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_slt(unsigned int dst, unsigned int src1,
 335                             unsigned int src2, struct jit_ctx *ctx)
 336 {
 337         emit_instr(ctx, slt, dst, src1, src2);
 338 }
 339
 340 static inline void emit_sltu(unsigned int dst, unsigned int src1,
 341                              unsigned int src2, struct jit_ctx *ctx)
 342 {
 343         emit_instr(ctx, sltu, dst, src1, src2);
 344 }
 345
 346 static inline void emit_sltiu(unsigned dst, unsigned int src,
 347                               unsigned int imm, struct jit_ctx *ctx)
 348 {
 349         /* 16 bit immediate */
 350         if (is_range16((s32)imm)) {
 351                 emit_load_imm(r_tmp, imm, ctx);
 352                 emit_sltu(dst, src, r_tmp, ctx);
 353         } else {
 354                 emit_instr(ctx, sltiu, dst, src, imm);
 355         }
 356
 357 }
 358
 359 /* Store register on the stack */
 360 static inline void emit_store_stack_reg(ptr reg, ptr base,
 361                                         unsigned int offset,
 362                                         struct jit_ctx *ctx)
 363 {
 364         if (config_enabled(CONFIG_64BIT))
 365                 emit_instr(ctx, sd, reg, offset, base);
 366         else
 367                 emit_instr(ctx, sw, reg, offset, base);
 368 }
 369
 370 static inline void emit_store(ptr reg, ptr base, unsigned int offset,
 371                               struct jit_ctx *ctx)
 372 {
 373         emit_instr(ctx, sw, reg, offset, base);
 374 }
 375
 376 static inline void emit_load_stack_reg(ptr reg, ptr base,
 377                                        unsigned int offset,
 378                                        struct jit_ctx *ctx)
 379 {
 380         if (config_enabled(CONFIG_64BIT))
 381                 emit_instr(ctx, ld, reg, offset, base);
 382         else
 383                 emit_instr(ctx, lw, reg, offset, base);
 384 }
 385
 386 static inline void emit_load(unsigned int reg, unsigned int base,
 387                              unsigned int offset, struct jit_ctx *ctx)
 388 {
 389         emit_instr(ctx, lw, reg, offset, base);
 390 }
 391
 392 static inline void emit_load_byte(unsigned int reg, unsigned int base,
 393                                   unsigned int offset, struct jit_ctx *ctx)
 394 {
 395         emit_instr(ctx, lb, reg, offset, base);
 396 }
 397
 398 static inline void emit_half_load(unsigned int reg, unsigned int base,
 399                                   unsigned int offset, struct jit_ctx *ctx)
 400 {
 401         emit_instr(ctx, lh, reg, offset, base);
 402 }
 403
 404 static inline void emit_mul(unsigned int dst, unsigned int src1,
 405                             unsigned int src2, struct jit_ctx *ctx)
 406 {
 407         emit_instr(ctx, mul, dst, src1, src2);
 408 }
 409
 410 static inline void emit_div(unsigned int dst, unsigned int src,
 411                             struct jit_ctx *ctx)
 412 {
 413         if (ctx->target != NULL) {
 414                 u32 *p = &ctx->target[ctx->idx];
 415                 uasm_i_divu(&p, dst, src);
 416                 p = &ctx->target[ctx->idx + 1];
 417                 uasm_i_mflo(&p, dst);
 418         }
 419         ctx->idx += 2; /* 2 insts */
 420 }
 421
 422 static inline void emit_mod(unsigned int dst, unsigned int src,
 423                             struct jit_ctx *ctx)
 424 {
 425         if (ctx->target != NULL) {
 426                 u32 *p = &ctx->target[ctx->idx];
 427                 uasm_i_divu(&p, dst, src);
 428                 p = &ctx->target[ctx->idx + 1];
 429                 uasm_i_mflo(&p, dst);
 430         }
 431         ctx->idx += 2; /* 2 insts */
 432 }
 433
 434 static inline void emit_dsll(unsigned int dst, unsigned int src,
 435                              unsigned int sa, struct jit_ctx *ctx)
 436 {
 437         emit_instr(ctx, dsll, dst, src, sa);
 438 }
 439
 440 static inline void emit_dsrl32(unsigned int dst, unsigned int src,
 441                                unsigned int sa, struct jit_ctx *ctx)
 442 {
 443         emit_instr(ctx, dsrl32, dst, src, sa);
 444 }
 445
 446 static inline void emit_wsbh(unsigned int dst, unsigned int src,
 447                              struct jit_ctx *ctx)
 448 {
 449         emit_instr(ctx, wsbh, dst, src);
 450 }
 451
 452 /* load a function pointer to register */
 453 static inline void emit_load_func(unsigned int reg, ptr imm,
 454                                   struct jit_ctx *ctx)
 455 {
 456         if (config_enabled(CONFIG_64BIT)) {
 457                 /* At this point imm is always 64-bit */
 458                 emit_load_imm(r_tmp, (u64)imm >> 32, ctx);
 459                 emit_dsll(r_tmp_imm, r_tmp, 16, ctx); /* left shift by 16 */
 460                 emit_ori(r_tmp, r_tmp_imm, (imm >> 16) & 0xffff, ctx);
 461                 emit_dsll(r_tmp_imm, r_tmp, 16, ctx); /* left shift by 16 */
 462                 emit_ori(reg, r_tmp_imm, imm & 0xffff, ctx);
 463         } else {
 464                 emit_load_imm(reg, imm, ctx);
 465         }
 466 }
 467
 468 /* Move to real MIPS register */
 469 static inline void emit_reg_move(ptr dst, ptr src, struct jit_ctx *ctx)
 470 {
 471         if (config_enabled(CONFIG_64BIT))
 472                 emit_daddu(dst, src, r_zero, ctx);
 473         else
 474                 emit_addu(dst, src, r_zero, ctx);
 475 }
 476
 477 /* Move to JIT (32-bit) register */
 478 static inline void emit_jit_reg_move(ptr dst, ptr src, struct jit_ctx *ctx)
 479 {
 480         emit_addu(dst, src, r_zero, ctx);
 481 }
 482
 483 /* Compute the immediate value for PC-relative branches. */
 484 static inline u32 b_imm(unsigned int tgt, struct jit_ctx *ctx)
 485 {
 486         if (ctx->target == NULL)
 487                 return 0;
 488
 489         /*
 490          * We want a pc-relative branch. We only do forward branches
 491          * so tgt is always after pc. tgt is the instruction offset
 492          * we want to jump to.
