.
5076          */
5077         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_PERF_EVENT) {
5078                 if (!check_map_prealloc(map)) {
5079                         verbose(env, "perf_event programs can only use preallocated hash map\n");
5080                         return -EINVAL;
5081                 }
5082                 if (map->inner_map_meta &&
5083                     !check_map_prealloc(map->inner_map_meta)) {
5084                         verbose(env, "perf_event programs can only use preallocated inner hash map\n");
5085                         return -EINVAL;
5086                 }
5087         }
5088
5089         if ((bpf_prog_is_dev_bound(prog->aux) || bpf_map_is_dev_bound(map)) &&
5090             !bpf_offload_prog_map_match(prog, map)) {
5091                 verbose(env, "offload device mismatch between prog and map\n");
5092                 return -EINVAL;
5093         }
5094
5095         return 0;
5096 }
5097
5098 /* look for pseudo eBPF instructions that access map FDs and
5099  * replace them with actual map pointers
5100  */
5101 static int replace_map_fd_with_map_ptr(struct bpf_verifier_env *env)
5102 {
5103         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
5104         int insn_cnt = env->prog->len;
5105         int i, j, err;
5106
5107         err = bpf_prog_calc_tag(env->prog);
5108         if (err)
5109                 return err;
5110
5111         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
5112                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LDX &&
5113                     (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM || insn->imm != 0)) {
5114                         verbose(env, "BPF_LDX uses reserved fields\n");
5115                         return -EINVAL;
5116                 }
5117
5118                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_STX &&
5119                     ((BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM &&
5120                       BPF_MODE(insn->code) != BPF_XADD) || insn->imm != 0)) {
5121                         verbose(env, "BPF_STX uses reserved fields\n");
5122                         return -EINVAL;
5123                 }
5124
5125                 if (insn[0].code == (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW)) {
5126                         struct bpf_map *map;
5127                         struct fd f;
5128
5129                         if (i == insn_cnt - 1 || insn[1].code != 0 ||
5130                             insn[1].dst_reg != 0 || insn[1].src_reg != 0 ||
5131                             insn[1].off != 0) {
5132                                 verbose(env, "invalid bpf_ld_imm64 insn\n");
5133                                 return -EINVAL;
5134                         }
5135
5136                         if (insn->src_reg == 0)
5137                                 /* valid generic load 64-bit imm */
5138                                 goto next_insn;
5139
5140                         if (insn->src_reg != BPF_PSEUDO_MAP_FD) {
5141                                 verbose(env,
5142                                         "unrecognized bpf_ld_imm64 insn\n");
5143                                 return -EINVAL;
5144                         }
5145
5146                         f = fdget(insn->imm);
5147                         map = __bpf_map_get(f);
5148                         if (IS_ERR(map)) {
5149                                 verbose(env, "fd %d is not pointing to valid bpf_map\n",
5150                                         insn->imm);
5151                                 return PTR_ERR(map);
5152                         }
5153
5154                         err = check_map_prog_compatibility(env, map, env->prog);
5155                         if (err) {
5156                                 fdput(f);
5157                                 return err;
5158                         }
5159
5160                         /* store map pointer inside BPF_LD_IMM64 instruction */
5161                         insn[0].imm = (u32) (unsigned long) map;
5162                         insn[1].imm = ((u64) (unsigned long) map) >> 32;
5163
5164                         /* check whether we recorded this map already */
5165                         for (j = 0; j < env->used_map_cnt; j++)
5166                                 if (env->used_maps[j] == map) {
5167                                         fdput(f);
5168                                         goto next_insn;
5169                                 }
5170
5171                         if (env->used_map_cnt >= MAX_USED_MAPS) {
5172                                 fdput(f);
5173                                 return -E2BIG;
5174                         }
5175
5176                         /* hold the map. If the program is rejected by verifier,
5177                          * the map will be released by release_maps() or it
5178                          * will be used by the valid program until it's unloaded
5179                          * and all maps are released in free_used_maps()
5180                          */
5181                         map = bpf_map_inc(map, false);
5182                         if (IS_ERR(map)) {
5183                                 fdput(f);
5184                                 return PTR_ERR(map);
5185                         }
5186                         env->used_maps[env->used_map_cnt++] = map;
5187
5188                         if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE &&
5189                             bpf_cgroup_storage_assign(env->prog, map)) {
5190                                 verbose(env,
5191                                         "only one cgroup storage is allowed\n");
5192                                 fdput(f);
5193                                 return -EBUSY;
5194                         }
5195
5196                         fdput(f);
5197 next_insn:
5198                         insn++;
5199                         i++;
5200                         continue;
5201                 }
5202
5203                 /* Basic sanity check before we invest more work here. */
5204                 if (!bpf_opcode_in_insntable(insn->code)) {
5205                         verbose(env, "unknown opcode %02x\n", insn->code);
5206                         return -EINVAL;
5207                 }
5208         }
5209
5210         /* now all pseudo BPF_LD_IMM64 instructions load valid
5211          * 'struct bpf_map *' into a register instead of user map_fd.
