net/core/filter.c

   1 /*
   2  * Linux Socket Filter - Kernel level socket filtering
   3  *
   4  * Based on the design of the Berkeley Packet Filter. The new
   5  * internal format has been designed by PLUMgrid:
   6  *
   7  *      Copyright (c) 2011 - 2014 PLUMgrid, http://plumgrid.com
   8  *
   9  * Authors:
  10  *
  11  *      Jay Schulist <jschlst@samba.org>
  12  *      Alexei Starovoitov <ast@plumgrid.com>
  13  *      Daniel Borkmann <dborkman@redhat.com>
  14  *
  15  * This program is free software; you can redistribute it and/or
  16  * modify it under the terms of the GNU General Public License
  17  * as published by the Free Software Foundation; either version
  18  * 2 of the License, or (at your option) any later version.
  19  *
  20  * Andi Kleen - Fix a few bad bugs and races.
  21  * Kris Katterjohn - Added many additional checks in bpf_check_classic()
  22  */
  23
  24 #include <linux/module.h>
  25 #include <linux/types.h>
  26 #include <linux/mm.h>
  27 #include <linux/fcntl.h>
  28 #include <linux/socket.h>
  29 #include <linux/in.h>
  30 #include <linux/inet.h>
  31 #include <linux/netdevice.h>
  32 #include <linux/if_packet.h>
  33 #include <linux/gfp.h>
  34 #include <net/ip.h>
  35 #include <net/protocol.h>
  36 #include <net/netlink.h>
  37 #include <linux/skbuff.h>
  38 #include <net/sock.h>
  39 #include <net/flow_dissector.h>
  40 #include <linux/errno.h>
  41 #include <linux/timer.h>
  42 #include <asm/uaccess.h>
  43 #include <asm/unaligned.h>
  44 #include <linux/filter.h>
  45 #include <linux/ratelimit.h>
  46 #include <linux/seccomp.h>
  47 #include <linux/if_vlan.h>
  48 #include <linux/bpf.h>
  49 #include <net/sch_generic.h>
  50
  51 /**
  52  *      sk_filter - run a packet through a socket filter
  53  *      @sk: sock associated with &sk_buff
  54  *      @skb: buffer to filter
  55  *
  56  * Run the filter code and then cut skb->data to correct size returned by
  57  * SK_RUN_FILTER. If pkt_len is 0 we toss packet. If skb->len is smaller
  58  * than pkt_len we keep whole skb->data. This is the socket level
  59  * wrapper to SK_RUN_FILTER. It returns 0 if the packet should
  60  * be accepted or -EPERM if the packet should be tossed.
  61  *
  62  */
  63 int sk_filter(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
  64 {
  65         int err;
  66         struct sk_filter *filter;
  67
  68         /*
  69          * If the skb was allocated from pfmemalloc reserves, only
  70          * allow SOCK_MEMALLOC sockets to use it as this socket is
  71          * helping free memory
  72          */
  73         if (skb_pfmemalloc(skb) && !sock_flag(sk, SOCK_MEMALLOC))
  74                 return -ENOMEM;
  75
  76         err = security_sock_rcv_skb(sk, skb);
  77         if (err)
  78                 return err;
  79
  80         rcu_read_lock();
  81         filter = rcu_dereference(sk->sk_filter);
  82         if (filter) {
  83                 unsigned int pkt_len = SK_RUN_FILTER(filter, skb);
  84
  85                 err = pkt_len ? pskb_trim(skb, pkt_len) : -EPERM;
  86         }
  87         rcu_read_unlock();
  88
  89         return err;
  90 }
  91 EXPORT_SYMBOL(sk_filter);
  92
  93 static u64 __skb_get_pay_offset(u64 ctx, u64 a, u64 x, u64 r4, u64 r5)
  94 {
  95         return skb_get_poff((struct sk_buff *)(unsigned long) ctx);
  96 }
  97
  98 static u64 __skb_get_nlattr(u64 ctx, u64 a, u64 x, u64 r4, u64 r5)
  99 {
 100         struct sk_buff *skb = (struct sk_buff *)(unsigned long) ctx;
 101         struct nlattr *nla;
 102
 103         if (skb_is_nonlinear(skb))
 104                 return 0;
 105
 106         if (skb->len < sizeof(struct nlattr))
 107                 return 0;
 108
 109         if (a > skb->len - sizeof(struct nlattr))
 110                 return 0;
 111
 112         nla = nla_find((struct nlattr *) &skb->data[a], skb->len - a, x);
 113         if (nla)
 114                 return (void *) nla - (void *) skb->data;
 115
 116         return 0;
 117 }
 118
 119 static u64 __skb_get_nlattr_nest(u64 ctx, u64 a, u64 x, u64 r4, u64 r5)
 120 {
 121         struct sk_buff *skb = (struct sk_buff *)(unsigned long) ctx;
 122         struct nlattr *nla;
 123
 124         if (skb_is_nonlinear(skb))
 125                 return 0;
 126
 127         if (skb->len < sizeof(struct nlattr))
 128                 return 0;
 129
 130         if (a > skb->len - sizeof(struct nlattr))
 131                 return 0;
 132
 133         nla = (struct nlattr *) &skb->data[a];
 134         if (nla->nla_len > skb->len - a)
 135                 return 0;
 136
 137         nla = nla_find_nested(nla, x);
 138         if (nla)
 139                 return (void *) nla - (void *) skb->data;
 140
 141         return 0;
 142 }
 143
 144 static u64 __get_raw_cpu_id(u64 ctx, u64 a, u64 x, u64 r4, u64 r5)
 145 {
 146         return raw_smp_processor_id();
 147 }
 148
 149 /* note that this only generates 32-bit random numbers */
 150 static u64 __get_random_u32(u64 ctx, u64 a, u64 x, u64 r4, u64 r5)
 151 {
 152         return prandom_u32();
 153 }
 154
 155 static u32 convert_skb_access(int skb_field, int dst_reg, int src_reg,
 156                               struct bpf_insn *insn_buf)
 157 {
 158         struct bpf_insn *insn = insn_buf;
 159
 160         switch (skb_field) {
 161         case SKF_AD_MARK:
 162                 BUILD_BUG_ON(FIELD_SIZEOF(struct sk_buff, mark) != 4);
 163
 164                 *insn++ = BPF_LDX_MEM(BPF_W, dst_reg, src_reg,
 165                                       offsetof(struct sk_buff, mark));
 166                 break;
 167
 168         case SKF_AD_PKTTYPE:
 169                 *insn++ = BPF_LDX_MEM(BPF_B, dst_reg, src_reg, PKT_TYPE_OFFSET());
 170                 *insn++ = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, dst_reg, PKT_TYPE_MAX);
 171 #ifdef __BIG_ENDIAN_BITFIELD
 172                 *insn++ = BPF_ALU32_IMM(BPF_RSH, dst_reg, 5);
 173 #endif
 174                 break;
 175
 176         case SKF_AD_QUEUE:
 177                 BUILD_BUG_ON(FIELD_SIZEOF(struct sk_buff, queue_mapping) != 2);
 178
 179                 *insn++ = BPF_LDX_MEM(BPF_H, dst_reg, src_reg,
 180                                       offsetof(struct sk_buff, queue_mapping));
 181                 break;
 182
 183         case SKF_AD_VLAN_TAG:
 184         case SKF_AD_VLAN_TAG_PRESENT:
 185                 BUILD_BUG_ON(FIELD_SIZEOF(struct sk_buff, vlan_tci) != 2);
 186                 BUILD_BUG_ON(VLAN_TAG_PRESENT != 0x1000);
 187
 188                 /* dst_reg = *(u16 *) (src_reg + offsetof(vlan_tci)) */
 189                 *insn++ = BPF_LDX_MEM(BPF_H, dst_reg, src_reg,
 190                                       offsetof(struct sk_buff, vlan_tci));
 191                 if (skb_field == SKF_AD_VLAN_TAG) {
 192                         *insn++ = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, dst_reg,
 193                                                 ~VLAN_TAG_PRESENT);
 194                 } else {
 195                         /* dst_reg >>= 12 */
 196                         *insn++ = BPF_ALU32_IMM(BPF_RSH, dst_reg, 12);
 197                         /* dst_reg &= 1 */
 198                         *insn++ = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, dst_reg, 1);
 199                 }
 200                 break;
 201         }
