arch/mips/net/bpf_jit.c

   1 /*
   2  * Just-In-Time compiler for BPF filters on MIPS
   3  *
   4  * Copyright (c) 2014 Imagination Technologies Ltd.
   5  * Author: Markos Chandras <markos.chandras@imgtec.com>
   6  *
   7  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
   8  * under the terms of the GNU General Public License as published by the
   9  * Free Software Foundation; version 2 of the License.
  10  */
  11
  12 #include <linux/bitops.h>
  13 #include <linux/compiler.h>
  14 #include <linux/errno.h>
  15 #include <linux/filter.h>
  16 #include <linux/if_vlan.h>
  17 #include <linux/kconfig.h>
  18 #include <linux/moduleloader.h>
  19 #include <linux/netdevice.h>
  20 #include <linux/string.h>
  21 #include <linux/slab.h>
  22 #include <linux/types.h>
  23 #include <asm/bitops.h>
  24 #include <asm/cacheflush.h>
  25 #include <asm/cpu-features.h>
  26 #include <asm/uasm.h>
  27
  28 #include "bpf_jit.h"
  29
  30 /* ABI
  31  *
  32  * s0   1st scratch register
  33  * s1   2nd scratch register
  34  * s2   offset register
  35  * s3   BPF register A
  36  * s4   BPF register X
  37  * s5   *skb
  38  * s6   *scratch memory
  39  *
  40  * On entry (*bpf_func)(*skb, *filter)
  41  * a0 = MIPS_R_A0 = skb;
  42  * a1 = MIPS_R_A1 = filter;
  43  *
  44  * Stack
  45  * ...
  46  * M[15]
  47  * M[14]
  48  * M[13]
  49  * ...
  50  * M[0] <-- r_M
  51  * saved reg k-1
  52  * saved reg k-2
  53  * ...
  54  * saved reg 0 <-- r_sp
  55  * <no argument area>
  56  *
  57  *                     Packet layout
  58  *
  59  * <--------------------- len ------------------------>
  60  * <--skb-len(r_skb_hl)-->< ----- skb->data_len ------>
  61  * ----------------------------------------------------
  62  * |                  skb->data                       |
  63  * ----------------------------------------------------
  64  */
  65
  66 #define RSIZE   (sizeof(unsigned long))
  67 #define ptr typeof(unsigned long)
  68
  69 /* ABI specific return values */
  70 #ifdef CONFIG_32BIT /* O32 */
  71 #ifdef CONFIG_CPU_LITTLE_ENDIAN
  72 #define r_err   MIPS_R_V1
  73 #define r_val   MIPS_R_V0
  74 #else /* CONFIG_CPU_LITTLE_ENDIAN */
  75 #define r_err   MIPS_R_V0
  76 #define r_val   MIPS_R_V1
  77 #endif
  78 #else /* N64 */
  79 #define r_err   MIPS_R_V0
  80 #define r_val   MIPS_R_V0
  81 #endif
  82
  83 #define r_ret   MIPS_R_V0
  84
  85 /*
  86  * Use 2 scratch registers to avoid pipeline interlocks.
  87  * There is no overhead during epilogue and prologue since
  88  * any of the $s0-$s6 registers will only be preserved if
  89  * they are going to actually be used.
  90  */
  91 #define r_s0            MIPS_R_S0 /* scratch reg 1 */
  92 #define r_s1            MIPS_R_S1 /* scratch reg 2 */
  93 #define r_off           MIPS_R_S2
  94 #define r_A             MIPS_R_S3
  95 #define r_X             MIPS_R_S4
  96 #define r_skb           MIPS_R_S5
  97 #define r_M             MIPS_R_S6
  98 #define r_tmp_imm       MIPS_R_T6 /* No need to preserve this */
  99 #define r_tmp           MIPS_R_T7 /* No need to preserve this */
 100 #define r_zero          MIPS_R_ZERO
 101 #define r_sp            MIPS_R_SP
 102 #define r_ra            MIPS_R_RA
 103
 104 #define SCRATCH_OFF(k)          (4 * (k))
 105
 106 /* JIT flags */
 107 #define SEEN_CALL               (1 << BPF_MEMWORDS)
 108 #define SEEN_SREG_SFT           (BPF_MEMWORDS + 1)
 109 #define SEEN_SREG_BASE          (1 << SEEN_SREG_SFT)
 110 #define SEEN_SREG(x)            (SEEN_SREG_BASE << (x))
 111 #define SEEN_S0                 SEEN_SREG(0)
 112 #define SEEN_S1                 SEEN_SREG(1)
 113 #define SEEN_OFF                SEEN_SREG(2)
 114 #define SEEN_A                  SEEN_SREG(3)
 115 #define SEEN_X                  SEEN_SREG(4)
 116 #define SEEN_SKB                SEEN_SREG(5)
 117 #define SEEN_MEM                SEEN_SREG(6)
 118
 119 /* Arguments used by JIT */
 120 #define ARGS_USED_BY_JIT        2 /* only applicable to 64-bit */
 121
 122 #define FLAG_NEED_X_RESET       (1 << 0)
 123
 124 #define SBIT(x)                 (1 << (x)) /* Signed version of BIT() */
 125
 126 /**
 127  * struct jit_ctx - JIT context
 128  * @skf:                The sk_filter
 129  * @prologue_bytes:     Number of bytes for prologue
 130  * @idx:                Instruction index
 131  * @flags:              JIT flags
 132  * @offsets:            Instruction offsets
 133  * @target:             Memory location for the compiled filter
 134  */
 135 struct jit_ctx {
 136         const struct sk_filter *skf;
 137         unsigned int prologue_bytes;
 138         u32 idx;
 139         u32 flags;
 140         u32 *offsets;
 141         u32 *target;
 142 };
 143
 144
 145 static inline int optimize_div(u32 *k)
 146 {
 147         /* power of 2 divides can be implemented with right shift */
 148         if (!(*k & (*k-1))) {
 149                 *k = ilog2(*k);
 150                 return 1;
 151         }
 152
 153         return 0;
 154 }
 155
 156 /* Simply emit the instruction if the JIT memory space has been allocated */
 157 #define emit_instr(ctx, func, ...)                      \
 158 do {                                                    \
 159         if ((ctx)->target != NULL) {                    \
 160                 u32 *p = &(ctx)->target[ctx->idx];      \
 161                 uasm_i_##func(&p, ##__VA_ARGS__);       \
 162         }                                               \
 163         (ctx)->idx++;                                   \
 164 } while (0)
 165
 166 /* Determine if immediate is within the 16-bit signed range */
 167 static inline bool is_range16(s32 imm)
 168 {
 169         if (imm >= SBIT(15) || imm < -SBIT(15))
 170                 return true;
 171         return false;
 172 }
 173
 174 static inline void emit_addu(unsigned int dst, unsigned int src1,
 175                              unsigned int src2, struct jit_ctx *ctx)
 176 {
 177         emit_instr(ctx, addu, dst, src1, src2);
 178 }
 179
 180 static inline void emit_nop(struct jit_ctx *ctx)
 181 {
 182         emit_instr(ctx, nop);
 183 }
 184
 185 /* Load a u32 immediate to a register */
 186 static inline void emit_load_imm(unsigned int dst, u32 imm, struct jit_ctx *ctx)
 187 {
 188         if (ctx->target != NULL) {
 189                 /* addiu can only handle s16 */
 190                 if (is_range16(imm)) {
 191                         u32 *p = &ctx->target[ctx->idx];
 192                         uasm_i_lui(&p, r_tmp_imm, (s32)imm >> 16);
 193                         p = &ctx->target[ctx->idx + 1];
 194                         uasm_i_ori(&p, dst, r_tmp_imm, imm & 0xffff);
 195                 } else {