5212          * These pointers will be used later by verifier to validate map access.
5213          */
5214         return 0;
5215 }
5216
5217 /* drop refcnt of maps used by the rejected program */
5218 static void release_maps(struct bpf_verifier_env *env)
5219 {
5220         int i;
5221
5222         if (env->prog->aux->cgroup_storage)
5223                 bpf_cgroup_storage_release(env->prog,
5224                                            env->prog->aux->cgroup_storage);
5225
5226         for (i = 0; i < env->used_map_cnt; i++)
5227                 bpf_map_put(env->used_maps[i]);
5228 }
5229
5230 /* convert pseudo BPF_LD_IMM64 into generic BPF_LD_IMM64 */
5231 static void convert_pseudo_ld_imm64(struct bpf_verifier_env *env)
5232 {
5233         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
5234         int insn_cnt = env->prog->len;
5235         int i;
5236
5237         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++)
5238                 if (insn->code == (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW))
5239                         insn->src_reg = 0;
5240 }
5241
5242 /* single env->prog->insni[off] instruction was replaced with the range
5243  * insni[off, off + cnt).  Adjust corresponding insn_aux_data by copying
5244  * [0, off) and [off, end) to new locations, so the patched range stays zero
5245  */
5246 static int adjust_insn_aux_data(struct bpf_verifier_env *env, u32 prog_len,
5247                                 u32 off, u32 cnt)
5248 {
5249         struct bpf_insn_aux_data *new_data, *old_data = env->insn_aux_data;
5250         int i;
5251
5252         if (cnt == 1)
5253                 return 0;
5254         new_data = vzalloc(array_size(prog_len,
5255                                       sizeof(struct bpf_insn_aux_data)));
5256         if (!new_data)
5257                 return -ENOMEM;
5258         memcpy(new_data, old_data, sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * off);
5259         memcpy(new_data + off + cnt - 1, old_data + off,
5260                sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * (prog_len - off - cnt + 1));
5261         for (i = off; i < off + cnt - 1; i++)
5262                 new_data[i].seen = true;
5263         env->insn_aux_data = new_data;
5264         vfree(old_data);
5265         return 0;
5266 }
5267
5268 static void adjust_subprog_starts(struct bpf_verifier_env *env, u32 off, u32 len)
5269 {
5270         int i;
5271
5272         if (len == 1)
5273                 return;
5274         /* NOTE: fake 'exit' subprog should be updated as well. */
5275         for (i = 0; i <= env->subprog_cnt; i++) {
5276                 if (env->subprog_info[i].start < off)
5277                         continue;
5278                 env->subprog_info[i].start += len - 1;
5279         }
5280 }
5281
5282 static struct bpf_prog *bpf_patch_insn_data(struct bpf_verifier_env *env, u32 off,
5283                                             const struct bpf_insn *patch, u32 len)
5284 {
5285         struct bpf_prog *new_prog;
5286
5287         new_prog = bpf_patch_insn_single(env->prog, off, patch, len);
5288         if (!new_prog)
5289                 return NULL;
5290         if (adjust_insn_aux_data(env, new_prog->len, off, len))
5291                 return NULL;
5292         adjust_subprog_starts(env, off, len);
5293         return new_prog;
5294 }
5295
5296 /* The verifier does more data flow analysis than llvm and will not
5297  * explore branches that are dead at run time. Malicious programs can
5298  * have dead code too. Therefore replace all dead at-run-time code
5299  * with 'ja -1'.
5300  *
5301  * Just nops are not optimal, e.g. if they would sit at the end of the
5302  * program and through another bug we would manage to jump there, then
5303  * we'd execute beyond program memory otherwise. Returning exception
5304  * code also wouldn't work since we can have subprogs where the dead
5305  * code could be located.