 202
 203         return insn - insn_buf;
 204 }
 205
 206 static bool convert_bpf_extensions(struct sock_filter *fp,
 207                                    struct bpf_insn **insnp)
 208 {
 209         struct bpf_insn *insn = *insnp;
 210         u32 cnt;
 211
 212         switch (fp->k) {
 213         case SKF_AD_OFF + SKF_AD_PROTOCOL:
 214                 BUILD_BUG_ON(FIELD_SIZEOF(struct sk_buff, protocol) != 2);
 215
 216                 /* A = *(u16 *) (CTX + offsetof(protocol)) */
 217                 *insn++ = BPF_LDX_MEM(BPF_H, BPF_REG_A, BPF_REG_CTX,
 218                                       offsetof(struct sk_buff, protocol));
 219                 /* A = ntohs(A) [emitting a nop or swap16] */
 220                 *insn = BPF_ENDIAN(BPF_FROM_BE, BPF_REG_A, 16);
 221                 break;
 222
 223         case SKF_AD_OFF + SKF_AD_PKTTYPE:
 224                 cnt = convert_skb_access(SKF_AD_PKTTYPE, BPF_REG_A, BPF_REG_CTX, insn);
 225                 insn += cnt - 1;
 226                 break;
 227
 228         case SKF_AD_OFF + SKF_AD_IFINDEX:
 229         case SKF_AD_OFF + SKF_AD_HATYPE:
 230                 BUILD_BUG_ON(FIELD_SIZEOF(struct net_device, ifindex) != 4);
 231                 BUILD_BUG_ON(FIELD_SIZEOF(struct net_device, type) != 2);
 232                 BUILD_BUG_ON(bytes_to_bpf_size(FIELD_SIZEOF(struct sk_buff, dev)) < 0);
 233
 234                 *insn++ = BPF_LDX_MEM(bytes_to_bpf_size(FIELD_SIZEOF(struct sk_buff, dev)),
 235                                       BPF_REG_TMP, BPF_REG_CTX,
 236                                       offsetof(struct sk_buff, dev));
 237                 /* if (tmp != 0) goto pc + 1 */
 238                 *insn++ = BPF_JMP_IMM(BPF_JNE, BPF_REG_TMP, 0, 1);
 239                 *insn++ = BPF_EXIT_INSN();
 240                 if (fp->k == SKF_AD_OFF + SKF_AD_IFINDEX)
 241                         *insn = BPF_LDX_MEM(BPF_W, BPF_REG_A, BPF_REG_TMP,
 242                                             offsetof(struct net_device, ifindex));
 243                 else
 244                         *insn = BPF_LDX_MEM(BPF_H, BPF_REG_A, BPF_REG_TMP,
 245                                             offsetof(struct net_device, type));
 246                 break;
 247
 248         case SKF_AD_OFF + SKF_AD_MARK:
 249                 cnt = convert_skb_access(SKF_AD_MARK, BPF_REG_A, BPF_REG_CTX, insn);
 250                 insn += cnt - 1;
 251                 break;
 252
 253         case SKF_AD_OFF + SKF_AD_RXHASH:
 254                 BUILD_BUG_ON(FIELD_SIZEOF(struct sk_buff, hash) != 4);
 255
 256                 *insn = BPF_LDX_MEM(BPF_W, BPF_REG_A, BPF_REG_CTX,
 257                                     offsetof(struct sk_buff, hash));
 258                 break;
 259
 260         case SKF_AD_OFF + SKF_AD_QUEUE:
 261                 cnt = convert_skb_access(SKF_AD_QUEUE, BPF_REG_A, BPF_REG_CTX, insn);
 262                 insn += cnt - 1;
 263                 break;
 264
 265         case SKF_AD_OFF + SKF_AD_VLAN_TAG:
 266                 cnt = convert_skb_access(SKF_AD_VLAN_TAG,
 267                                          BPF_REG_A, BPF_REG_CTX, insn);
 268                 insn += cnt - 1;
 269                 break;
 270
 271         case SKF_AD_OFF + SKF_AD_VLAN_TAG_PRESENT:
 272                 cnt = convert_skb_access(SKF_AD_VLAN_TAG_PRESENT,
 273                                          BPF_REG_A, BPF_REG_CTX, insn);
 274                 insn += cnt - 1;
 275                 break;
 276
 277         case SKF_AD_OFF + SKF_AD_VLAN_TPID:
 278                 BUILD_BUG_ON(FIELD_SIZEOF(struct sk_buff, vlan_proto) != 2);
 279
 280                 /* A = *(u16 *) (CTX + offsetof(vlan_proto)) */
 281                 *insn++ = BPF_LDX_MEM(BPF_H, BPF_REG_A, BPF_REG_CTX,
 282                                       offsetof(struct sk_buff, vlan_proto));
 283                 /* A = ntohs(A) [emitting a nop or swap16] */
 284                 *insn = BPF_ENDIAN(BPF_FROM_BE, BPF_REG_A, 16);
 285                 break;
 286
 287         case SKF_AD_OFF + SKF_AD_PAY_OFFSET:
 288         case SKF_AD_OFF + SKF_AD_NLATTR:
 289         case SKF_AD_OFF + SKF_AD_NLATTR_NEST:
 290         case SKF_AD_OFF + SKF_AD_CPU:
 291         case SKF_AD_OFF + SKF_AD_RANDOM:
 292                 /* arg1 = CTX */
 293                 *insn++ = BPF_MOV64_REG(BPF_REG_ARG1, BPF_REG_CTX);
 294                 /* arg2 = A */
 295                 *insn++ = BPF_MOV64_REG(BPF_REG_ARG2, BPF_REG_A);
 296                 /* arg3 = X */
 297                 *insn++ = BPF_MOV64_REG(BPF_REG_ARG3, BPF_REG_X);
 298                 /* Emit call(arg1=CTX, arg2=A, arg3=X) */
 299                 switch (fp->k) {
 300                 case SKF_AD_OFF + SKF_AD_PAY_OFFSET:
 301                         *insn = BPF_EMIT_CALL(__skb_get_pay_offset);
 302                         break;
 303                 case SKF_AD_OFF + SKF_AD_NLATTR:
 304                         *insn = BPF_EMIT_CALL(__skb_get_nlattr);
 305                         break;
 306                 case SKF_AD_OFF + SKF_AD_NLATTR_NEST:
 307                         *insn = BPF_EMIT_CALL(__skb_get_nlattr_nest);
 308                         break;
 309                 case SKF_AD_OFF + SKF_AD_CPU:
 310                         *insn = BPF_EMIT_CALL(__get_raw_cpu_id);
 311                         break;
 312                 case SKF_AD_OFF + SKF_AD_RANDOM:
 313                         *insn = BPF_EMIT_CALL(__get_random_u32);
 314                         break;
 315                 }
 316                 break;
 317
 318         case SKF_AD_OFF + SKF_AD_ALU_XOR_X:
 319                 /* A ^= X */
 320                 *insn = BPF_ALU32_REG(BPF_XOR, BPF_REG_A, BPF_REG_X);
 321                 break;
 322
 323         default:
 324                 /* This is just a dummy call to avoid letting the compiler
 325                  * evict __bpf_call_base() as an optimization. Placed here
 326                  * where no-one bothers.
 327                  */
 328                 BUG_ON(__bpf_call_base(0, 0, 0, 0, 0) != 0);
 329                 return false;
 330         }
 331
 332         *insnp = insn;
 333         return true;
 334 }
 335
 336 /**
 337  *      bpf_convert_filter - convert filter program
 338  *      @prog: the user passed filter program
 339  *      @len: the length of the user passed filter program
 340  *      @new_prog: buffer where converted program will be stored
 341  *      @new_len: pointer to store length of converted program
 342  *
 343  * Remap 'sock_filter' style BPF instruction set to 'sock_filter_ext' style.
 344  * Conversion workflow:
 345  *
 346  * 1) First pass for calculating the new program length:
 347  *   bpf_convert_filter(old_prog, old_len, NULL, &new_len)
 348  *
 349  * 2) 2nd pass to remap in two passes: 1st pass finds new
 350  *    jump offsets, 2nd pass remapping:
 351  *   new_prog = kmalloc(sizeof(struct bpf_insn) * new_len);
 352  *   bpf_convert_filter(old_prog, old_len, new_prog, &new_len);
 353  *
 354  * User BPF's register A is mapped to our BPF register 6, user BPF
 355  * register X is mapped to BPF register 7; frame pointer is always
 356  * register 10; Context 'void *ctx' is stored in register 1, that is,
 357  * for socket filters: ctx == 'struct sk_buff *', for seccomp:
 358  * ctx == 'struct seccomp_data *'.