 196                         u32 *p = &ctx->target[ctx->idx];
 197                         uasm_i_addiu(&p, dst, r_zero, imm);
 198                 }
 199         }
 200         ctx->idx++;
 201
 202         if (is_range16(imm))
 203                 ctx->idx++;
 204 }
 205
 206 static inline void emit_or(unsigned int dst, unsigned int src1,
 207                            unsigned int src2, struct jit_ctx *ctx)
 208 {
 209         emit_instr(ctx, or, dst, src1, src2);
 210 }
 211
 212 static inline void emit_ori(unsigned int dst, unsigned src, u32 imm,
 213                             struct jit_ctx *ctx)
 214 {
 215         if (imm >= BIT(16)) {
 216                 emit_load_imm(r_tmp, imm, ctx);
 217                 emit_or(dst, src, r_tmp, ctx);
 218         } else {
 219                 emit_instr(ctx, ori, dst, src, imm);
 220         }
 221 }
 222
 223
 224 static inline void emit_daddu(unsigned int dst, unsigned int src1,
 225                               unsigned int src2, struct jit_ctx *ctx)
 226 {
 227         emit_instr(ctx, daddu, dst, src1, src2);
 228 }
 229
 230 static inline void emit_daddiu(unsigned int dst, unsigned int src,
 231                                int imm, struct jit_ctx *ctx)
 232 {
 233         /*
 234          * Only used for stack, so the imm is relatively small
 235          * and it fits in 15-bits
 236          */
 237         emit_instr(ctx, daddiu, dst, src, imm);
 238 }
 239
 240 static inline void emit_addiu(unsigned int dst, unsigned int src,
 241                               u32 imm, struct jit_ctx *ctx)
 242 {
 243         if (is_range16(imm)) {
 244                 emit_load_imm(r_tmp, imm, ctx);
 245                 emit_addu(dst, r_tmp, src, ctx);
 246         } else {
 247                 emit_instr(ctx, addiu, dst, src, imm);
 248         }
 249 }
 250
 251 static inline void emit_and(unsigned int dst, unsigned int src1,
 252                             unsigned int src2, struct jit_ctx *ctx)
 253 {
 254         emit_instr(ctx, and, dst, src1, src2);
 255 }
 256
 257 static inline void emit_andi(unsigned int dst, unsigned int src,
 258                              u32 imm, struct jit_ctx *ctx)
 259 {
 260         /* If imm does not fit in u16 then load it to register */
 261         if (imm >= BIT(16)) {
 262                 emit_load_imm(r_tmp, imm, ctx);
 263                 emit_and(dst, src, r_tmp, ctx);
 264         } else {
 265                 emit_instr(ctx, andi, dst, src, imm);
 266         }
 267 }
 268
 269 static inline void emit_xor(unsigned int dst, unsigned int src1,
 270                             unsigned int src2, struct jit_ctx *ctx)
 271 {
 272         emit_instr(ctx, xor, dst, src1, src2);
 273 }
 274
 275 static inline void emit_xori(ptr dst, ptr src, u32 imm, struct jit_ctx *ctx)
 276 {
 277         /* If imm does not fit in u16 then load it to register */
 278         if (imm >= BIT(16)) {
 279                 emit_load_imm(r_tmp, imm, ctx);
 280                 emit_xor(dst, src, r_tmp, ctx);
 281         } else {
 282                 emit_instr(ctx, xori, dst, src, imm);
 283         }
 284 }
 285
 286 static inline void emit_stack_offset(int offset, struct jit_ctx *ctx)
 287 {
 288         if (config_enabled(CONFIG_64BIT))
 289                 emit_instr(ctx, daddiu, r_sp, r_sp, offset);
 290         else
 291                 emit_instr(ctx, addiu, r_sp, r_sp, offset);
 292
 293 }
 294
 295 static inline void emit_subu(unsigned int dst, unsigned int src1,
 296                              unsigned int src2, struct jit_ctx *ctx)
 297 {
 298         emit_instr(ctx, subu, dst, src1, src2);
 299 }
 300
 301 static inline void emit_neg(unsigned int reg, struct jit_ctx *ctx)
 302 {
 303         emit_subu(reg, r_zero, reg, ctx);
 304 }
 305
 306 static inline void emit_sllv(unsigned int dst, unsigned int src,
 307                              unsigned int sa, struct jit_ctx *ctx)
 308 {
 309         emit_instr(ctx, sllv, dst, src, sa);
 310 }
 311
 312 static inline void emit_sll(unsigned int dst, unsigned int src,
 313                             unsigned int sa, struct jit_ctx *ctx)
 314 {
 315         /* sa is 5-bits long */
 316         BUG_ON(sa >= BIT(5));
 317         emit_instr(ctx, sll, dst, src, sa);
 318 }
 319
 320 static inline void emit_srlv(unsigned int dst, unsigned int src,
 321                              unsigned int sa, struct jit_ctx *ctx)
 322 {
 323         emit_instr(ctx, srlv, dst, src, sa);
 324 }
 325
 326 static inline void emit_srl(unsigned int dst, unsigned int src,
 327                             unsigned int sa, struct jit_ctx *ctx)
 328 {
 329         /* sa is 5-bits long */
 330         BUG_ON(sa >= BIT(5));
 331         emit_instr(ctx, srl, dst, src, sa);
 332 }
 333
 334 static inline void emit_sltu(unsigned int dst, unsigned int src1,
 335                              unsigned int src2, struct jit_ctx *ctx)
 336 {
 337         emit_instr(ctx, sltu, dst, src1, src2);
 338 }
 339
 340 static inline void emit_sltiu(unsigned dst, unsigned int src,
 341                               unsigned int imm, struct jit_ctx *ctx)
 342 {
 343         /* 16 bit immediate */
 344         if (is_range16((s32)imm)) {
 345                 emit_load_imm(r_tmp, imm, ctx);
 346                 emit_sltu(dst, src, r_tmp, ctx);
 347         } else {
 348                 emit_instr(ctx, sltiu, dst, src, imm);
 349         }
 350
 351 }
 352
 353 /* Store register on the stack */
 354 static inline void emit_store_stack_reg(ptr reg, ptr base,
 355                                         unsigned int offset,
 356                                         struct jit_ctx *ctx)
 357 {
 358         if (config_enabled(CONFIG_64BIT))
 359                 emit_instr(ctx, sd, reg, offset, base);
 360         else
 361                 emit_instr(ctx, sw, reg, offset, base);
 362 }
 363
 364 static inline void emit_store(ptr reg, ptr base, unsigned int offset,
 365                               struct jit_ctx *ctx)
 366 {
 367         emit_instr(ctx, sw, reg, offset, base);
 368 }
 369
 370 static inline void emit_load_stack_reg(ptr reg, ptr base,
 371                                        unsigned int offset,
 372                                        struct jit_ctx *ctx)
 373 {
 374         if (config_enabled(CONFIG_64BIT))
 375                 emit_instr(ctx, ld, reg, offset, base);
 376         else
 377                 emit_instr(ctx, lw, reg, offset, base);
 378 }
 379
 380 static inline void emit_load(unsigned int reg, unsigned int base,
 381                              unsigned int offset, struct jit_ctx *ctx)
 382 {
 383         emit_instr(ctx, lw, reg, offset, base);
 384 }