5306  */
5307 static void sanitize_dead_code(struct bpf_verifier_env *env)
5308 {
5309         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
5310         struct bpf_insn trap = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, -1);
5311         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
5312         const int insn_cnt = env->prog->len;
5313         int i;
5314
5315         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
5316                 if (aux_data[i].seen)
5317                         continue;
5318                 memcpy(insn + i, &trap, sizeof(trap));
5319         }
5320 }
5321
5322 /* convert load instructions that access fields of 'struct __sk_buff'
5323  * into sequence of instructions that access fields of 'struct sk_buff'
5324  */
5325 static int convert_ctx_accesses(struct bpf_verifier_env *env)
5326 {
5327         const struct bpf_verifier_ops *ops = env->ops;
5328         int i, cnt, size, ctx_field_size, delta = 0;
5329         const int insn_cnt = env->prog->len;
5330         struct bpf_insn insn_buf[16], *insn;
5331         struct bpf_prog *new_prog;
5332         enum bpf_access_type type;
5333         bool is_narrower_load;
5334         u32 target_size;
5335
5336         if (ops->gen_prologue) {
5337                 cnt = ops->gen_prologue(insn_buf, env->seen_direct_write,
5338                                         env->prog);
5339                 if (cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
5340                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
5341                         return -EINVAL;
5342                 } else if (cnt) {
5343                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, 0, insn_buf, cnt);
5344                         if (!new_prog)
5345                                 return -ENOMEM;
5346
5347                         env->prog = new_prog;
5348                         delta += cnt - 1;
5349                 }
5350         }
5351
5352         if (!ops->convert_ctx_access || bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux))
5353                 return 0;
5354
5355         insn = env->prog->insnsi + delta;
5356
5357         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
5358                 if (insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_B) ||
5359                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_H) ||
5360                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_W) ||
5361                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_DW))
5362                         type = BPF_READ;
5363                 else if (insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_B) ||
5364                          insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_H) ||
5365                          insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_W) ||
5366                          insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_DW))
5367                         type = BPF_WRITE;
5368                 else
5369                         continue;
5370
5371                 if (type == BPF_WRITE &&
5372                     env->insn_aux_data[i + delta].sanitize_stack_off) {
5373                         struct bpf_insn patch[] = {
5374                                 /* Sanitize suspicious stack slot with zero.
5375                                  * There are no memory dependencies for this store,
5376                                  * since it's only using frame pointer and immediate
5377                                  * constant of zero
5378                                  */
5379                                 BPF_ST_MEM(BPF_DW, BPF_REG_FP,
5380                                            env->insn_aux_data[i + delta].sanitize_stack_off,
5381                                            0),
5382                                 /* the original STX instruction will immediately
5383                                  * overwrite the same stack slot with appropriate value
5384                                  */
5385                                 *insn,
5386                         };
5387
5388                         cnt = ARRAY_SIZE(patch);
5389                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, patch, cnt);
5390                         if (!new_prog)
5391                                 return -ENOMEM;
5392
5393                         delta    += cnt - 1;
5394                         env->prog = new_prog;
5395                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
5396                         continue;
5397                 }
5398
5399                 if (env->insn_aux_data[i + delta].ptr_type != PTR_TO_CTX)
5400                         continue;
5401
5402                 ctx_field_size = env->insn_aux_data[i + delta].ctx_field_size;
5403                 size = BPF_LDST_BYTES(insn);
5404
5405                 /* If the read access is a narrower load of the field,
5406                  * convert to a 4/8-byte load, to minimum program type specific
5407                  * convert_ctx_access changes. If conversion is successful,
5408                  * we will apply proper mask to the result.