 359  */
 360 static int bpf_convert_filter(struct sock_filter *prog, int len,
 361                               struct bpf_insn *new_prog, int *new_len)
 362 {
 363         int new_flen = 0, pass = 0, target, i;
 364         struct bpf_insn *new_insn;
 365         struct sock_filter *fp;
 366         int *addrs = NULL;
 367         u8 bpf_src;
 368
 369         BUILD_BUG_ON(BPF_MEMWORDS * sizeof(u32) > MAX_BPF_STACK);
 370         BUILD_BUG_ON(BPF_REG_FP + 1 != MAX_BPF_REG);
 371
 372         if (len <= 0 || len > BPF_MAXINSNS)
 373                 return -EINVAL;
 374
 375         if (new_prog) {
 376                 addrs = kcalloc(len, sizeof(*addrs),
 377                                 GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
 378                 if (!addrs)
 379                         return -ENOMEM;
 380         }
 381
 382 do_pass:
 383         new_insn = new_prog;
 384         fp = prog;
 385
 386         if (new_insn)
 387                 *new_insn = BPF_MOV64_REG(BPF_REG_CTX, BPF_REG_ARG1);
 388         new_insn++;
 389
 390         for (i = 0; i < len; fp++, i++) {
 391                 struct bpf_insn tmp_insns[6] = { };
 392                 struct bpf_insn *insn = tmp_insns;
 393
 394                 if (addrs)
 395                         addrs[i] = new_insn - new_prog;
 396
 397                 switch (fp->code) {
 398                 /* All arithmetic insns and skb loads map as-is. */
 399                 case BPF_ALU | BPF_ADD | BPF_X:
 400                 case BPF_ALU | BPF_ADD | BPF_K:
 401                 case BPF_ALU | BPF_SUB | BPF_X:
 402                 case BPF_ALU | BPF_SUB | BPF_K:
 403                 case BPF_ALU | BPF_AND | BPF_X:
 404                 case BPF_ALU | BPF_AND | BPF_K:
 405                 case BPF_ALU | BPF_OR | BPF_X:
 406                 case BPF_ALU | BPF_OR | BPF_K:
 407                 case BPF_ALU | BPF_LSH | BPF_X:
 408                 case BPF_ALU | BPF_LSH | BPF_K:
 409                 case BPF_ALU | BPF_RSH | BPF_X:
 410                 case BPF_ALU | BPF_RSH | BPF_K:
 411                 case BPF_ALU | BPF_XOR | BPF_X:
 412                 case BPF_ALU | BPF_XOR | BPF_K:
 413                 case BPF_ALU | BPF_MUL | BPF_X:
 414                 case BPF_ALU | BPF_MUL | BPF_K:
 415                 case BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_X:
 416                 case BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_K:
 417                 case BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_X:
 418                 case BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_K:
 419                 case BPF_ALU | BPF_NEG:
 420                 case BPF_LD | BPF_ABS | BPF_W:
 421                 case BPF_LD | BPF_ABS | BPF_H:
 422                 case BPF_LD | BPF_ABS | BPF_B:
 423                 case BPF_LD | BPF_IND | BPF_W:
 424                 case BPF_LD | BPF_IND | BPF_H:
 425                 case BPF_LD | BPF_IND | BPF_B:
 426                         /* Check for overloaded BPF extension and
 427                          * directly convert it if found, otherwise
 428                          * just move on with mapping.
 429                          */
 430                         if (BPF_CLASS(fp->code) == BPF_LD &&
 431                             BPF_MODE(fp->code) == BPF_ABS &&
 432                             convert_bpf_extensions(fp, &insn))
 433                                 break;
 434
 435                         *insn = BPF_RAW_INSN(fp->code, BPF_REG_A, BPF_REG_X, 0, fp->k);
 436                         break;
 437
 438                 /* Jump transformation cannot use BPF block macros
 439                  * everywhere as offset calculation and target updates
 440                  * require a bit more work than the rest, i.e. jump
 441                  * opcodes map as-is, but offsets need adjustment.
 442                  */
 443
 444 #define BPF_EMIT_JMP                                                    \
 445         do {                                                            \
 446                 if (target >= len || target < 0)                        \
 447                         goto err;                                       \
 448                 insn->off = addrs ? addrs[target] - addrs[i] - 1 : 0;   \
 449                 /* Adjust pc relative offset for 2nd or 3rd insn. */    \
 450                 insn->off -= insn - tmp_insns;                          \
 451         } while (0)
 452
 453                 case BPF_JMP | BPF_JA:
 454                         target = i + fp->k + 1;
 455                         insn->code = fp->code;
 456                         BPF_EMIT_JMP;
 457                         break;
 458
 459                 case BPF_JMP | BPF_JEQ | BPF_K:
 460                 case BPF_JMP | BPF_JEQ | BPF_X:
 461                 case BPF_JMP | BPF_JSET | BPF_K:
 462                 case BPF_JMP | BPF_JSET | BPF_X:
 463                 case BPF_JMP | BPF_JGT | BPF_K:
 464                 case BPF_JMP | BPF_JGT | BPF_X:
 465                 case BPF_JMP | BPF_JGE | BPF_K:
 466                 case BPF_JMP | BPF_JGE | BPF_X:
 467                         if (BPF_SRC(fp->code) == BPF_K && (int) fp->k < 0) {
 468                                 /* BPF immediates are signed, zero extend
 469                                  * immediate into tmp register and use it
 470                                  * in compare insn.
 471                                  */
 472                                 *insn++ = BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_TMP, fp->k);
 473
 474                                 insn->dst_reg = BPF_REG_A;
 475                                 insn->src_reg = BPF_REG_TMP;
 476                                 bpf_src = BPF_X;
 477                         } else {
 478                                 insn->dst_reg = BPF_REG_A;
 479                                 insn->src_reg = BPF_REG_X;
 480                                 insn->imm = fp->k;
 481                                 bpf_src = BPF_SRC(fp->code);
 482                         }
 483
 484                         /* Common case where 'jump_false' is next insn. */
 485                         if (fp->jf == 0) {
 486                                 insn->code = BPF_JMP | BPF_OP(fp->code) | bpf_src;
 487                                 target = i + fp->jt + 1;
 488                                 BPF_EMIT_JMP;
 489                                 break;
 490                         }
 491
 492                         /* Convert JEQ into JNE when 'jump_true' is next insn. */
 493                         if (fp->jt == 0 && BPF_OP(fp->code) == BPF_JEQ) {
 494                                 insn->code = BPF_JMP | BPF_JNE | bpf_src;
 495                                 target = i + fp->jf + 1;
 496                                 BPF_EMIT_JMP;
 497                                 break;
 498                         }
 499
 500                         /* Other jumps are mapped into two insns: Jxx and JA. */
 501                         target = i + fp->jt + 1;
 502                         insn->code = BPF_JMP | BPF_OP(fp->code) | bpf_src;
 503                         BPF_EMIT_JMP;
 504                         insn++;
 505
 506                         insn->code = BPF_JMP | BPF_JA;
 507                         target = i + fp->jf + 1;
 508                         BPF_EMIT_JMP;
 509                         break;
 510
 511                 /* ldxb 4 * ([14] & 0xf) is remaped into 6 insns. */
 512                 case BPF_LDX | BPF_MSH | BPF_B:
 513                         /* tmp = A */
 514                         *insn++ = BPF_MOV64_REG(BPF_REG_TMP, BPF_REG_A);
 515                         /* A = BPF_R0 = *(u8 *) (skb->data + K) */
 516                         *insn++ = BPF_LD_ABS(BPF_B, fp->k);
 517                         /* A &= 0xf */
 518                         *insn++ = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, BPF_REG_A, 0xf);
 519                         /* A <<= 2 */
 520                         *insn++ = BPF_ALU32_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_A, 2);
 521                         /* X = A */
 522                         *insn++ = BPF_MOV64_REG(BPF_REG_X, BPF_REG_A);
 523                         /* A = tmp */
 524                         *insn = BPF_MOV64_REG(BPF_REG_A, BPF_REG_TMP);
 525                         break;
 526
 527                 /* RET_K, RET_A are remaped into 2 insns. */
 528                 case BPF_RET | BPF_A:
 529                 case BPF_RET | BPF_K:
 530                         *insn++ = BPF_MOV32_RAW(BPF_RVAL(fp->code) == BPF_K ?
 531                                                 BPF_K : BPF_X, BPF_REG_0,
 532                                                 BPF_REG_A, fp->k);
 533                         *insn = BPF_EXIT_INSN();
 534                         break;
 535
 536                 /* Store to stack. */
 537                 case BPF_ST:
 538                 case BPF_STX:
 539                         *insn = BPF_STX_MEM(BPF_W, BPF_REG_FP, BPF_CLASS(fp->code) ==
 540                                             BPF_ST ? BPF_REG_A : BPF_REG_X,
 541                                             -(BPF_MEMWORDS - fp->k) * 4);
 542                         break;
 543
 544                 /* Load from stack. */
 545                 case BPF_LD | BPF_MEM:
 546                 case BPF_LDX | BPF_MEM:
 547                         *insn = BPF_LDX_MEM(BPF_W, BPF_CLASS(fp->code) == BPF_LD  ?
 548                                             BPF_REG_A : BPF_REG_X, BPF_REG_FP,
 549                                             -(BPF_MEMWORDS - fp->k) * 4);
 550                         break;
 551
 552                 /* A = K or X = K */
 553                 case BPF_LD | BPF_IMM:
 554                 case BPF_LDX | BPF_IMM:
 555                         *insn = BPF_MOV32_IMM(BPF_CLASS(fp->code) == BPF_LD ?
 556                                               BPF_REG_A : BPF_REG_X, fp->k);
 557                         break;
 558
 559                 /* X = A */
 560                 case BPF_MISC | BPF_TAX:
 561                         *insn = BPF_MOV64_REG(BPF_REG_X, BPF_REG_A);
 562                         break;
 563
 564                 /* A = X */
 565                 case BPF_MISC | BPF_TXA:
 566                         *insn = BPF_MOV64_REG(BPF_REG_A, BPF_REG_X);
 567                         break;
 568
 569                 /* A = skb->len or X = skb->len */
 570                 case BPF_LD | BPF_W | BPF_LEN:
 571                 case BPF_LDX | BPF_W | BPF_LEN:
 572                         *insn = BPF_LDX_MEM(BPF_W, BPF_CLASS(fp->code) == BPF_LD ?