 385
 386 static inline void emit_load_byte(unsigned int reg, unsigned int base,
 387                                   unsigned int offset, struct jit_ctx *ctx)
 388 {
 389         emit_instr(ctx, lb, reg, offset, base);
 390 }
 391
 392 static inline void emit_half_load(unsigned int reg, unsigned int base,
 393                                   unsigned int offset, struct jit_ctx *ctx)
 394 {
 395         emit_instr(ctx, lh, reg, offset, base);
 396 }
 397
 398 static inline void emit_mul(unsigned int dst, unsigned int src1,
 399                             unsigned int src2, struct jit_ctx *ctx)
 400 {
 401         emit_instr(ctx, mul, dst, src1, src2);
 402 }
 403
 404 static inline void emit_div(unsigned int dst, unsigned int src,
 405                             struct jit_ctx *ctx)
 406 {
 407         if (ctx->target != NULL) {
 408                 u32 *p = &ctx->target[ctx->idx];
 409                 uasm_i_divu(&p, dst, src);
 410                 p = &ctx->target[ctx->idx + 1];
 411                 uasm_i_mfhi(&p, dst);
 412         }
 413         ctx->idx += 2; /* 2 insts */
 414 }
 415
 416 static inline void emit_mod(unsigned int dst, unsigned int src,
 417                             struct jit_ctx *ctx)
 418 {
 419         if (ctx->target != NULL) {
 420                 u32 *p = &ctx->target[ctx->idx];
 421                 uasm_i_divu(&p, dst, src);
 422                 p = &ctx->target[ctx->idx + 1];
 423                 uasm_i_mflo(&p, dst);
 424         }
 425         ctx->idx += 2; /* 2 insts */
 426 }
 427
 428 static inline void emit_dsll(unsigned int dst, unsigned int src,
 429                              unsigned int sa, struct jit_ctx *ctx)
 430 {
 431         emit_instr(ctx, dsll, dst, src, sa);
 432 }
 433
 434 static inline void emit_dsrl32(unsigned int dst, unsigned int src,
 435                                unsigned int sa, struct jit_ctx *ctx)
 436 {
 437         emit_instr(ctx, dsrl32, dst, src, sa);
 438 }
 439
 440 static inline void emit_wsbh(unsigned int dst, unsigned int src,
 441                              struct jit_ctx *ctx)
 442 {
 443         emit_instr(ctx, wsbh, dst, src);
 444 }
 445
 446 /* load a function pointer to register */
 447 static inline void emit_load_func(unsigned int reg, ptr imm,
 448                                   struct jit_ctx *ctx)
 449 {
 450         if (config_enabled(CONFIG_64BIT)) {
 451                 /* At this point imm is always 64-bit */
 452                 emit_load_imm(r_tmp, (u64)imm >> 32, ctx);
 453                 emit_dsll(r_tmp_imm, r_tmp, 16, ctx); /* left shift by 16 */
 454                 emit_ori(r_tmp, r_tmp_imm, (imm >> 16) & 0xffff, ctx);
 455                 emit_dsll(r_tmp_imm, r_tmp, 16, ctx); /* left shift by 16 */
 456                 emit_ori(reg, r_tmp_imm, imm & 0xffff, ctx);
 457         } else {
 458                 emit_load_imm(reg, imm, ctx);
 459         }
 460 }
 461
 462 /* Move to real MIPS register */
 463 static inline void emit_reg_move(ptr dst, ptr src, struct jit_ctx *ctx)
 464 {
 465         if (config_enabled(CONFIG_64BIT))
 466                 emit_daddu(dst, src, r_zero, ctx);
 467         else
 468                 emit_addu(dst, src, r_zero, ctx);
 469 }
 470
 471 /* Move to JIT (32-bit) register */
 472 static inline void emit_jit_reg_move(ptr dst, ptr src, struct jit_ctx *ctx)
 473 {
 474         emit_addu(dst, src, r_zero, ctx);
 475 }
 476
 477 /* Compute the immediate value for PC-relative branches. */
 478 static inline u32 b_imm(unsigned int tgt, struct jit_ctx *ctx)
 479 {
 480         if (ctx->target == NULL)
 481                 return 0;
 482
 483         /*
 484          * We want a pc-relative branch. We only do forward branches
 485          * so tgt is always after pc. tgt is the instruction offset
 486          * we want to jump to.
 487
 488          * Branch on MIPS:
 489          * I: target_offset <- sign_extend(offset)
 490          * I+1: PC += target_offset (delay slot)
 491          *
 492          * ctx->idx currently points to the branch instruction
 493          * but the offset is added to the delay slot so we need
 494          * to subtract 4.
 495          */
 496         return ctx->offsets[tgt] -
 497                 (ctx->idx * 4 - ctx->prologue_bytes) - 4;
 498 }
 499
 500 static inline void emit_bcond(int cond, unsigned int reg1, unsigned int reg2,
 501                              unsigned int imm, struct jit_ctx *ctx)
 502 {
 503         if (ctx->target != NULL) {
 504                 u32 *p = &ctx->target[ctx->idx];
 505
 506                 switch (cond) {
 507                 case MIPS_COND_EQ:
 508                         uasm_i_beq(&p, reg1, reg2, imm);
 509                         break;
 510                 case MIPS_COND_NE:
 511                         uasm_i_bne(&p, reg1, reg2, imm);
 512                         break;
 513                 case MIPS_COND_ALL:
 514                         uasm_i_b(&p, imm);
 515                         break;
 516                 default:
 517                         pr_warn("%s: Unhandled branch conditional: %d\n",
 518                                 __func__, cond);
 519                 }
 520         }
 521         ctx->idx++;
 522 }
 523
 524 static inline void emit_b(unsigned int imm, struct jit_ctx *ctx)
 525 {
 526         emit_bcond(MIPS_COND_ALL, r_zero, r_zero, imm, ctx);
 527 }
 528
 529 static inline void emit_jalr(unsigned int link, unsigned int reg,
 530                              struct jit_ctx *ctx)
 531 {
 532         emit_instr(ctx, jalr, link, reg);
 533 }
 534
 535 static inline void emit_jr(unsigned int reg, struct jit_ctx *ctx)
 536 {
 537         emit_instr(ctx, jr, reg);
 538 }
 539
 540 static inline u16 align_sp(unsigned int num)
 541 {
 542         /* Double word alignment for 32-bit, quadword for 64-bit */
 543         unsigned int align = config_enabled(CONFIG_64BIT) ? 16 : 8;
 544         num = (num + (align - 1)) & -align;
 545         return num;
 546 }
 547
 548 static inline void update_on_xread(struct jit_ctx *ctx)
 549 {
 550         if (!(ctx->flags & SEEN_X))
 551                 ctx->flags |= FLAG_NEED_X_RESET;
 552
 553         ctx->flags |= SEEN_X;
 554 }
 555
 556 static bool is_load_to_a(u16 inst)
 557 {
 558         switch (inst) {
 559         case BPF_LD | BPF_W | BPF_LEN:
 560         case BPF_LD | BPF_W | BPF_ABS:
 561         case BPF_LD | BPF_H | BPF_ABS:
 562         case BPF_LD | BPF_B | BPF_ABS:
 563                 return true;
 564         default:
 565                 return false;
 566         }
 567 }
 568
 569 static void save_bpf_jit_regs(struct jit_ctx *ctx, unsigned offset)
 570 {