5409                  */
5410                 is_narrower_load = size < ctx_field_size;
5411                 if (is_narrower_load) {
5412                         u32 size_default = bpf_ctx_off_adjust_machine(ctx_field_size);
5413                         u32 off = insn->off;
5414                         u8 size_code;
5415
5416                         if (type == BPF_WRITE) {
5417                                 verbose(env, "bpf verifier narrow ctx access misconfigured\n");
5418                                 return -EINVAL;
5419                         }
5420
5421                         size_code = BPF_H;
5422                         if (ctx_field_size == 4)
5423                                 size_code = BPF_W;
5424                         else if (ctx_field_size == 8)
5425                                 size_code = BPF_DW;
5426
5427                         insn->off = off & ~(size_default - 1);
5428                         insn->code = BPF_LDX | BPF_MEM | size_code;
5429                 }
5430
5431                 target_size = 0;
5432                 cnt = ops->convert_ctx_access(type, insn, insn_buf, env->prog,
5433                                               &target_size);
5434                 if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf) ||
5435                     (ctx_field_size && !target_size)) {
5436                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
5437                         return -EINVAL;
5438                 }
5439
5440                 if (is_narrower_load && size < target_size) {
5441                         if (ctx_field_size <= 4)
5442                                 insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, insn->dst_reg,
5443                                                                 (1 << size * 8) - 1);
5444                         else
5445                                 insn_buf[cnt++] = BPF_ALU64_IMM(BPF_AND, insn->dst_reg,
5446                                                                 (1 << size * 8) - 1);
5447                 }
5448
5449                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
5450                 if (!new_prog)
5451                         return -ENOMEM;
5452
5453                 delta += cnt - 1;
5454
5455                 /* keep walking new program and skip insns we just inserted */
5456                 env->prog = new_prog;
5457                 insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
5458         }
5459
5460         return 0;
5461 }
5462
5463 static int jit_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
5464 {
5465         struct bpf_prog *prog = env->prog, **func, *tmp;
5466         int i, j, subprog_start, subprog_end = 0, len, subprog;
5467         struct bpf_insn *insn;
5468         void *old_bpf_func;
5469         int err = -ENOMEM;
5470
5471         if (env->subprog_cnt <= 1)
5472                 return 0;
5473
5474         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
5475                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL) ||
5476                     insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
5477                         continue;
5478                 /* Upon error here we cannot fall back to interpreter but
5479                  * need a hard reject of the program. Thus -EFAULT is
5480                  * propagated in any case.
5481                  */
5482                 subprog = find_subprog(env, i + insn->imm + 1);
5483                 if (subprog < 0) {
5484                         WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
5485                                   i + insn->imm + 1);
5486                         return -EFAULT;
5487                 }
5488                 /* temporarily remember subprog id inside insn instead of
5489                  * aux_data, since next loop will split up all insns into funcs
5490                  */
5491                 insn->off = subprog;
5492                 /* remember original imm in case JIT fails and fallback
5493                  * to interpreter will be needed
5494                  */
5495                 env->insn_aux_data[i].call_imm = insn->imm;
5496                 /* point imm to __bpf_call_base+1 from JITs point of view */
5497                 insn->imm = 1;
5498         }
5499
5500         func = kcalloc(env->subprog_cnt, sizeof(prog), GFP_KERNEL);
5501         if (!func)
5502                 goto out_undo_insn;
5503
5504         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
5505                 subprog_start = subprog_end;
5506                 subprog_end = env->subprog_info[i + 1].start;
5507
5508                 len = subprog_end - subprog_start;
5509                 func[i] = bpf_prog_alloc(bpf_prog_size(len), GFP_USER);
5510                 if (!func[i])
5511                         goto out_free;
5512                 memcpy(func[i]->insnsi, &prog->insnsi[subprog_start],
5513                        len * sizeof(struct bpf_insn));
5514                 func[i]->type = prog->type;
5515                 func[i]->len = len;
5516                 if (bpf_prog_calc_tag(func[i]))
5517                         goto out_free;
5518                 func[i]->is_func = 1;
5519                 /* Use bpf_prog_F_tag to indicate functions in stack traces.