 573                                             BPF_REG_A : BPF_REG_X, BPF_REG_CTX,
 574                                             offsetof(struct sk_buff, len));
 575                         break;
 576
 577                 /* Access seccomp_data fields. */
 578                 case BPF_LDX | BPF_ABS | BPF_W:
 579                         /* A = *(u32 *) (ctx + K) */
 580                         *insn = BPF_LDX_MEM(BPF_W, BPF_REG_A, BPF_REG_CTX, fp->k);
 581                         break;
 582
 583                 /* Unknown instruction. */
 584                 default:
 585                         goto err;
 586                 }
 587
 588                 insn++;
 589                 if (new_prog)
 590                         memcpy(new_insn, tmp_insns,
 591                                sizeof(*insn) * (insn - tmp_insns));
 592                 new_insn += insn - tmp_insns;
 593         }
 594
 595         if (!new_prog) {
 596                 /* Only calculating new length. */
 597                 *new_len = new_insn - new_prog;
 598                 return 0;
 599         }
 600
 601         pass++;
 602         if (new_flen != new_insn - new_prog) {
 603                 new_flen = new_insn - new_prog;
 604                 if (pass > 2)
 605                         goto err;
 606                 goto do_pass;
 607         }
 608
 609         kfree(addrs);
 610         BUG_ON(*new_len != new_flen);
 611         return 0;
 612 err:
 613         kfree(addrs);
 614         return -EINVAL;
 615 }
 616
 617 /* Security:
 618  *
 619  * As we dont want to clear mem[] array for each packet going through
 620  * __bpf_prog_run(), we check that filter loaded by user never try to read
 621  * a cell if not previously written, and we check all branches to be sure
 622  * a malicious user doesn't try to abuse us.
 623  */
 624 static int check_load_and_stores(const struct sock_filter *filter, int flen)
 625 {
 626         u16 *masks, memvalid = 0; /* One bit per cell, 16 cells */
 627         int pc, ret = 0;
 628
 629         BUILD_BUG_ON(BPF_MEMWORDS > 16);
 630
 631         masks = kmalloc_array(flen, sizeof(*masks), GFP_KERNEL);
 632         if (!masks)
 633                 return -ENOMEM;
 634
 635         memset(masks, 0xff, flen * sizeof(*masks));
 636
 637         for (pc = 0; pc < flen; pc++) {
 638                 memvalid &= masks[pc];
 639
 640                 switch (filter[pc].code) {
 641                 case BPF_ST:
 642                 case BPF_STX:
 643                         memvalid |= (1 << filter[pc].k);
 644                         break;
 645                 case BPF_LD | BPF_MEM:
 646                 case BPF_LDX | BPF_MEM:
 647                         if (!(memvalid & (1 << filter[pc].k))) {
 648                                 ret = -EINVAL;
 649                                 goto error;
 650                         }
 651                         break;
 652                 case BPF_JMP | BPF_JA:
 653                         /* A jump must set masks on target */
 654                         masks[pc + 1 + filter[pc].k] &= memvalid;
 655                         memvalid = ~0;
 656                         break;
 657                 case BPF_JMP | BPF_JEQ | BPF_K:
 658                 case BPF_JMP | BPF_JEQ | BPF_X:
 659                 case BPF_JMP | BPF_JGE | BPF_K:
 660                 case BPF_JMP | BPF_JGE | BPF_X:
 661                 case BPF_JMP | BPF_JGT | BPF_K:
 662                 case BPF_JMP | BPF_JGT | BPF_X:
 663                 case BPF_JMP | BPF_JSET | BPF_K:
 664                 case BPF_JMP | BPF_JSET | BPF_X:
 665                         /* A jump must set masks on targets */
 666                         masks[pc + 1 + filter[pc].jt] &= memvalid;
 667                         masks[pc + 1 + filter[pc].jf] &= memvalid;
 668                         memvalid = ~0;
 669                         break;
 670                 }
 671         }
 672 error:
 673         kfree(masks);
 674         return ret;
 675 }
 676
 677 static bool chk_code_allowed(u16 code_to_probe)
 678 {
 679         static const bool codes[] = {
 680                 /* 32 bit ALU operations */
 681                 [BPF_ALU | BPF_ADD | BPF_K] = true,
 682                 [BPF_ALU | BPF_ADD | BPF_X] = true,
 683                 [BPF_ALU | BPF_SUB | BPF_K] = true,
 684                 [BPF_ALU | BPF_SUB | BPF_X] = true,
 685                 [BPF_ALU | BPF_MUL | BPF_K] = true,
 686                 [BPF_ALU | BPF_MUL | BPF_X] = true,
 687                 [BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_K] = true,
 688                 [BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_X] = true,
 689                 [BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_K] = true,
 690                 [BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_X] = true,
 691                 [BPF_ALU | BPF_AND | BPF_K] = true,
 692                 [BPF_ALU | BPF_AND | BPF_X] = true,
 693                 [BPF_ALU | BPF_OR | BPF_K] = true,
 694                 [BPF_ALU | BPF_OR | BPF_X] = true,
 695                 [BPF_ALU | BPF_XOR | BPF_K] = true,
 696                 [BPF_ALU | BPF_XOR | BPF_X] = true,
 697                 [BPF_ALU | BPF_LSH | BPF_K] = true,
 698                 [BPF_ALU | BPF_LSH | BPF_X] = true,
 699                 [BPF_ALU | BPF_RSH | BPF_K] = true,
 700                 [BPF_ALU | BPF_RSH | BPF_X] = true,
 701                 [BPF_ALU | BPF_NEG] = true,
 702                 /* Load instructions */
 703                 [BPF_LD | BPF_W | BPF_ABS] = true,
 704                 [BPF_LD | BPF_H | BPF_ABS] = true,
 705                 [BPF_LD | BPF_B | BPF_ABS] = true,
 706                 [BPF_LD | BPF_W | BPF_LEN] = true,
 707                 [BPF_LD | BPF_W | BPF_IND] = true,
 708                 [BPF_LD | BPF_H | BPF_IND] = true,
 709                 [BPF_LD | BPF_B | BPF_IND] = true,
 710                 [BPF_LD | BPF_IMM] = true,
 711                 [BPF_LD | BPF_MEM] = true,
 712                 [BPF_LDX | BPF_W | BPF_LEN] = true,
 713                 [BPF_LDX | BPF_B | BPF_MSH] = true,
 714                 [BPF_LDX | BPF_IMM] = true,
 715                 [BPF_LDX | BPF_MEM] = true,
 716                 /* Store instructions */
 717                 [BPF_ST] = true,
 718                 [BPF_STX] = true,
 719                 /* Misc instructions */
 720                 [BPF_MISC | BPF_TAX] = true,
 721                 [BPF_MISC | BPF_TXA] = true,
 722                 /* Return instructions */
 723                 [BPF_RET | BPF_K] = true,
 724                 [BPF_RET | BPF_A] = true,
 725                 /* Jump instructions */
 726                 [BPF_JMP | BPF_JA] = true,
 727                 [BPF_JMP | BPF_JEQ | BPF_K] = true,
 728                 [BPF_JMP | BPF_JEQ | BPF_X] = true,
 729                 [BPF_JMP | BPF_JGE | BPF_K] = true,
 730                 [BPF_JMP | BPF_JGE | BPF_X] = true,
 731                 [BPF_JMP | BPF_JGT | BPF_K] = true,
 732                 [BPF_JMP | BPF_JGT | BPF_X] = true,
 733                 [BPF_JMP | BPF_JSET | BPF_K] = true,
 734                 [BPF_JMP | BPF_JSET | BPF_X] = true,
 735         };
 736
 737         if (code_to_probe >= ARRAY_SIZE(codes))
 738                 return false;
 739
 740         return codes[code_to_probe];
 741 }
 742
 743 /**
 744  *      bpf_check_classic - verify socket filter code
 745  *      @filter: filter to verify
 746  *      @flen: length of filter
 747  *
 748  * Check the user's filter code. If we let some ugly
 749  * filter code slip through kaboom! The filter must contain
 750  * no references or jumps that are out of range, no illegal
 751  * instructions, and must end with a RET instruction.
 752  *
 753  * All jumps are forward as they are not signed.
 754  *
 755  * Returns 0 if the rule set is legal or -EINVAL if not.
 756  */
 757 static int bpf_check_classic(const struct sock_filter *filter,
 758                              unsigned int flen)
 759 {
 760         bool anc_found;
 761         int pc;
 762
 763         if (flen == 0 || flen > BPF_MAXINSNS)
 764                 return -EINVAL;
 765
 766         /* Check the filter code now */
 767         for (pc = 0; pc < flen; pc++) {
 768                 const struct sock_filter *ftest = &filter[pc];
 769
 770                 /* May we actually operate on this code? */
 771                 if (!chk_code_allowed(ftest->code))
 772                         return -EINVAL;
 773
 774                 /* Some instructions need special checks */
 775                 switch (ftest->code) {
 776                 case BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_K:
 777                 case BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_K:
 778                         /* Check for division by zero */
 779                         if (ftest->k == 0)
 780                                 return -EINVAL;
 781                         break;
 782                 case BPF_LD | BPF_MEM:
 783                 case BPF_LDX | BPF_MEM:
 784                 case BPF_ST:
 785                 case BPF_STX:
 786                         /* Check for invalid memory addresses */
 787                         if (ftest->k >= BPF_MEMWORDS)
 788                                 return -EINVAL;
 789                         break;
 790                 case BPF_JMP | BPF_JA:
 791                         /* Note, the large ftest->k might cause loops.