 571         int i = 0, real_off = 0;
 572         u32 sflags, tmp_flags;
 573
 574         /* Adjust the stack pointer */
 575         emit_stack_offset(-align_sp(offset), ctx);
 576
 577         if (ctx->flags & SEEN_CALL) {
 578                 /* Argument save area */
 579                 if (config_enabled(CONFIG_64BIT))
 580                         /* Bottom of current frame */
 581                         real_off = align_sp(offset) - RSIZE;
 582                 else
 583                         /* Top of previous frame */
 584                         real_off = align_sp(offset) + RSIZE;
 585                 emit_store_stack_reg(MIPS_R_A0, r_sp, real_off, ctx);
 586                 emit_store_stack_reg(MIPS_R_A1, r_sp, real_off + RSIZE, ctx);
 587
 588                 real_off = 0;
 589         }
 590
 591         tmp_flags = sflags = ctx->flags >> SEEN_SREG_SFT;
 592         /* sflags is essentially a bitmap */
 593         while (tmp_flags) {
 594                 if ((sflags >> i) & 0x1) {
 595                         emit_store_stack_reg(MIPS_R_S0 + i, r_sp, real_off,
 596                                              ctx);
 597                         real_off += RSIZE;
 598                 }
 599                 i++;
 600                 tmp_flags >>= 1;
 601         }
 602
 603         /* save return address */
 604         if (ctx->flags & SEEN_CALL) {
 605                 emit_store_stack_reg(r_ra, r_sp, real_off, ctx);
 606                 real_off += RSIZE;
 607         }
 608
 609         /* Setup r_M leaving the alignment gap if necessary */
 610         if (ctx->flags & SEEN_MEM) {
 611                 if (real_off % (RSIZE * 2))
 612                         real_off += RSIZE;
 613                 emit_addiu(r_M, r_sp, real_off, ctx);
 614         }
 615 }
 616
 617 static void restore_bpf_jit_regs(struct jit_ctx *ctx,
 618                                  unsigned int offset)
 619 {
 620         int i, real_off = 0;
 621         u32 sflags, tmp_flags;
 622
 623         if (ctx->flags & SEEN_CALL) {
 624                 if (config_enabled(CONFIG_64BIT))
 625                         /* Bottom of current frame */
 626                         real_off = align_sp(offset) - RSIZE;
 627                 else
 628                         /* Top of previous frame */
 629                         real_off = align_sp(offset) + RSIZE;
 630                 emit_load_stack_reg(MIPS_R_A0, r_sp, real_off, ctx);
 631                 emit_load_stack_reg(MIPS_R_A1, r_sp, real_off + RSIZE, ctx);
 632
 633                 real_off = 0;
 634         }
 635
 636         tmp_flags = sflags = ctx->flags >> SEEN_SREG_SFT;
 637         /* sflags is a bitmap */
 638         i = 0;
 639         while (tmp_flags) {
 640                 if ((sflags >> i) & 0x1) {
 641                         emit_load_stack_reg(MIPS_R_S0 + i, r_sp, real_off,
 642                                             ctx);
 643                         real_off += RSIZE;
 644                 }
 645                 i++;
 646                 tmp_flags >>= 1;
 647         }
 648
 649         /* restore return address */
 650         if (ctx->flags & SEEN_CALL)
 651                 emit_load_stack_reg(r_ra, r_sp, real_off, ctx);
 652
 653         /* Restore the sp and discard the scrach memory */
 654         emit_stack_offset(align_sp(offset), ctx);
 655 }
 656
 657 static unsigned int get_stack_depth(struct jit_ctx *ctx)
 658 {
 659         int sp_off = 0;
 660
 661
 662         /* How may s* regs do we need to preserved? */
 663         sp_off += hweight32(ctx->flags >> SEEN_SREG_SFT) * RSIZE;
 664
 665         if (ctx->flags & SEEN_MEM)
 666                 sp_off += 4 * BPF_MEMWORDS; /* BPF_MEMWORDS are 32-bit */
 667
 668         if (ctx->flags & SEEN_CALL)
 669                 /*
 670                  * The JIT code make calls to external functions using 2
 671                  * arguments. Therefore, for o32 we don't need to allocate
 672                  * space because we don't care if the argumetns are lost
 673                  * across calls. We do need however to preserve incoming
 674                  * arguments but the space is already allocated for us by
 675                  * the caller. On the other hand, for n64, we need to allocate
 676                  * this space ourselves. We need to preserve $ra as well.
 677                  */
 678                 sp_off += config_enabled(CONFIG_64BIT) ?
 679                         (ARGS_USED_BY_JIT + 1) * RSIZE : RSIZE;
 680
 681         /*
 682          * Subtract the bytes for the last registers since we only care about
 683          * the location on the stack pointer.
 684          */
 685         return sp_off - RSIZE;
 686 }
 687
 688 static void build_prologue(struct jit_ctx *ctx)
 689 {
 690         u16 first_inst = ctx->skf->insns[0].code;
 691         int sp_off;
 692
 693         /* Calculate the total offset for the stack pointer */
 694         sp_off = get_stack_depth(ctx);
 695         save_bpf_jit_regs(ctx, sp_off);
 696
 697         if (ctx->flags & SEEN_SKB)
 698                 emit_reg_move(r_skb, MIPS_R_A0, ctx);
 699
 700         if (ctx->flags & FLAG_NEED_X_RESET)
 701                 emit_jit_reg_move(r_X, r_zero, ctx);
 702
 703         /* Do not leak kernel data to userspace */
 704         if ((first_inst != (BPF_RET | BPF_K)) && !(is_load_to_a(first_inst)))
 705                 emit_jit_reg_move(r_A, r_zero, ctx);
 706 }
 707
 708 static void build_epilogue(struct jit_ctx *ctx)
 709 {
 710         unsigned int sp_off;
 711
 712         /* Calculate the total offset for the stack pointer */
 713
 714         sp_off = get_stack_depth(ctx);
 715         restore_bpf_jit_regs(ctx, sp_off);
 716
 717         /* Return */
 718         emit_jr(r_ra, ctx);
 719         emit_nop(ctx);
 720 }
 721
 722 static u64 jit_get_skb_b(struct sk_buff *skb, unsigned offset)
 723 {
 724         u8 ret;
 725         int err;
 726
 727         err = skb_copy_bits(skb, offset, &ret, 1);
 728
 729         return (u64)err << 32 | ret;
 730 }
 731
 732 static u64 jit_get_skb_h(struct sk_buff *skb, unsigned offset)
 733 {
 734         u16 ret;
 735         int err;
 736
 737         err = skb_copy_bits(skb, offset, &ret, 2);
 738
 739         return (u64)err << 32 | ntohs(ret);
 740 }
 741
 742 static u64 jit_get_skb_w(struct sk_buff *skb, unsigned offset)
 743 {
 744         u32 ret;
 745         int err;
 746
 747         err = skb_copy_bits(skb, offset, &ret, 4);
 748
 749         return (u64)err << 32 | ntohl(ret);
 750 }
 751
 752 #define PKT_TYPE_MAX 7
 753 static int pkt_type_offset(void)
 754 {
 755         struct sk_buff skb_probe = {