5520                  * Long term would need debug info to populate names
5521                  */
5522                 func[i]->aux->name[0] = 'F';
5523                 func[i]->aux->stack_depth = env->subprog_info[i].stack_depth;
5524                 func[i]->jit_requested = 1;
5525                 func[i] = bpf_int_jit_compile(func[i]);
5526                 if (!func[i]->jited) {
5527                         err = -ENOTSUPP;
5528                         goto out_free;
5529                 }
5530                 cond_resched();
5531         }
5532         /* at this point all bpf functions were successfully JITed
5533          * now populate all bpf_calls with correct addresses and
5534          * run last pass of JIT
5535          */
5536         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
5537                 insn = func[i]->insnsi;
5538                 for (j = 0; j < func[i]->len; j++, insn++) {
5539                         if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL) ||
5540                             insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
5541                                 continue;
5542                         subprog = insn->off;
5543                         insn->imm = (u64 (*)(u64, u64, u64, u64, u64))
5544                                 func[subprog]->bpf_func -
5545                                 __bpf_call_base;
5546                 }
5547
5548                 /* we use the aux data to keep a list of the start addresses
5549                  * of the JITed images for each function in the program
5550                  *
5551                  * for some architectures, such as powerpc64, the imm field
5552                  * might not be large enough to hold the offset of the start
5553                  * address of the callee's JITed image from __bpf_call_base
5554                  *
5555                  * in such cases, we can lookup the start address of a callee
5556                  * by using its subprog id, available from the off field of
5557                  * the call instruction, as an index for this list
5558                  */
5559                 func[i]->aux->func = func;
5560                 func[i]->aux->func_cnt = env->subprog_cnt;
5561         }
5562         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
5563                 old_bpf_func = func[i]->bpf_func;
5564                 tmp = bpf_int_jit_compile(func[i]);
5565                 if (tmp != func[i] || func[i]->bpf_func != old_bpf_func) {
5566                         verbose(env, "JIT doesn't support bpf-to-bpf calls\n");
5567                         err = -ENOTSUPP;
5568                         goto out_free;
5569                 }
5570                 cond_resched();
5571         }
5572
5573         /* finally lock prog and jit images for all functions and
5574          * populate kallsysm
5575          */
5576         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
5577                 bpf_prog_lock_ro(func[i]);
5578                 bpf_prog_kallsyms_add(func[i]);
5579         }
5580
5581         /* Last step: make now unused interpreter insns from main
5582          * prog consistent for later dump requests, so they can
5583          * later look the same as if they were interpreted only.
5584          */
5585         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
5586                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL) ||
5587                     insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
5588                         continue;
5589                 insn->off = env->insn_aux_data[i].call_imm;
5590                 subprog = find_subprog(env, i + insn->off + 1);
5591                 insn->imm = subprog;
5592         }
5593
5594         prog->jited = 1;
5595         prog->bpf_func = func[0]->bpf_func;
5596         prog->aux->func = func;
5597         prog->aux->func_cnt = env->subprog_cnt;
5598         return 0;
5599 out_free:
5600         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
5601                 if (func[i])
5602                         bpf_jit_free(func[i]);
5603         kfree(func);
5604 out_undo_insn:
5605         /* cleanup main prog to be interpreted */
5606         prog->jit_requested = 0;
5607         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
5608                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL) ||
5609                     insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
5610                         continue;
5611                 insn->off = 0;
5612                 insn->imm = env->insn_aux_data[i].call_imm;
5613         }
5614         return err;
5615 }
5616
5617 static int fixup_call_args(struct bpf_verifier_env *env)
5618 {
5619 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
5620         struct bpf_prog *prog = env->prog;
5621         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
5622         int i, depth;
5623 #endif
5624         int err;
5625
5626         err = 0;
5627         if (env->prog->jit_requested) {
5628                 err = jit_subprogs(env);
5629                 if (err == 0)
5630                         return 0;
5631                 if (err == -EFAULT)
5632                         return err;
5633         }
5634 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
5635         for (i = 0; i < prog->len; i++, insn++) {
5636                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL) ||
5637                     insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
5638                         continue;
5639                 depth = get_callee_stack_depth(env, insn, i);
5640                 if (depth < 0)
5641                         return depth;
5642                 bpf_patch_call_args(insn, depth);
5643         }
5644         err = 0;
5645 #endif
5646         return err;
5647 }
5648
5649 /* fixup insn->imm field of bpf_call instructions
5650  * and inline eligible helpers as explicit sequence of BPF instructions
5651  *
5652  * this function is called after eBPF program passed verification
5653  */
5654 static int fixup_bpf_calls(struct bpf_verifier_env *env)
5655 {
5656         struct bpf_prog *prog = env->prog;
5657         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
5658         const struct bpf_func_proto *fn;
5659         const int insn_cnt = prog->len;
5660         const struct bpf_map_ops *ops;
5661         struct bpf_insn_aux_data *aux;
5662         struct bpf_insn insn_buf[16];
5663         struct bpf_prog *new_prog;
5664         struct bpf_map *map_ptr;
5665         int i, cnt, delta = 0;
5666
5667         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
5668                 if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_MOD | BPF_X) ||
5669                     insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_X) ||