 792                          * Compare this with conditional jumps below,
 793                          * where offsets are limited. --ANK (981016)
 794                          */
 795                         if (ftest->k >= (unsigned int)(flen - pc - 1))
 796                                 return -EINVAL;
 797                         break;
 798                 case BPF_JMP | BPF_JEQ | BPF_K:
 799                 case BPF_JMP | BPF_JEQ | BPF_X:
 800                 case BPF_JMP | BPF_JGE | BPF_K:
 801                 case BPF_JMP | BPF_JGE | BPF_X:
 802                 case BPF_JMP | BPF_JGT | BPF_K:
 803                 case BPF_JMP | BPF_JGT | BPF_X:
 804                 case BPF_JMP | BPF_JSET | BPF_K:
 805                 case BPF_JMP | BPF_JSET | BPF_X:
 806                         /* Both conditionals must be safe */
 807                         if (pc + ftest->jt + 1 >= flen ||
 808                             pc + ftest->jf + 1 >= flen)
 809                                 return -EINVAL;
 810                         break;
 811                 case BPF_LD | BPF_W | BPF_ABS:
 812                 case BPF_LD | BPF_H | BPF_ABS:
 813                 case BPF_LD | BPF_B | BPF_ABS:
 814                         anc_found = false;
 815                         if (bpf_anc_helper(ftest) & BPF_ANC)
 816                                 anc_found = true;
 817                         /* Ancillary operation unknown or unsupported */
 818                         if (anc_found == false && ftest->k >= SKF_AD_OFF)
 819                                 return -EINVAL;
 820                 }
 821         }
 822
 823         /* Last instruction must be a RET code */
 824         switch (filter[flen - 1].code) {
 825         case BPF_RET | BPF_K:
 826         case BPF_RET | BPF_A:
 827                 return check_load_and_stores(filter, flen);
 828         }
 829
 830         return -EINVAL;
 831 }
 832
 833 static int bpf_prog_store_orig_filter(struct bpf_prog *fp,
 834                                       const struct sock_fprog *fprog)
 835 {
 836         unsigned int fsize = bpf_classic_proglen(fprog);
 837         struct sock_fprog_kern *fkprog;
 838
 839         fp->orig_prog = kmalloc(sizeof(*fkprog), GFP_KERNEL);
 840         if (!fp->orig_prog)
 841                 return -ENOMEM;
 842
 843         fkprog = fp->orig_prog;
 844         fkprog->len = fprog->len;
 845
 846         fkprog->filter = kmemdup(fp->insns, fsize,
 847                                  GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
 848         if (!fkprog->filter) {
 849                 kfree(fp->orig_prog);
 850                 return -ENOMEM;
 851         }
 852
 853         return 0;
 854 }
 855
 856 static void bpf_release_orig_filter(struct bpf_prog *fp)
 857 {
 858         struct sock_fprog_kern *fprog = fp->orig_prog;
 859
 860         if (fprog) {
 861                 kfree(fprog->filter);
 862                 kfree(fprog);
 863         }
 864 }
 865
 866 static void __bpf_prog_release(struct bpf_prog *prog)
 867 {
 868         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER) {
 869                 bpf_prog_put(prog);
 870         } else {
 871                 bpf_release_orig_filter(prog);
 872                 bpf_prog_free(prog);
 873         }
 874 }
 875
 876 static void __sk_filter_release(struct sk_filter *fp)
 877 {
 878         __bpf_prog_release(fp->prog);
 879         kfree(fp);
 880 }
 881
 882 /**
 883  *      sk_filter_release_rcu - Release a socket filter by rcu_head
 884  *      @rcu: rcu_head that contains the sk_filter to free
 885  */
 886 static void sk_filter_release_rcu(struct rcu_head *rcu)
 887 {
 888         struct sk_filter *fp = container_of(rcu, struct sk_filter, rcu);
 889
 890         __sk_filter_release(fp);
 891 }
 892
 893 /**
 894  *      sk_filter_release - release a socket filter
 895  *      @fp: filter to remove
 896  *
 897  *      Remove a filter from a socket and release its resources.
 898  */
 899 static void sk_filter_release(struct sk_filter *fp)
 900 {
 901         if (atomic_dec_and_test(&fp->refcnt))
 902                 call_rcu(&fp->rcu, sk_filter_release_rcu);
 903 }
 904
 905 void sk_filter_uncharge(struct sock *sk, struct sk_filter *fp)
 906 {
 907         u32 filter_size = bpf_prog_size(fp->prog->len);
 908
 909         atomic_sub(filter_size, &sk->sk_omem_alloc);
 910         sk_filter_release(fp);
 911 }
 912
 913 /* try to charge the socket memory if there is space available
 914  * return true on success
 915  */
 916 bool sk_filter_charge(struct sock *sk, struct sk_filter *fp)
 917 {
 918         u32 filter_size = bpf_prog_size(fp->prog->len);
 919
 920         /* same check as in sock_kmalloc() */
 921         if (filter_size <= sysctl_optmem_max &&
 922             atomic_read(&sk->sk_omem_alloc) + filter_size < sysctl_optmem_max) {
 923                 atomic_inc(&fp->refcnt);
 924                 atomic_add(filter_size, &sk->sk_omem_alloc);
 925                 return true;
 926         }
 927         return false;
 928 }
 929
 930 static struct bpf_prog *bpf_migrate_filter(struct bpf_prog *fp)
 931 {
 932         struct sock_filter *old_prog;
 933         struct bpf_prog *old_fp;
 934         int err, new_len, old_len = fp->len;
 935
 936         /* We are free to overwrite insns et al right here as it
 937          * won't be used at this point in time anymore internally
 938          * after the migration to the internal BPF instruction
 939          * representation.
 940          */
 941         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct sock_filter) !=
 942                      sizeof(struct bpf_insn));
 943
 944         /* Conversion cannot happen on overlapping memory areas,
 945          * so we need to keep the user BPF around until the 2nd
 946          * pass. At this time, the user BPF is stored in fp->insns.
 947          */
 948         old_prog = kmemdup(fp->insns, old_len * sizeof(struct sock_filter),
 949                            GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
 950         if (!old_prog) {
 951                 err = -ENOMEM;
 952                 goto out_err;
 953         }
 954
 955         /* 1st pass: calculate the new program length. */
 956         err = bpf_convert_filter(old_prog, old_len, NULL, &new_len);
 957         if (err)
 958                 goto out_err_free;
 959
 960         /* Expand fp for appending the new filter representation. */
 961         old_fp = fp;
 962         fp = bpf_prog_realloc(old_fp, bpf_prog_size(new_len), 0);
 963         if (!fp) {
 964                 /* The old_fp is still around in case we couldn't
 965                  * allocate new memory, so uncharge on that one.
 966                  */
 967                 fp = old_fp;
 968                 err = -ENOMEM;
 969                 goto out_err_free;
 970         }
 971
 972         fp->len = new_len;
 973
 974         /* 2nd pass: remap sock_filter insns into bpf_insn insns. */
 975         err = bpf_convert_filter(old_prog, old_len, fp->insnsi, &new_len);
 976         if (err)
 977                 /* 2nd bpf_convert_filter() can fail only if it fails
 978                  * to allocate memory, remapping must succeed. Note,
 979                  * that at this time old_fp has already been released
 980                  * by krealloc().
 981                  */
 982                 goto out_err_free;
 983
 984         bpf_prog_select_runtime(fp);
 985
 986         kfree(old_prog);
 987         return fp;
 988
 989 out_err_free:
 990         kfree(old_prog);
 991 out_err:
 992         __bpf_prog_release(fp);
 993         return ERR_PTR(err);
 994 }
 995
 996 static struct bpf_prog *bpf_prepare_filter(struct bpf_prog *fp,
 997                                            bpf_aux_classic_check_t trans)
 998 {
 999         int err;
1000
1001         fp->bpf_func = NULL;
1002         fp->jited = false;
1003
1004         err = bpf_check_classic(fp->insns, fp->len);
1005         if (err) {
1006                 __bpf_prog_release(fp);
1007                 return ERR_PTR(err);
1008         }
1009
1010         /* There might be additional checks and transformations
1011          * needed on classic filters, f.e. in case of seccomp.
1012          */
1013         if (trans) {
1014                 err = trans(fp->insns, fp->len);
1015                 if (err) {
1016                         __bpf_prog_release(fp);
1017                         return ERR_PTR(err);
1018                 }
1019         }
1020
1021         /* Probe if we can JIT compile the filter and if so, do
1022          * the compilation of the filter.
1023          */
1024         bpf_jit_compile(fp);
1025
1026         /* JIT compiler couldn't process this filter, so do the
1027          * internal BPF translation for the optimized interpreter.
1028          */
1029         if (!fp->jited)
1030                 fp = bpf_migrate_filter(fp);
1031
1032         return fp;
1033 }
1034
1035 /**
1036  *      bpf_prog_create - create an unattached filter
1037  *      @pfp: the unattached filter that is created
1038  *      @fprog: the filter program
1039  *
1040  * Create a filter independent of any socket. We first run some
1041  * sanity checks on it to make sure it does not explode on us later.