 756                 .pkt_type = ~0,
 757         };
 758         char *ct = (char *)&skb_probe;
 759         unsigned int off;
 760
 761         for (off = 0; off < sizeof(struct sk_buff); off++) {
 762                 if (ct[off] == PKT_TYPE_MAX)
 763                         return off;
 764         }
 765         pr_err_once("Please fix pkt_type_offset(), as pkt_type couldn't be found\n");
 766         return -1;
 767 }
 768
 769 static int build_body(struct jit_ctx *ctx)
 770 {
 771         void *load_func[] = {jit_get_skb_b, jit_get_skb_h, jit_get_skb_w};
 772         const struct sk_filter *prog = ctx->skf;
 773         const struct sock_filter *inst;
 774         unsigned int i, off, load_order, condt;
 775         u32 k, b_off __maybe_unused;
 776
 777         for (i = 0; i < prog->len; i++) {
 778                 u16 code;
 779
 780                 inst = &(prog->insns[i]);
 781                 pr_debug("%s: code->0x%02x, jt->0x%x, jf->0x%x, k->0x%x\n",
 782                          __func__, inst->code, inst->jt, inst->jf, inst->k);
 783                 k = inst->k;
 784                 code = bpf_anc_helper(inst);
 785
 786                 if (ctx->target == NULL)
 787                         ctx->offsets[i] = ctx->idx * 4;
 788
 789                 switch (code) {
 790                 case BPF_LD | BPF_IMM:
 791                         /* A <- k ==> li r_A, k */
 792                         ctx->flags |= SEEN_A;
 793                         emit_load_imm(r_A, k, ctx);
 794                         break;
 795                 case BPF_LD | BPF_W | BPF_LEN:
 796                         BUILD_BUG_ON(FIELD_SIZEOF(struct sk_buff, len) != 4);
 797                         /* A <- len ==> lw r_A, offset(skb) */
 798                         ctx->flags |= SEEN_SKB | SEEN_A;
 799                         off = offsetof(struct sk_buff, len);
 800                         emit_load(r_A, r_skb, off, ctx);
 801                         break;
 802                 case BPF_LD | BPF_MEM:
 803                         /* A <- M[k] ==> lw r_A, offset(M) */
 804                         ctx->flags |= SEEN_MEM | SEEN_A;
 805                         emit_load(r_A, r_M, SCRATCH_OFF(k), ctx);
 806                         break;
 807                 case BPF_LD | BPF_W | BPF_ABS:
 808                         /* A <- P[k:4] */
 809                         load_order = 2;
 810                         goto load;
 811                 case BPF_LD | BPF_H | BPF_ABS:
 812                         /* A <- P[k:2] */
 813                         load_order = 1;
 814                         goto load;
 815                 case BPF_LD | BPF_B | BPF_ABS:
 816                         /* A <- P[k:1] */
 817                         load_order = 0;
 818 load:
 819                         emit_load_imm(r_off, k, ctx);
 820 load_common:
 821                         ctx->flags |= SEEN_CALL | SEEN_OFF | SEEN_S0 |
 822                                 SEEN_SKB | SEEN_A;
 823
 824                         emit_load_func(r_s0, (ptr)load_func[load_order],
 825                                       ctx);
 826                         emit_reg_move(MIPS_R_A0, r_skb, ctx);
 827                         emit_jalr(MIPS_R_RA, r_s0, ctx);
 828                         /* Load second argument to delay slot */
 829                         emit_reg_move(MIPS_R_A1, r_off, ctx);
 830                         /* Check the error value */
 831                         if (config_enabled(CONFIG_64BIT)) {
 832                                 /* Get error code from the top 32-bits */
 833                                 emit_dsrl32(r_s0, r_val, 0, ctx);
 834                                 /* Branch to 3 instructions ahead */
 835                                 emit_bcond(MIPS_COND_NE, r_s0, r_zero, 3 << 2,
 836                                            ctx);
 837                         } else {
 838                                 /* Branch to 3 instructions ahead */
 839                                 emit_bcond(MIPS_COND_NE, r_err, r_zero, 3 << 2,
 840                                            ctx);
 841                         }
 842                         emit_nop(ctx);
 843                         /* We are good */
 844                         emit_b(b_imm(i + 1, ctx), ctx);
 845                         emit_jit_reg_move(r_A, r_val, ctx);
 846                         /* Return with error */
 847                         emit_b(b_imm(prog->len, ctx), ctx);
 848                         emit_reg_move(r_ret, r_zero, ctx);
 849                         break;
 850                 case BPF_LD | BPF_W | BPF_IND:
 851                         /* A <- P[X + k:4] */
 852                         load_order = 2;
 853                         goto load_ind;
 854                 case BPF_LD | BPF_H | BPF_IND:
 855                         /* A <- P[X + k:2] */
 856                         load_order = 1;
 857                         goto load_ind;
 858                 case BPF_LD | BPF_B | BPF_IND:
 859                         /* A <- P[X + k:1] */
 860                         load_order = 0;
 861 load_ind:
 862                         update_on_xread(ctx);
 863                         ctx->flags |= SEEN_OFF | SEEN_X;
 864                         emit_addiu(r_off, r_X, k, ctx);
 865                         goto load_common;
 866                 case BPF_LDX | BPF_IMM:
 867                         /* X <- k */
 868                         ctx->flags |= SEEN_X;
 869                         emit_load_imm(r_X, k, ctx);
 870                         break;
 871                 case BPF_LDX | BPF_MEM:
 872                         /* X <- M[k] */
 873                         ctx->flags |= SEEN_X | SEEN_MEM;
 874                         emit_load(r_X, r_M, SCRATCH_OFF(k), ctx);
 875                         break;
 876                 case BPF_LDX | BPF_W | BPF_LEN:
 877                         /* X <- len */
 878                         ctx->flags |= SEEN_X | SEEN_SKB;
 879                         off = offsetof(struct sk_buff, len);
 880                         emit_load(r_X, r_skb, off, ctx);
 881                         break;
 882                 case BPF_LDX | BPF_B | BPF_MSH:
 883                         /* X <- 4 * (P[k:1] & 0xf) */
 884                         ctx->flags |= SEEN_X | SEEN_CALL | SEEN_S0 | SEEN_SKB;
 885                         /* Load offset to a1 */
 886                         emit_load_func(r_s0, (ptr)jit_get_skb_b, ctx);
 887                         /*
 888                          * This may emit two instructions so it may not fit
 889                          * in the delay slot. So use a0 in the delay slot.