5670                     insn->code == (BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_X) ||
5671                     insn->code == (BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_X)) {
5672                         bool is64 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64;
5673                         struct bpf_insn mask_and_div[] = {
5674                                 BPF_MOV32_REG(insn->src_reg, insn->src_reg),
5675                                 /* Rx div 0 -> 0 */
5676                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JNE, insn->src_reg, 0, 2),
5677                                 BPF_ALU32_REG(BPF_XOR, insn->dst_reg, insn->dst_reg),
5678                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1),
5679                                 *insn,
5680                         };
5681                         struct bpf_insn mask_and_mod[] = {
5682                                 BPF_MOV32_REG(insn->src_reg, insn->src_reg),
5683                                 /* Rx mod 0 -> Rx */
5684                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JEQ, insn->src_reg, 0, 1),
5685                                 *insn,
5686                         };
5687                         struct bpf_insn *patchlet;
5688
5689                         if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_X) ||
5690                             insn->code == (BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_X)) {
5691                                 patchlet = mask_and_div + (is64 ? 1 : 0);
5692                                 cnt = ARRAY_SIZE(mask_and_div) - (is64 ? 1 : 0);
5693                         } else {
5694                                 patchlet = mask_and_mod + (is64 ? 1 : 0);
5695                                 cnt = ARRAY_SIZE(mask_and_mod) - (is64 ? 1 : 0);
5696                         }
5697
5698                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, patchlet, cnt);
5699                         if (!new_prog)
5700                                 return -ENOMEM;
5701
5702                         delta    += cnt - 1;
5703                         env->prog = prog = new_prog;
5704                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
5705                         continue;
5706                 }
5707
5708                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LD &&
5709                     (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ABS ||
5710                      BPF_MODE(insn->code) == BPF_IND)) {
5711                         cnt = env->ops->gen_ld_abs(insn, insn_buf);
5712                         if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
5713                                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
5714                                 return -EINVAL;
5715                         }
5716
5717                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
5718                         if (!new_prog)
5719                                 return -ENOMEM;
5720
5721                         delta    += cnt - 1;
5722                         env->prog = prog = new_prog;
5723                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
5724                         continue;
5725                 }
5726
5727                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL))
5728                         continue;
5729                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
5730                         continue;
5731
5732                 if (insn->imm == BPF_FUNC_get_route_realm)
5733                         prog->dst_needed = 1;
5734                 if (insn->imm == BPF_FUNC_get_prandom_u32)
5735                         bpf_user_rnd_init_once();
5736                 if (insn->imm == BPF_FUNC_override_return)
5737                         prog->kprobe_override = 1;
5738                 if (insn->imm == BPF_FUNC_tail_call) {
5739                         /* If we tail call into other programs, we
5740                          * cannot make any assumptions since they can
5741                          * be replaced dynamically during runtime in
5742                          * the program array.
5743                          */
5744                         prog->cb_access = 1;
5745                         env->prog->aux->stack_depth = MAX_BPF_STACK;
5746
5747                         /* mark bpf_tail_call as different opcode to avoid
5748                          * conditional branch in the interpeter for every normal
5749                          * call and to prevent accidental JITing by JIT compiler
5750                          * that doesn't support bpf_tail_call yet
5751                          */
5752                         insn->imm = 0;
5753                         insn->code = BPF_JMP | BPF_TAIL_CALL;
5754
5755                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
5756                         if (!bpf_map_ptr_unpriv(aux))
5757                                 continue;
5758
5759                         /* instead of changing every JIT dealing with tail_call
5760                          * emit two extra insns:
5761                          * if (index >= max_entries) goto out;
5762                          * index &= array->index_mask;
5763                          * to avoid out-of-bounds cpu speculation
5764                          */
5765                         if (bpf_map_ptr_poisoned(aux)) {
5766                                 verbose(env, "tail_call abusing map_ptr\n");
5767                                 return -EINVAL;
5768                         }
5769
5770                         map_ptr = BPF_MAP_PTR(aux->map_state);
5771                         insn_buf[0] = BPF_JMP_IMM(BPF_JGE, BPF_REG_3,
5772                                                   map_ptr->max_entries, 2);
5773                         insn_buf[1] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, BPF_REG_3,
5774                                                     container_of(map_ptr,
5775                                                                  struct bpf_array,
5776                                                                  map)->index_mask);
5777                         insn_buf[2] = *insn;
5778                         cnt = 3;
5779                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
5780                         if (!new_prog)
5781                                 return -ENOMEM;
5782
5783                         delta    += cnt - 1;
5784                         env->prog = prog = new_prog;
5785                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
5786                         continue;
5787                 }
5788
5789                 /* BPF_EMIT_CALL() assumptions in some of the map_gen_lookup
5790                  * and other inlining handlers are currently limited to 64 bit
5791                  * only.