1042  * If an error occurs or there is insufficient memory for the filter
1043  * a negative errno code is returned. On success the return is zero.
1044  */
1045 int bpf_prog_create(struct bpf_prog **pfp, struct sock_fprog_kern *fprog)
1046 {
1047         unsigned int fsize = bpf_classic_proglen(fprog);
1048         struct bpf_prog *fp;
1049
1050         /* Make sure new filter is there and in the right amounts. */
1051         if (fprog->filter == NULL)
1052                 return -EINVAL;
1053
1054         fp = bpf_prog_alloc(bpf_prog_size(fprog->len), 0);
1055         if (!fp)
1056                 return -ENOMEM;
1057
1058         memcpy(fp->insns, fprog->filter, fsize);
1059
1060         fp->len = fprog->len;
1061         /* Since unattached filters are not copied back to user
1062          * space through sk_get_filter(), we do not need to hold
1063          * a copy here, and can spare us the work.
1064          */
1065         fp->orig_prog = NULL;
1066
1067         /* bpf_prepare_filter() already takes care of freeing
1068          * memory in case something goes wrong.
1069          */
1070         fp = bpf_prepare_filter(fp, NULL);
1071         if (IS_ERR(fp))
1072                 return PTR_ERR(fp);
1073
1074         *pfp = fp;
1075         return 0;
1076 }
1077 EXPORT_SYMBOL_GPL(bpf_prog_create);
1078
1079 /**
1080  *      bpf_prog_create_from_user - create an unattached filter from user buffer
1081  *      @pfp: the unattached filter that is created
1082  *      @fprog: the filter program
1083  *      @trans: post-classic verifier transformation handler
1084  *
1085  * This function effectively does the same as bpf_prog_create(), only
1086  * that it builds up its insns buffer from user space provided buffer.
1087  * It also allows for passing a bpf_aux_classic_check_t handler.
1088  */
1089 int bpf_prog_create_from_user(struct bpf_prog **pfp, struct sock_fprog *fprog,
1090                               bpf_aux_classic_check_t trans)
1091 {
1092         unsigned int fsize = bpf_classic_proglen(fprog);
1093         struct bpf_prog *fp;
1094
1095         /* Make sure new filter is there and in the right amounts. */
1096         if (fprog->filter == NULL)
1097                 return -EINVAL;
1098
1099         fp = bpf_prog_alloc(bpf_prog_size(fprog->len), 0);
1100         if (!fp)
1101                 return -ENOMEM;
1102
1103         if (copy_from_user(fp->insns, fprog->filter, fsize)) {
1104                 __bpf_prog_free(fp);
1105                 return -EFAULT;
1106         }
1107
1108         fp->len = fprog->len;
1109         /* Since unattached filters are not copied back to user
1110          * space through sk_get_filter(), we do not need to hold
1111          * a copy here, and can spare us the work.
1112          */
1113         fp->orig_prog = NULL;
1114
1115         /* bpf_prepare_filter() already takes care of freeing
1116          * memory in case something goes wrong.
1117          */
1118         fp = bpf_prepare_filter(fp, trans);
1119         if (IS_ERR(fp))
1120                 return PTR_ERR(fp);
1121
1122         *pfp = fp;
1123         return 0;
1124 }
1125
1126 void bpf_prog_destroy(struct bpf_prog *fp)
1127 {
1128         __bpf_prog_release(fp);
1129 }
1130 EXPORT_SYMBOL_GPL(bpf_prog_destroy);
1131
1132 static int __sk_attach_prog(struct bpf_prog *prog, struct sock *sk)
1133 {
1134         struct sk_filter *fp, *old_fp;
1135
1136         fp = kmalloc(sizeof(*fp), GFP_KERNEL);
1137         if (!fp)
1138                 return -ENOMEM;
1139
1140         fp->prog = prog;
1141         atomic_set(&fp->refcnt, 0);
1142
1143         if (!sk_filter_charge(sk, fp)) {
1144                 kfree(fp);
1145                 return -ENOMEM;
1146         }
1147
1148         old_fp = rcu_dereference_protected(sk->sk_filter,
1149                                            sock_owned_by_user(sk));
1150         rcu_assign_pointer(sk->sk_filter, fp);
1151
1152         if (old_fp)
1153                 sk_filter_uncharge(sk, old_fp);
1154
1155         return 0;
1156 }
1157
1158 /**
1159  *      sk_attach_filter - attach a socket filter
1160  *      @fprog: the filter program
1161  *      @sk: the socket to use
1162  *
1163  * Attach the user's filter code. We first run some sanity checks on
1164  * it to make sure it does not explode on us later. If an error
1165  * occurs or there is insufficient memory for the filter a negative
1166  * errno code is returned. On success the return is zero.
1167  */
1168 int sk_attach_filter(struct sock_fprog *fprog, struct sock *sk)
1169 {
1170         unsigned int fsize = bpf_classic_proglen(fprog);
1171         unsigned int bpf_fsize = bpf_prog_size(fprog->len);
1172         struct bpf_prog *prog;
1173         int err;
1174
1175         if (sock_flag(sk, SOCK_FILTER_LOCKED))
1176                 return -EPERM;
1177
1178         /* Make sure new filter is there and in the right amounts. */
1179         if (fprog->filter == NULL)
1180                 return -EINVAL;
1181
1182         prog = bpf_prog_alloc(bpf_fsize, 0);
1183         if (!prog)
1184                 return -ENOMEM;
1185
1186         if (copy_from_user(prog->insns, fprog->filter, fsize)) {
1187                 __bpf_prog_free(prog);
1188                 return -EFAULT;
1189         }
1190
1191         prog->len = fprog->len;
1192
1193         err = bpf_prog_store_orig_filter(prog, fprog);
1194         if (err) {
1195                 __bpf_prog_free(prog);
1196                 return -ENOMEM;
1197         }
1198
1199         /* bpf_prepare_filter() already takes care of freeing
1200          * memory in case something goes wrong.
1201          */
1202         prog = bpf_prepare_filter(prog, NULL);
1203         if (IS_ERR(prog))
1204                 return PTR_ERR(prog);
1205
1206         err = __sk_attach_prog(prog, sk);
1207         if (err < 0) {
1208                 __bpf_prog_release(prog);
1209                 return err;
1210         }
1211
1212         return 0;
1213 }
1214 EXPORT_SYMBOL_GPL(sk_attach_filter);
1215
1216 int sk_attach_bpf(u32 ufd, struct sock *sk)
1217 {
1218         struct bpf_prog *prog;
1219         int err;
1220
1221         if (sock_flag(sk, SOCK_FILTER_LOCKED))
1222                 return -EPERM;
1223
1224         prog = bpf_prog_get(ufd);
1225         if (IS_ERR(prog))
1226                 return PTR_ERR(prog);
1227
1228         if (prog->type != BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER) {
1229                 bpf_prog_put(prog);
1230                 return -EINVAL;
1231         }
1232
1233         err = __sk_attach_prog(prog, sk);
1234         if (err < 0) {
1235                 bpf_prog_put(prog);
1236                 return err;
1237         }
1238
1239         return 0;
1240 }
1241
1242 #define BPF_RECOMPUTE_CSUM(flags)       ((flags) & 1)
1243
1244 static u64 bpf_skb_store_bytes(u64 r1, u64 r2, u64 r3, u64 r4, u64 flags)
1245 {
1246         struct sk_buff *skb = (struct sk_buff *) (long) r1;
1247         int offset = (int) r2;
1248         void *from = (void *) (long) r3;
1249         unsigned int len = (unsigned int) r4;
1250         char buf[16];
1251         void *ptr;
1252
1253         /* bpf verifier guarantees that:
1254          * 'from' pointer points to bpf program stack
1255          * 'len' bytes of it were initialized
1256          * 'len' > 0
1257          * 'skb' is a valid pointer to 'struct sk_buff'
1258          *
1259          * so check for invalid 'offset' and too large 'len'
1260          */
1261         if (unlikely((u32) offset > 0xffff || len > sizeof(buf)))
1262                 return -EFAULT;
1263
1264         if (unlikely(skb_cloned(skb) &&
1265                      !skb_clone_writable(skb, offset + len)))
1266                 return -EFAULT;
1267
1268         ptr = skb_header_pointer(skb, offset, len, buf);
1269         if (unlikely(!ptr))
1270                 return -EFAULT;
1271
1272         if (BPF_RECOMPUTE_CSUM(flags))
1273                 skb_postpull_rcsum(skb, ptr, len);
1274
1275         memcpy(ptr, from, len);
1276
1277         if (ptr == buf)
1278                 /* skb_store_bits cannot return -EFAULT here */
1279                 skb_store_bits(skb, offset, ptr, len);
1280
1281         if (BPF_RECOMPUTE_CSUM(flags) && skb->ip_summed == CHECKSUM_COMPLETE)