 890                          */
 891                         emit_load_imm(MIPS_R_A1, k, ctx);
 892                         emit_jalr(MIPS_R_RA, r_s0, ctx);
 893                         emit_reg_move(MIPS_R_A0, r_skb, ctx); /* delay slot */
 894                         /* Check the error value */
 895                         if (config_enabled(CONFIG_64BIT)) {
 896                                 /* Top 32-bits of $v0 on 64-bit */
 897                                 emit_dsrl32(r_s0, r_val, 0, ctx);
 898                                 emit_bcond(MIPS_COND_NE, r_s0, r_zero,
 899                                            3 << 2, ctx);
 900                         } else {
 901                                 emit_bcond(MIPS_COND_NE, r_err, r_zero,
 902                                            3 << 2, ctx);
 903                         }
 904                         /* No need for delay slot */
 905                         /* We are good */
 906                         /* X <- P[1:K] & 0xf */
 907                         emit_andi(r_X, r_val, 0xf, ctx);
 908                         /* X << 2 */
 909                         emit_b(b_imm(i + 1, ctx), ctx);
 910                         emit_sll(r_X, r_X, 2, ctx); /* delay slot */
 911                         /* Return with error */
 912                         emit_b(b_imm(prog->len, ctx), ctx);
 913                         emit_load_imm(r_ret, 0, ctx); /* delay slot */
 914                         break;
 915                 case BPF_ST:
 916                         /* M[k] <- A */
 917                         ctx->flags |= SEEN_MEM | SEEN_A;
 918                         emit_store(r_A, r_M, SCRATCH_OFF(k), ctx);
 919                         break;
 920                 case BPF_STX:
 921                         /* M[k] <- X */
 922                         ctx->flags |= SEEN_MEM | SEEN_X;
 923                         emit_store(r_X, r_M, SCRATCH_OFF(k), ctx);
 924                         break;
 925                 case BPF_ALU | BPF_ADD | BPF_K:
 926                         /* A += K */
 927                         ctx->flags |= SEEN_A;
 928                         emit_addiu(r_A, r_A, k, ctx);
 929                         break;
 930                 case BPF_ALU | BPF_ADD | BPF_X:
 931                         /* A += X */
 932                         ctx->flags |= SEEN_A | SEEN_X;
 933                         emit_addu(r_A, r_A, r_X, ctx);
 934                         break;
 935                 case BPF_ALU | BPF_SUB | BPF_K:
 936                         /* A -= K */
 937                         ctx->flags |= SEEN_A;
 938                         emit_addiu(r_A, r_A, -k, ctx);
 939                         break;
 940                 case BPF_ALU | BPF_SUB | BPF_X:
 941                         /* A -= X */
 942                         ctx->flags |= SEEN_A | SEEN_X;
 943                         emit_subu(r_A, r_A, r_X, ctx);
 944                         break;
 945                 case BPF_ALU | BPF_MUL | BPF_K:
 946                         /* A *= K */
 947                         /* Load K to scratch register before MUL */
 948                         ctx->flags |= SEEN_A | SEEN_S0;
 949                         emit_load_imm(r_s0, k, ctx);
 950                         emit_mul(r_A, r_A, r_s0, ctx);
 951                         break;
 952                 case BPF_ALU | BPF_MUL | BPF_X:
 953                         /* A *= X */
 954                         update_on_xread(ctx);
 955                         ctx->flags |= SEEN_A | SEEN_X;
 956                         emit_mul(r_A, r_A, r_X, ctx);
 957                         break;
 958                 case BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_K:
 959                         /* A /= k */
 960                         if (k == 1)
 961                                 break;
 962                         if (optimize_div(&k)) {
 963                                 ctx->flags |= SEEN_A;
 964                                 emit_srl(r_A, r_A, k, ctx);
 965                                 break;
 966                         }
 967                         ctx->flags |= SEEN_A | SEEN_S0;
 968                         emit_load_imm(r_s0, k, ctx);
 969                         emit_div(r_A, r_s0, ctx);
 970                         break;
 971                 case BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_K:
 972                         /* A %= k */
 973                         if (k == 1 || optimize_div(&k)) {
 974                                 ctx->flags |= SEEN_A;
 975                                 emit_jit_reg_move(r_A, r_zero, ctx);
 976                         } else {
 977                                 ctx->flags |= SEEN_A | SEEN_S0;
 978                                 emit_load_imm(r_s0, k, ctx);
 979                                 emit_mod(r_A, r_s0, ctx);
 980                         }
 981                         break;
 982                 case BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_X:
 983                         /* A /= X */
 984                         update_on_xread(ctx);
 985                         ctx->flags |= SEEN_X | SEEN_A;
 986                         /* Check if r_X is zero */
 987                         emit_bcond(MIPS_COND_EQ, r_X, r_zero,
 988                                    b_imm(prog->len, ctx), ctx);
 989                         emit_load_imm(r_val, 0, ctx); /* delay slot */
 990                         emit_div(r_A, r_X, ctx);
 991                         break;
 992                 case BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_X:
 993                         /* A %= X */
 994                         update_on_xread(ctx);
 995                         ctx->flags |= SEEN_X | SEEN_A;
 996                         /* Check if r_X is zero */
 997                         emit_bcond(MIPS_COND_EQ, r_X, r_zero,
 998                                    b_imm(prog->len, ctx), ctx);
 999                         emit_load_imm(r_val, 0, ctx); /* delay slot */
1000                         emit_mod(r_A, r_X, ctx);
1001                         break;
1002                 case BPF_ALU | BPF_OR | BPF_K:
1003                         /* A |= K */
1004                         ctx->flags |= SEEN_A;
1005                         emit_ori(r_A, r_A, k, ctx);
1006                         break;
1007                 case BPF_ALU | BPF_OR | BPF_X:
1008                         /* A |= X */
1009                         update_on_xread(ctx);
1010                         ctx->flags |= SEEN_A;
1011                         emit_ori(r_A, r_A, r_X, ctx);
1012                         break;
1013                 case BPF_ALU | BPF_XOR | BPF_K:
1014                         /* A ^= k */
1015                         ctx->flags |= SEEN_A;
1016                         emit_xori(r_A, r_A, k, ctx);
1017                         break;
1018                 case BPF_ANC | SKF_AD_ALU_XOR_X:
1019                 case BPF_ALU | BPF_XOR | BPF_X:
1020                         /* A ^= X */
1021                         update_on_xread(ctx);
1022                         ctx->flags |= SEEN_A;
1023                         emit_xor(r_A, r_A, r_X, ctx);
1024                         break;
1025                 case BPF_ALU | BPF_AND | BPF_K:
1026                         /* A &= K */
1027                         ctx->flags |= SEEN_A;
1028                         emit_andi(r_A, r_A, k, ctx);
1029                         break;
1030                 case BPF_ALU | BPF_AND | BPF_X:
1031                         /* A &= X */
1032                         update_on_xread(ctx);
1033                         ctx->flags |= SEEN_A | SEEN_X;
1034                         emit_and(r_A, r_A, r_X, ctx);
1035                         break;
1036                 case BPF_ALU | BPF_LSH | BPF_K:
1037                         /* A <<= K */
1038                         ctx->flags |= SEEN_A;
1039                         emit_sll(r_A, r_A, k, ctx);
1040                         break;
1041                 case BPF_ALU | BPF_LSH | BPF_X:
1042                         /* A <<= X */
1043                         ctx->flags |= SEEN_A | SEEN_X;
1044                         update_on_xread(ctx);
1045                         emit_sllv(r_A, r_A, r_X, ctx);
1046                         break;
1047                 case BPF_ALU | BPF_RSH | BPF_K:
1048                         /* A >>= K */
1049                         ctx->flags |= SEEN_A;
1050                         emit_srl(r_A, r_A, k, ctx);
1051                         break;
1052                 case BPF_ALU | BPF_RSH | BPF_X:
1053                         ctx->flags |= SEEN_A | SEEN_X;
1054                         update_on_xread(ctx);
1055                         emit_srlv(r_A, r_A, r_X, ctx);
1056                         break;
1057                 case BPF_ALU | BPF_NEG:
1058                         /* A = -A */
1059                         ctx->flags |= SEEN_A;
1060                         emit_neg(r_A, ctx);
1061                         break;
1062                 case BPF_JMP | BPF_JA:
1063                         /* pc += K */
1064                         emit_b(b_imm(i + k + 1, ctx), ctx);
1065                         emit_nop(ctx);
1066                         break;
1067                 case BPF_JMP | BPF_JEQ | BPF_K:
1068                         /* pc += ( A == K ) ? pc->jt : pc->jf */
1069                         condt = MIPS_COND_EQ | MIPS_COND_K;
1070                         goto jmp_cmp;
1071                 case BPF_JMP | BPF_JEQ | BPF_X:
1072                         ctx->flags |= SEEN_X;
1073                         /* pc += ( A == X ) ? pc->jt : pc->jf */
1074                         condt = MIPS_COND_EQ | MIPS_COND_X;
1075                         goto jmp_cmp;
1076                 case BPF_JMP | BPF_JGE | BPF_K:
1077                         /* pc += ( A >= K ) ? pc->jt : pc->jf */
1078                         condt = MIPS_COND_GE | MIPS_COND_K;
1079                         goto jmp_cmp;
1080                 case BPF_JMP | BPF_JGE | BPF_X:
1081                         ctx->flags |= SEEN_X;
1082                         /* pc += ( A >= X ) ? pc->jt : pc->jf */
1083                         condt = MIPS_COND_GE | MIPS_COND_X;
1084                         goto jmp_cmp;
1085                 case BPF_JMP | BPF_JGT | BPF_K:
1086                         /* pc += ( A > K ) ? pc->jt : pc->jf */
1087                         condt = MIPS_COND_GT | MIPS_COND_K;
1088                         goto jmp_cmp;
1089                 case BPF_JMP | BPF_JGT | BPF_X:
1090                         ctx->flags |= SEEN_X;
1091                         /* pc += ( A > X ) ? pc->jt : pc->jf */
1092                         condt = MIPS_COND_GT | MIPS_COND_X;
1093 jmp_cmp:
1094                         /* Greater or Equal */
1095                         if ((condt & MIPS_COND_GE) ||
1096                             (condt & MIPS_COND_GT)) {
1097                                 if (condt & MIPS_COND_K) { /* K */
1098                                         ctx->flags |= SEEN_S0 | SEEN_A;
1099                                         emit_sltiu(r_s0, r_A, k, ctx);
1100                                 } else { /* X */
1101                                         ctx->flags |= SEEN_S0 | SEEN_A |
1102                                                 SEEN_X;
1103                                         emit_sltu(r_s0, r_A, r_X, ctx);
1104                                 }
1105                                 /* A < (K|X) ? r_scrach = 1 */
1106                                 b_off = b_imm(i + inst->jf + 1, ctx);
1107                                 emit_bcond(MIPS_COND_GT, r_s0, r_zero, b_off,
1108                                            ctx);
1109                                 emit_nop(ctx);
1110                                 /* A > (K|X) ? scratch = 0 */
1111                                 if (condt & MIPS_COND_GT) {
1112                                         /* Checking for equality */
1113                                         ctx->flags |= SEEN_S0 | SEEN_A | SEEN_X;
1114                                         if (condt & MIPS_COND_K)
1115                                                 emit_load_imm(r_s0, k, ctx);
1116                                         else
1117                                                 emit_jit_reg_move(r_s0, r_X,
1118                                                                   ctx);
1119                                         b_off = b_imm(i + inst->jf + 1, ctx);
1120                                         emit_bcond(MIPS_COND_EQ, r_A, r_s0,
1121                                                    b_off, ctx);
1122                                         emit_nop(ctx);
1123                                         /* Finally, A > K|X */
1124                                         b_off = b_imm(i + inst->jt + 1, ctx);
1125                                         emit_b(b_off, ctx);
1126                                         emit_nop(ctx);
1127                                 } else {
1128                                         /* A >= (K|X) so jump */
1129                                         b_off = b_imm(i + inst->jt + 1, ctx);
1130                                         emit_b(b_off, ctx);
1131                                         emit_nop(ctx);
1132                                 }
1133                         } else {
1134                                 /* A == K|X */
1135                                 if (condt & MIPS_COND_K) { /* K */
1136                                         ctx->flags |= SEEN_S0 | SEEN_A;
1137                                         emit_load_imm(r_s0, k, ctx);
1138                                         /* jump true */
1139                                         b_off = b_imm(i + inst->jt + 1, ctx);
1140                                         emit_bcond(MIPS_COND_EQ, r_A, r_s0,
1141                                                    b_off, ctx);
1142                                         emit_nop(ctx);
1143                                         /* jump false */
1144                                         b_off = b_imm(i + inst->jf + 1,
1145                                                       ctx);
1146                                         emit_bcond(MIPS_COND_NE, r_A, r_s0,
1147                                                    b_off, ctx);
1148                                         emit_nop(ctx);
1149                                 } else { /* X */
1150                                         /* jump true */
1151                                         ctx->flags |= SEEN_A | SEEN_X;
1152                                         b_off = b_imm(i + inst->jt + 1,
1153                                                       ctx);
1154                                         emit_bcond(MIPS_COND_EQ, r_A, r_X,
1155                                                    b_off, ctx);
1156                                         emit_nop(ctx);
1157                                         /* jump false */
1158                                         b_off = b_imm(i + inst->jf + 1, ctx);
1159                                         emit_bcond(MIPS_COND_NE, r_A, r_X,
1160                                                    b_off, ctx);
1161                                         emit_nop(ctx);
1162                                 }
1163                         }
1164                         break;
1165                 case BPF_JMP | BPF_JSET | BPF_K:
1166                         ctx->flags |= SEEN_S0 | SEEN_S1 | SEEN_A;
1167                         /* pc += (A & K) ? pc -> jt : pc -> jf */
1168                         emit_load_imm(r_s1, k, ctx);
1169                         emit_and(r_s0, r_A, r_s1, ctx);
1170                         /* jump true */
1171                         b_off = b_imm(i + inst->jt + 1, ctx);
1172                         emit_bcond(MIPS_COND_NE, r_s0, r_zero, b_off, ctx);
1173                         emit_nop(ctx);
1174                         /* jump false */
1175                         b_off = b_imm(i + inst->jf + 1, ctx);
1176                         emit_b(b_off, ctx);
1177                         emit_nop(ctx);
1178                         break;
1179                 case BPF_JMP | BPF_JSET | BPF_X:
1180                         ctx->flags |= SEEN_S0 | SEEN_X | SEEN_A;
1181                         /* pc += (A & X) ? pc -> jt : pc -> jf */
1182                         emit_and(r_s0, r_A, r_X, ctx);
1183                         /* jump true */
1184                         b_off = b_imm(i + inst->jt + 1, ctx);
1185                         emit_bcond(MIPS_COND_NE, r_s0, r_zero, b_off, ctx);
1186                         emit_nop(ctx);
1187                         /* jump false */
1188                         b_off = b_imm(i + inst->jf + 1, ctx);
1189                         emit_b(b_off, ctx);
1190                         emit_nop(ctx);
1191                         break;
1192                 case BPF_RET | BPF_A:
1193                         ctx->flags |= SEEN_A;
1194                         if (i != prog->len - 1)
1195                                 /*
1196                                  * If this is not the last instruction
1197                                  * then jump to the epilogue
1198                                  */
1199                                 emit_b(b_imm(prog->len, ctx), ctx);
1200                         emit_reg_move(r_ret, r_A, ctx); /* delay slot */
1201                         break;
1202                 case BPF_RET | BPF_K:
1203                         /*
1204                          * It can emit two instructions so it does not fit on
1205                          * the delay slot.