5792                  */
5793                 if (prog->jit_requested && BITS_PER_LONG == 64 &&
5794                     (insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_elem ||
5795                      insn->imm == BPF_FUNC_map_update_elem ||
5796                      insn->imm == BPF_FUNC_map_delete_elem)) {
5797                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
5798                         if (bpf_map_ptr_poisoned(aux))
5799                                 goto patch_call_imm;
5800
5801                         map_ptr = BPF_MAP_PTR(aux->map_state);
5802                         ops = map_ptr->ops;
5803                         if (insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
5804                             ops->map_gen_lookup) {
5805                                 cnt = ops->map_gen_lookup(map_ptr, insn_buf);
5806                                 if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
5807                                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
5808                                         return -EINVAL;
5809                                 }
5810
5811                                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta,
5812                                                                insn_buf, cnt);
5813                                 if (!new_prog)
5814                                         return -ENOMEM;
5815
5816                                 delta    += cnt - 1;
5817                                 env->prog = prog = new_prog;
5818                                 insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
5819                                 continue;
5820                         }
5821
5822                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_lookup_elem,
5823                                      (void *(*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
5824                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_delete_elem,
5825                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
5826                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_update_elem,
5827                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
5828                                               u64 flags))NULL));
5829                         switch (insn->imm) {
5830                         case BPF_FUNC_map_lookup_elem:
5831                                 insn->imm = BPF_CAST_CALL(ops->map_lookup_elem) -
5832                                             __bpf_call_base;
5833                                 continue;
5834                         case BPF_FUNC_map_update_elem:
5835                                 insn->imm = BPF_CAST_CALL(ops->map_update_elem) -
5836                                             __bpf_call_base;
5837                                 continue;
5838                         case BPF_FUNC_map_delete_elem:
5839                                 insn->imm = BPF_CAST_CALL(ops->map_delete_elem) -
5840                                             __bpf_call_base;
5841                                 continue;
5842                         }
5843
5844                         goto patch_call_imm;
5845                 }
5846
5847 patch_call_imm:
5848                 fn = env->ops->get_func_proto(insn->imm, env->prog);
5849                 /* all functions that have prototype and verifier allowed
5850                  * programs to call them, must be real in-kernel functions
5851                  */
5852                 if (!fn->func) {
5853                         verbose(env,
5854                                 "kernel subsystem misconfigured func %s#%d\n",
5855                                 func_id_name(insn->imm), insn->imm);
5856                         return -EFAULT;
5857                 }
5858                 insn->imm = fn->func - __bpf_call_base;
5859         }
5860
5861         return 0;
5862 }
5863
5864 static void free_states(struct bpf_verifier_env *env)
5865 {
5866         struct bpf_verifier_state_list *sl, *sln;
5867         int i;
5868
5869         if (!env->explored_states)
5870                 return;
5871
5872         for (i = 0; i < env->prog->len; i++) {
5873                 sl = env->explored_states[i];
5874
5875                 if (sl)
5876                         while (sl != STATE_LIST_MARK) {
5877                                 sln = sl->next;
5878                                 free_verifier_state(&sl->state, false);
5879                                 kfree(sl);
5880                                 sl = sln;
5881                         }
5882         }
5883
5884         kfree(env->explored_states);
5885 }
5886
5887 int bpf_check(struct bpf_prog **prog, union bpf_attr *attr)
5888 {
5889         struct bpf_verifier_env *env;
5890         struct bpf_verifier_log *log;
5891         int ret = -EINVAL;
5892
5893         /* no program is valid */
5894         if (ARRAY_SIZE(bpf_verifier_ops) == 0)
5895                 return -EINVAL;
5896
5897         /* 'struct bpf_verifier_env' can be global, but since it's not small,