1282                 skb->csum = csum_add(skb->csum, csum_partial(ptr, len, 0));
1283         return 0;
1284 }
1285
1286 const struct bpf_func_proto bpf_skb_store_bytes_proto = {
1287         .func           = bpf_skb_store_bytes,
1288         .gpl_only       = false,
1289         .ret_type       = RET_INTEGER,
1290         .arg1_type      = ARG_PTR_TO_CTX,
1291         .arg2_type      = ARG_ANYTHING,
1292         .arg3_type      = ARG_PTR_TO_STACK,
1293         .arg4_type      = ARG_CONST_STACK_SIZE,
1294         .arg5_type      = ARG_ANYTHING,
1295 };
1296
1297 #define BPF_HEADER_FIELD_SIZE(flags)    ((flags) & 0x0f)
1298 #define BPF_IS_PSEUDO_HEADER(flags)     ((flags) & 0x10)
1299
1300 static u64 bpf_l3_csum_replace(u64 r1, u64 r2, u64 from, u64 to, u64 flags)
1301 {
1302         struct sk_buff *skb = (struct sk_buff *) (long) r1;
1303         int offset = (int) r2;
1304         __sum16 sum, *ptr;
1305
1306         if (unlikely((u32) offset > 0xffff))
1307                 return -EFAULT;
1308
1309         if (unlikely(skb_cloned(skb) &&
1310                      !skb_clone_writable(skb, offset + sizeof(sum))))
1311                 return -EFAULT;
1312
1313         ptr = skb_header_pointer(skb, offset, sizeof(sum), &sum);
1314         if (unlikely(!ptr))
1315                 return -EFAULT;
1316
1317         switch (BPF_HEADER_FIELD_SIZE(flags)) {
1318         case 2:
1319                 csum_replace2(ptr, from, to);
1320                 break;
1321         case 4:
1322                 csum_replace4(ptr, from, to);
1323                 break;
1324         default:
1325                 return -EINVAL;
1326         }
1327
1328         if (ptr == &sum)
1329                 /* skb_store_bits guaranteed to not return -EFAULT here */
1330                 skb_store_bits(skb, offset, ptr, sizeof(sum));
1331
1332         return 0;
1333 }
1334
1335 const struct bpf_func_proto bpf_l3_csum_replace_proto = {
1336         .func           = bpf_l3_csum_replace,
1337         .gpl_only       = false,
1338         .ret_type       = RET_INTEGER,
1339         .arg1_type      = ARG_PTR_TO_CTX,
1340         .arg2_type      = ARG_ANYTHING,
1341         .arg3_type      = ARG_ANYTHING,
1342         .arg4_type      = ARG_ANYTHING,
1343         .arg5_type      = ARG_ANYTHING,
1344 };
1345
1346 static u64 bpf_l4_csum_replace(u64 r1, u64 r2, u64 from, u64 to, u64 flags)
1347 {
1348         struct sk_buff *skb = (struct sk_buff *) (long) r1;
1349         u32 is_pseudo = BPF_IS_PSEUDO_HEADER(flags);
1350         int offset = (int) r2;
1351         __sum16 sum, *ptr;
1352
1353         if (unlikely((u32) offset > 0xffff))
1354                 return -EFAULT;
1355
1356         if (unlikely(skb_cloned(skb) &&
1357                      !skb_clone_writable(skb, offset + sizeof(sum))))
1358                 return -EFAULT;
1359
1360         ptr = skb_header_pointer(skb, offset, sizeof(sum), &sum);
1361         if (unlikely(!ptr))
1362                 return -EFAULT;
1363
1364         switch (BPF_HEADER_FIELD_SIZE(flags)) {
1365         case 2:
1366                 inet_proto_csum_replace2(ptr, skb, from, to, is_pseudo);
1367                 break;
1368         case 4:
1369                 inet_proto_csum_replace4(ptr, skb, from, to, is_pseudo);
1370                 break;
1371         default:
1372                 return -EINVAL;
1373         }
1374
1375         if (ptr == &sum)
1376                 /* skb_store_bits guaranteed to not return -EFAULT here */
1377                 skb_store_bits(skb, offset, ptr, sizeof(sum));
1378
1379         return 0;
1380 }
1381
1382 const struct bpf_func_proto bpf_l4_csum_replace_proto = {
1383         .func           = bpf_l4_csum_replace,
1384         .gpl_only       = false,
1385         .ret_type       = RET_INTEGER,
1386         .arg1_type      = ARG_PTR_TO_CTX,
1387         .arg2_type      = ARG_ANYTHING,
1388         .arg3_type      = ARG_ANYTHING,
1389         .arg4_type      = ARG_ANYTHING,
1390         .arg5_type      = ARG_ANYTHING,
1391 };
1392
1393 #define BPF_IS_REDIRECT_INGRESS(flags)  ((flags) & 1)
1394
1395 static u64 bpf_clone_redirect(u64 r1, u64 ifindex, u64 flags, u64 r4, u64 r5)
1396 {
1397         struct sk_buff *skb = (struct sk_buff *) (long) r1, *skb2;
1398         struct net_device *dev;
1399
1400         dev = dev_get_by_index_rcu(dev_net(skb->dev), ifindex);
1401         if (unlikely(!dev))
1402                 return -EINVAL;
1403
1404         if (unlikely(!(dev->flags & IFF_UP)))
1405                 return -EINVAL;
1406
1407         skb2 = skb_clone(skb, GFP_ATOMIC);
1408         if (unlikely(!skb2))
1409                 return -ENOMEM;
1410
1411         if (BPF_IS_REDIRECT_INGRESS(flags))
1412                 return dev_forward_skb(dev, skb2);
1413
1414         skb2->dev = dev;
1415         return dev_queue_xmit(skb2);
1416 }
1417
1418 const struct bpf_func_proto bpf_clone_redirect_proto = {
1419         .func           = bpf_clone_redirect,
1420         .gpl_only       = false,
1421         .ret_type       = RET_INTEGER,
1422         .arg1_type      = ARG_PTR_TO_CTX,
1423         .arg2_type      = ARG_ANYTHING,
1424         .arg3_type      = ARG_ANYTHING,
1425 };
1426
1427 static const struct bpf_func_proto *
1428 sk_filter_func_proto(enum bpf_func_id func_id)
1429 {
1430         switch (func_id) {
1431         case BPF_FUNC_map_lookup_elem:
1432                 return &bpf_map_lookup_elem_proto;
1433         case BPF_FUNC_map_update_elem:
1434                 return &bpf_map_update_elem_proto;
1435         case BPF_FUNC_map_delete_elem:
1436                 return &bpf_map_delete_elem_proto;
1437         case BPF_FUNC_get_prandom_u32:
1438                 return &bpf_get_prandom_u32_proto;
1439         case BPF_FUNC_get_smp_processor_id:
1440                 return &bpf_get_smp_processor_id_proto;
1441         case BPF_FUNC_tail_call:
1442                 return &bpf_tail_call_proto;
1443         case BPF_FUNC_ktime_get_ns:
1444                 return &bpf_ktime_get_ns_proto;
1445         case BPF_FUNC_trace_printk:
1446                 return bpf_get_trace_printk_proto();
1447         default:
1448                 return NULL;
1449         }
1450 }
1451
1452 static const struct bpf_func_proto *
1453 tc_cls_act_func_proto(enum bpf_func_id func_id)
1454 {
1455         switch (func_id) {
1456         case BPF_FUNC_skb_store_bytes:
1457                 return &bpf_skb_store_bytes_proto;
1458         case BPF_FUNC_l3_csum_replace:
1459                 return &bpf_l3_csum_replace_proto;
1460         case BPF_FUNC_l4_csum_replace:
1461                 return &bpf_l4_csum_replace_proto;
1462         case BPF_FUNC_clone_redirect:
1463                 return &bpf_clone_redirect_proto;
1464         default:
1465                 return sk_filter_func_proto(func_id);
1466         }
1467 }
1468
1469 static bool __is_valid_access(int off, int size, enum bpf_access_type type)
1470 {
1471         /* check bounds */
1472         if (off < 0 || off >= sizeof(struct __sk_buff))
1473                 return false;
1474
1475         /* disallow misaligned access */
1476         if (off % size != 0)
1477                 return false;
1478
1479         /* all __sk_buff fields are __u32 */
1480         if (size != 4)
1481                 return false;
1482
1483         return true;
1484 }
1485
1486 static bool sk_filter_is_valid_access(int off, int size,
1487                                       enum bpf_access_type type)
1488 {
1489         if (type == BPF_WRITE) {
1490                 switch (off) {
1491                 case offsetof(struct __sk_buff, cb[0]) ...
1492                         offsetof(struct __sk_buff, cb[4]):
1493                         break;
1494                 default:
1495                         return false;
1496                 }
1497         }
1498
1499         return __is_valid_access(off, size, type);
1500 }
1501
1502 static bool tc_cls_act_is_valid_access(int off, int size,
1503                                        enum bpf_access_type type)
1504 {
1505         if (type == BPF_WRITE) {
1506                 switch (off) {
1507                 case offsetof(struct __sk_buff, mark):
1508                 case offsetof(struct __sk_buff, tc_index):
1509                 case offsetof(struct __sk_buff, cb[0]) ...