1206                          */
1207                         emit_load_imm(r_ret, k, ctx);
1208                         if (i != prog->len - 1) {
1209                                 /*
1210                                  * If this is not the last instruction
1211                                  * then jump to the epilogue
1212                                  */
1213                                 emit_b(b_imm(prog->len, ctx), ctx);
1214                                 emit_nop(ctx);
1215                         }
1216                         break;
1217                 case BPF_MISC | BPF_TAX:
1218                         /* X = A */
1219                         ctx->flags |= SEEN_X | SEEN_A;
1220                         emit_jit_reg_move(r_X, r_A, ctx);
1221                         break;
1222                 case BPF_MISC | BPF_TXA:
1223                         /* A = X */
1224                         ctx->flags |= SEEN_A | SEEN_X;
1225                         update_on_xread(ctx);
1226                         emit_jit_reg_move(r_A, r_X, ctx);
1227                         break;
1228                 /* AUX */
1229                 case BPF_ANC | SKF_AD_PROTOCOL:
1230                         /* A = ntohs(skb->protocol */
1231                         ctx->flags |= SEEN_SKB | SEEN_OFF | SEEN_A;
1232                         BUILD_BUG_ON(FIELD_SIZEOF(struct sk_buff,
1233                                                   protocol) != 2);
1234                         off = offsetof(struct sk_buff, protocol);
1235                         emit_half_load(r_A, r_skb, off, ctx);
1236 #ifdef CONFIG_CPU_LITTLE_ENDIAN
1237                         /* This needs little endian fixup */
1238                         if (cpu_has_mips_r2) {
1239                                 /* R2 and later have the wsbh instruction */
1240                                 emit_wsbh(r_A, r_A, ctx);
1241                         } else {
1242                                 /* Get first byte */
1243                                 emit_andi(r_tmp_imm, r_A, 0xff, ctx);
1244                                 /* Shift it */
1245                                 emit_sll(r_tmp, r_tmp_imm, 8, ctx);
1246                                 /* Get second byte */
1247                                 emit_srl(r_tmp_imm, r_A, 8, ctx);
1248                                 emit_andi(r_tmp_imm, r_tmp_imm, 0xff, ctx);
1249                                 /* Put everyting together in r_A */
1250                                 emit_or(r_A, r_tmp, r_tmp_imm, ctx);
1251                         }
1252 #endif
1253                         break;
1254                 case BPF_ANC | SKF_AD_CPU:
1255                         ctx->flags |= SEEN_A | SEEN_OFF;
1256                         /* A = current_thread_info()->cpu */
1257                         BUILD_BUG_ON(FIELD_SIZEOF(struct thread_info,
1258                                                   cpu) != 4);
1259                         off = offsetof(struct thread_info, cpu);
1260                         /* $28/gp points to the thread_info struct */
1261                         emit_load(r_A, 28, off, ctx);
1262                         break;
1263                 case BPF_ANC | SKF_AD_IFINDEX:
1264                         /* A = skb->dev->ifindex */
1265                         ctx->flags |= SEEN_SKB | SEEN_A | SEEN_S0;
1266                         off = offsetof(struct sk_buff, dev);
1267                         emit_load(r_s0, r_skb, off, ctx);
1268                         /* error (0) in the delay slot */
1269                         emit_bcond(MIPS_COND_EQ, r_s0, r_zero,
1270                                    b_imm(prog->len, ctx), ctx);
1271                         emit_reg_move(r_ret, r_zero, ctx);
1272                         BUILD_BUG_ON(FIELD_SIZEOF(struct net_device,
1273                                                   ifindex) != 4);
1274                         off = offsetof(struct net_device, ifindex);
1275                         emit_load(r_A, r_s0, off, ctx);
1276                         break;
1277                 case BPF_ANC | SKF_AD_MARK:
1278                         ctx->flags |= SEEN_SKB | SEEN_A;
1279                         BUILD_BUG_ON(FIELD_SIZEOF(struct sk_buff, mark) != 4);
1280                         off = offsetof(struct sk_buff, mark);
1281                         emit_load(r_A, r_skb, off, ctx);
1282                         break;
1283                 case BPF_ANC | SKF_AD_RXHASH:
1284                         ctx->flags |= SEEN_SKB | SEEN_A;
1285                         BUILD_BUG_ON(FIELD_SIZEOF(struct sk_buff, hash) != 4);
1286                         off = offsetof(struct sk_buff, hash);
1287                         emit_load(r_A, r_skb, off, ctx);
1288                         break;
1289                 case BPF_ANC | SKF_AD_VLAN_TAG:
1290                 case BPF_ANC | SKF_AD_VLAN_TAG_PRESENT:
1291                         ctx->flags |= SEEN_SKB | SEEN_S0 | SEEN_A;
1292                         BUILD_BUG_ON(FIELD_SIZEOF(struct sk_buff,
1293                                                   vlan_tci) != 2);
1294                         off = offsetof(struct sk_buff, vlan_tci);
1295                         emit_half_load(r_s0, r_skb, off, ctx);
1296                         if (code == (BPF_ANC | SKF_AD_VLAN_TAG))
1297                                 emit_and(r_A, r_s0, VLAN_VID_MASK, ctx);
1298                         else
1299                                 emit_and(r_A, r_s0, VLAN_TAG_PRESENT, ctx);
1300                         break;
1301                 case BPF_ANC | SKF_AD_PKTTYPE:
1302                         off = pkt_type_offset();
1303
1304                         if (off < 0)
1305                                 return -1;
1306                         emit_load_byte(r_tmp, r_skb, off, ctx);
1307                         /* Keep only the last 3 bits */
1308                         emit_andi(r_A, r_tmp, PKT_TYPE_MAX, ctx);
1309                         break;
1310                 case BPF_ANC | SKF_AD_QUEUE:
1311                         ctx->flags |= SEEN_SKB | SEEN_A;
1312                         BUILD_BUG_ON(FIELD_SIZEOF(struct sk_buff,
1313                                                   queue_mapping) != 2);
1314                         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct sk_buff,
1315                                               queue_mapping) > 0xff);
1316                         off = offsetof(struct sk_buff, queue_mapping);
1317                         emit_half_load(r_A, r_skb, off, ctx);
1318                         break;
1319                 default:
1320                         pr_warn("%s: Unhandled opcode: 0x%02x\n", __FILE__,
1321                                 inst->code);
1322                         return -1;
1323                 }
1324         }
1325
1326         /* compute offsets only during the first pass */
1327         if (ctx->target == NULL)
1328                 ctx->offsets[i] = ctx->idx * 4;
1329
1330         return 0;
1331 }
1332
1333 int bpf_jit_enable __read_mostly;
1334
1335 void bpf_jit_compile(struct sk_filter *fp)
1336 {
1337         struct jit_ctx ctx;
1338         unsigned int alloc_size, tmp_idx;
1339
1340         if (!bpf_jit_enable)
1341                 return;
1342
1343         memset(&ctx, 0, sizeof(ctx));
1344
1345         ctx.offsets = kcalloc(fp->len, sizeof(*ctx.offsets), GFP_KERNEL);
1346         if (ctx.offsets == NULL)
1347                 return;
1348
1349         ctx.skf = fp;
1350
1351         if (build_body(&ctx))
1352                 goto out;
1353
1354         tmp_idx = ctx.idx;
1355         build_prologue(&ctx);
1356         ctx.prologue_bytes = (ctx.idx - tmp_idx) * 4;
1357         /* just to complete the ctx.idx count */
1358         build_epilogue(&ctx);
1359
1360         alloc_size = 4 * ctx.idx;
1361         ctx.target = module_alloc(alloc_size);
1362         if (ctx.target == NULL)
1363                 goto out;
1364
1365         /* Clean it */
1366         memset(ctx.target, 0, alloc_size);
1367
1368         ctx.idx = 0;
1369
1370         /* Generate the actual JIT code */
1371         build_prologue(&ctx);
1372         build_body(&ctx);
1373         build_epilogue(&ctx);
1374
1375         /* Update the icache */
1376         flush_icache_range((ptr)ctx.target, (ptr)(ctx.target + ctx.idx));
1377
1378         if (bpf_jit_enable > 1)
1379                 /* Dump JIT code */
1380                 bpf_jit_dump(fp->len, alloc_size, 2, ctx.target);
1381
1382         fp->bpf_func = (void *)ctx.target;
1383         fp->jited = 1;
1384
1385 out:
1386         kfree(ctx.offsets);
1387 }
1388
1389 void bpf_jit_free(struct sk_filter *fp)
1390 {
1391         if (fp->jited)
1392                 module_free(NULL, fp->bpf_func);
1393         kfree(fp);
1394 }