5898          * allocate/free it every time bpf_check() is called
5899          */
5900         env = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_env), GFP_KERNEL);
5901         if (!env)
5902                 return -ENOMEM;
5903         log = &env->log;
5904
5905         env->insn_aux_data =
5906                 vzalloc(array_size(sizeof(struct bpf_insn_aux_data),
5907                                    (*prog)->len));
5908         ret = -ENOMEM;
5909         if (!env->insn_aux_data)
5910                 goto err_free_env;
5911         env->prog = *prog;
5912         env->ops = bpf_verifier_ops[env->prog->type];
5913
5914         /* grab the mutex to protect few globals used by verifier */
5915         mutex_lock(&bpf_verifier_lock);
5916
5917         if (attr->log_level || attr->log_buf || attr->log_size) {
5918                 /* user requested verbose verifier output
5919                  * and supplied buffer to store the verification trace
5920                  */
5921                 log->level = attr->log_level;
5922                 log->ubuf = (char __user *) (unsigned long) attr->log_buf;
5923                 log->len_total = attr->log_size;
5924
5925                 ret = -EINVAL;
5926                 /* log attributes have to be sane */
5927                 if (log->len_total < 128 || log->len_total > UINT_MAX >> 8 ||
5928                     !log->level || !log->ubuf)
5929                         goto err_unlock;
5930         }
5931
5932         env->strict_alignment = !!(attr->prog_flags & BPF_F_STRICT_ALIGNMENT);
5933         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS))
5934                 env->strict_alignment = true;
5935
5936         ret = replace_map_fd_with_map_ptr(env);
5937         if (ret < 0)
5938                 goto skip_full_check;
5939
5940         if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
5941                 ret = bpf_prog_offload_verifier_prep(env);
5942                 if (ret)
5943                         goto skip_full_check;
5944         }
5945
5946         env->explored_states = kcalloc(env->prog->len,
5947                                        sizeof(struct bpf_verifier_state_list *),
5948                                        GFP_USER);
5949         ret = -ENOMEM;
5950         if (!env->explored_states)
5951                 goto skip_full_check;
5952
5953         env->allow_ptr_leaks = capable(CAP_SYS_ADMIN);
5954
5955         ret = check_cfg(env);
5956         if (ret < 0)
5957                 goto skip_full_check;
5958
5959         ret = do_check(env);
5960         if (env->cur_state) {
5961                 free_verifier_state(env->cur_state, true);
5962                 env->cur_state = NULL;
5963         }
5964
5965 skip_full_check:
5966         while (!pop_stack(env, NULL, NULL));
5967         free_states(env);
5968
5969         if (ret == 0)
5970                 sanitize_dead_code(env);
5971
5972         if (ret == 0)
5973                 ret = check_max_stack_depth(env);
5974
5975         if (ret == 0)
5976                 /* program is valid, convert *(u32*)(ctx + off) accesses */
5977                 ret = convert_ctx_accesses(env);
5978
5979         if (ret == 0)
5980                 ret = fixup_bpf_calls(env);
5981
5982         if (ret == 0)
5983                 ret = fixup_call_args(env);
5984
5985         if (log->level && bpf_verifier_log_full(log))
5986                 ret = -ENOSPC;
5987         if (log->level && !log->ubuf) {
5988                 ret = -EFAULT;
5989                 goto err_release_maps;
5990         }
5991
5992         if (ret == 0 && env->used_map_cnt) {
5993                 /* if program passed verifier, update used_maps in bpf_prog_info */
5994                 env->prog->aux->used_maps = kmalloc_array(env->used_map_cnt,
5995                                                           sizeof(env->used_maps[0]),
5996                                                           GFP_KERNEL);
5997
5998                 if (!env->prog->aux->used_maps) {
5999                         ret = -ENOMEM;
6000                         goto err_release_maps;
6001                 }
6002
6003                 memcpy(env->prog->aux->used_maps, env->used_maps,
6004                        sizeof(env->used_maps[0]) * env->used_map_cnt);
6005                 env->prog->aux->used_map_cnt = env->used_map_cnt;
6006
6007                 /* program is valid. Convert pseudo bpf_ld_imm64 into generic
6008                  * bpf_ld_imm64 instructions
6009                  */
6010                 convert_pseudo_ld_imm64(env);
6011         }
6012
6013 err_release_maps:
6014         if (!env->prog->aux->used_maps)
6015                 /* if we didn't copy map pointers into bpf_prog_info, release
6016                  * them now. Otherwise free_used_maps() will release them.
6017                  */
6018                 release_maps(env);
6019         *prog = env->prog;
6020 err_unlock:
6021         mutex_unlock(&bpf_verifier_lock);
6022         vfree(env->insn_aux_data);
6023 err_free_env:
6024         kfree(env);
6025         return ret;
6026 }