1510                         offsetof(struct __sk_buff, cb[4]):
1511                         break;
1512                 default:
1513                         return false;
1514                 }
1515         }
1516         return __is_valid_access(off, size, type);
1517 }
1518
1519 static u32 bpf_net_convert_ctx_access(enum bpf_access_type type, int dst_reg,
1520                                       int src_reg, int ctx_off,
1521                                       struct bpf_insn *insn_buf)
1522 {
1523         struct bpf_insn *insn = insn_buf;
1524
1525         switch (ctx_off) {
1526         case offsetof(struct __sk_buff, len):
1527                 BUILD_BUG_ON(FIELD_SIZEOF(struct sk_buff, len) != 4);
1528
1529                 *insn++ = BPF_LDX_MEM(BPF_W, dst_reg, src_reg,
1530                                       offsetof(struct sk_buff, len));
1531                 break;
1532
1533         case offsetof(struct __sk_buff, protocol):
1534                 BUILD_BUG_ON(FIELD_SIZEOF(struct sk_buff, protocol) != 2);
1535
1536                 *insn++ = BPF_LDX_MEM(BPF_H, dst_reg, src_reg,
1537                                       offsetof(struct sk_buff, protocol));
1538                 break;
1539
1540         case offsetof(struct __sk_buff, vlan_proto):
1541                 BUILD_BUG_ON(FIELD_SIZEOF(struct sk_buff, vlan_proto) != 2);
1542
1543                 *insn++ = BPF_LDX_MEM(BPF_H, dst_reg, src_reg,
1544                                       offsetof(struct sk_buff, vlan_proto));
1545                 break;
1546
1547         case offsetof(struct __sk_buff, priority):
1548                 BUILD_BUG_ON(FIELD_SIZEOF(struct sk_buff, priority) != 4);
1549
1550                 *insn++ = BPF_LDX_MEM(BPF_W, dst_reg, src_reg,
1551                                       offsetof(struct sk_buff, priority));
1552                 break;
1553
1554         case offsetof(struct __sk_buff, ingress_ifindex):
1555                 BUILD_BUG_ON(FIELD_SIZEOF(struct sk_buff, skb_iif) != 4);
1556
1557                 *insn++ = BPF_LDX_MEM(BPF_W, dst_reg, src_reg,
1558                                       offsetof(struct sk_buff, skb_iif));
1559                 break;
1560
1561         case offsetof(struct __sk_buff, ifindex):
1562                 BUILD_BUG_ON(FIELD_SIZEOF(struct net_device, ifindex) != 4);
1563
1564                 *insn++ = BPF_LDX_MEM(bytes_to_bpf_size(FIELD_SIZEOF(struct sk_buff, dev)),
1565                                       dst_reg, src_reg,
1566                                       offsetof(struct sk_buff, dev));
1567                 *insn++ = BPF_JMP_IMM(BPF_JEQ, dst_reg, 0, 1);
1568                 *insn++ = BPF_LDX_MEM(BPF_W, dst_reg, dst_reg,
1569                                       offsetof(struct net_device, ifindex));
1570                 break;
1571
1572         case offsetof(struct __sk_buff, mark):
1573                 BUILD_BUG_ON(FIELD_SIZEOF(struct sk_buff, mark) != 4);
1574
1575                 if (type == BPF_WRITE)
1576                         *insn++ = BPF_STX_MEM(BPF_W, dst_reg, src_reg,
1577                                               offsetof(struct sk_buff, mark));
1578                 else
1579                         *insn++ = BPF_LDX_MEM(BPF_W, dst_reg, src_reg,
1580                                               offsetof(struct sk_buff, mark));
1581                 break;
1582
1583         case offsetof(struct __sk_buff, pkt_type):
1584                 return convert_skb_access(SKF_AD_PKTTYPE, dst_reg, src_reg, insn);
1585
1586         case offsetof(struct __sk_buff, queue_mapping):
1587                 return convert_skb_access(SKF_AD_QUEUE, dst_reg, src_reg, insn);
1588
1589         case offsetof(struct __sk_buff, vlan_present):
1590                 return convert_skb_access(SKF_AD_VLAN_TAG_PRESENT,
1591                                           dst_reg, src_reg, insn);
1592
1593         case offsetof(struct __sk_buff, vlan_tci):
1594                 return convert_skb_access(SKF_AD_VLAN_TAG,
1595                                           dst_reg, src_reg, insn);
1596
1597         case offsetof(struct __sk_buff, cb[0]) ...
1598                 offsetof(struct __sk_buff, cb[4]):
1599                 BUILD_BUG_ON(FIELD_SIZEOF(struct qdisc_skb_cb, data) < 20);
1600
1601                 ctx_off -= offsetof(struct __sk_buff, cb[0]);
1602                 ctx_off += offsetof(struct sk_buff, cb);
1603                 ctx_off += offsetof(struct qdisc_skb_cb, data);
1604                 if (type == BPF_WRITE)
1605                         *insn++ = BPF_STX_MEM(BPF_W, dst_reg, src_reg, ctx_off);
1606                 else
1607                         *insn++ = BPF_LDX_MEM(BPF_W, dst_reg, src_reg, ctx_off);
1608                 break;
1609
1610         case offsetof(struct __sk_buff, tc_index):
1611 #ifdef CONFIG_NET_SCHED
1612                 BUILD_BUG_ON(FIELD_SIZEOF(struct sk_buff, tc_index) != 2);
1613
1614                 if (type == BPF_WRITE)
1615                         *insn++ = BPF_STX_MEM(BPF_H, dst_reg, src_reg,
1616                                               offsetof(struct sk_buff, tc_index));
1617                 else
1618                         *insn++ = BPF_LDX_MEM(BPF_H, dst_reg, src_reg,
1619                                               offsetof(struct sk_buff, tc_index));
1620                 break;
1621 #else
1622                 if (type == BPF_WRITE)
1623                         *insn++ = BPF_MOV64_REG(dst_reg, dst_reg);
1624                 else
1625                         *insn++ = BPF_MOV64_IMM(dst_reg, 0);
1626                 break;
1627 #endif
1628         }
1629
1630         return insn - insn_buf;
1631 }
1632
1633 static const struct bpf_verifier_ops sk_filter_ops = {
1634         .get_func_proto = sk_filter_func_proto,
1635         .is_valid_access = sk_filter_is_valid_access,
1636         .convert_ctx_access = bpf_net_convert_ctx_access,
1637 };
1638
1639 static const struct bpf_verifier_ops tc_cls_act_ops = {
1640         .get_func_proto = tc_cls_act_func_proto,
1641         .is_valid_access = tc_cls_act_is_valid_access,
1642         .convert_ctx_access = bpf_net_convert_ctx_access,
1643 };
1644
1645 static struct bpf_prog_type_list sk_filter_type __read_mostly = {
1646         .ops = &sk_filter_ops,
1647         .type = BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER,
1648 };
1649
1650 static struct bpf_prog_type_list sched_cls_type __read_mostly = {
1651         .ops = &tc_cls_act_ops,
1652         .type = BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS,
1653 };
1654
1655 static struct bpf_prog_type_list sched_act_type __read_mostly = {
1656         .ops = &tc_cls_act_ops,
1657         .type = BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT,
1658 };
1659
1660 static int __init register_sk_filter_ops(void)
1661 {
1662         bpf_register_prog_type(&sk_filter_type);
1663         bpf_register_prog_type(&sched_cls_type);
1664         bpf_register_prog_type(&sched_act_type);
1665
1666         return 0;
1667 }
1668 late_initcall(register_sk_filter_ops);
1669
1670 int sk_detach_filter(struct sock *sk)
1671 {
1672         int ret = -ENOENT;
1673         struct sk_filter *filter;
1674
1675         if (sock_flag(sk, SOCK_FILTER_LOCKED))
1676                 return -EPERM;
1677
1678         filter = rcu_dereference_protected(sk->sk_filter,
1679                                            sock_owned_by_user(sk));
1680         if (filter) {
1681                 RCU_INIT_POINTER(sk->sk_filter, NULL);
1682                 sk_filter_uncharge(sk, filter);
1683                 ret = 0;
1684         }
1685
1686         return ret;
1687 }
1688 EXPORT_SYMBOL_GPL(sk_detach_filter);
1689
1690 int sk_get_filter(struct sock *sk, struct sock_filter __user *ubuf,
1691                   unsigned int len)
1692 {
1693         struct sock_fprog_kern *fprog;
1694         struct sk_filter *filter;
1695         int ret = 0;
1696
1697         lock_sock(sk);
1698         filter = rcu_dereference_protected(sk->sk_filter,
1699                                            sock_owned_by_user(sk));
1700         if (!filter)
1701                 goto out;
1702
1703         /* We're copying the filter that has been originally attached,
1704          * so no conversion/decode needed anymore.
1705          */
1706         fprog = filter->prog->orig_prog;
1707
1708         ret = fprog->len;
1709         if (!len)
1710                 /* User space only enquires number of filter blocks. */
1711                 goto out;
1712
1713         ret = -EINVAL;
1714         if (len < fprog->len)
1715                 goto out;
1716
1717         ret = -EFAULT;
1718         if (copy_to_user(ubuf, fprog->filter, bpf_classic_proglen(fprog)))
1719                 goto out;
1720
1721         /* Instead of bytes, the API requests to return the number
1722          * of filter blocks.
1723          */
1724         ret = fprog->len;
1725 out:
1726         release_sock(sk);
1727         return ret;
1728 }