 493
 494          * Branch on MIPS:
 495          * I: target_offset <- sign_extend(offset)
 496          * I+1: PC += target_offset (delay slot)
 497          *
 498          * ctx->idx currently points to the branch instruction
 499          * but the offset is added to the delay slot so we need
 500          * to subtract 4.
 501          */
 502         return ctx->offsets[tgt] -
 503                 (ctx->idx * 4 - ctx->prologue_bytes) - 4;
 504 }
 505
 506 static inline void emit_bcond(int cond, unsigned int reg1, unsigned int reg2,
 507                              unsigned int imm, struct jit_ctx *ctx)
 508 {
 509         if (ctx->target != NULL) {
 510                 u32 *p = &ctx->target[ctx->idx];
 511
 512                 switch (cond) {
 513                 case MIPS_COND_EQ:
 514                         uasm_i_beq(&p, reg1, reg2, imm);
 515                         break;
 516                 case MIPS_COND_NE:
 517                         uasm_i_bne(&p, reg1, reg2, imm);
 518                         break;
 519                 case MIPS_COND_ALL:
 520                         uasm_i_b(&p, imm);
 521                         break;
 522                 default:
 523                         pr_warn("%s: Unhandled branch conditional: %d\n",
 524                                 __func__, cond);
 525                 }
 526         }
 527         ctx->idx++;
 528 }
 529
 530 static inline void emit_b(unsigned int imm, struct jit_ctx *ctx)
 531 {
 532         emit_bcond(MIPS_COND_ALL, r_zero, r_zero, imm, ctx);
 533 }
 534
 535 static inline void emit_jalr(unsigned int link, unsigned int reg,
 536                              struct jit_ctx *ctx)
 537 {
 538         emit_instr(ctx, jalr, link, reg);
 539 }
 540
 541 static inline void emit_jr(unsigned int reg, struct jit_ctx *ctx)
 542 {
 543         emit_instr(ctx, jr, reg);
 544 }
 545
 546 static inline u16 align_sp(unsigned int num)
 547 {
 548         /* Double word alignment for 32-bit, quadword for 64-bit */
 549         unsigned int align = config_enabled(CONFIG_64BIT) ? 16 : 8;
 550         num = (num + (align - 1)) & -align;
 551         return num;
 552 }
 553
 554 static inline void update_on_xread(struct jit_ctx *ctx)
 555 {
 556         if (!(ctx->flags & SEEN_X))
 557                 ctx->flags |= FLAG_NEED_X_RESET;
 558
 559         ctx->flags |= SEEN_X;
 560 }
 561
 562 static bool is_load_to_a(u16 inst)
 563 {
 564         switch (inst) {
 565         case BPF_LD | BPF_W | BPF_LEN:
 566         case BPF_LD | BPF_W | BPF_ABS:
 567         case BPF_LD | BPF_H | BPF_ABS:
 568         case BPF_LD | BPF_B | BPF_ABS:
 569                 return true;
 570         default:
 571                 return false;
 572         }
 573 }
 574
 575 static void save_bpf_jit_regs(struct jit_ctx *ctx, unsigned offset)
 576 {
 577         int i = 0, real_off = 0;
 578         u32 sflags, tmp_flags;
 579
 580         /* Adjust the stack pointer */
 581         emit_stack_offset(-align_sp(offset), ctx);
 582
 583         if (ctx->flags & SEEN_CALL) {
 584                 /* Argument save area */
 585                 if (config_enabled(CONFIG_64BIT))
 586                         /* Bottom of current frame */
 587                         real_off = align_sp(offset) - RSIZE;
 588                 else
 589                         /* Top of previous frame */
 590                         real_off = align_sp(offset) + RSIZE;
 591                 emit_store_stack_reg(MIPS_R_A0, r_sp, real_off, ctx);
 592                 emit_store_stack_reg(MIPS_R_A1, r_sp, real_off + RSIZE, ctx);
 593
 594                 real_off = 0;
 595         }
 596
 597         tmp_flags = sflags = ctx->flags >> SEEN_SREG_SFT;
 598         /* sflags is essentially a bitmap */
 599         while (tmp_flags) {
 600                 if ((sflags >> i) & 0x1) {
 601                         emit_store_stack_reg(MIPS_R_S0 + i, r_sp, real_off,
 602                                              ctx);
 603                         real_off += RSIZE;
 604                 }
 605                 i++;
 606                 tmp_flags >>= 1;
 607         }
 608
 609         /* save return address */
 610         if (ctx->flags & SEEN_CALL) {
 611                 emit_store_stack_reg(r_ra, r_sp, real_off, ctx);
 612                 real_off += RSIZE;
 613         }
 614
 615         /* Setup r_M leaving the alignment gap if necessary */
 616         if (ctx->flags & SEEN_MEM) {
 617                 if (real_off % (RSIZE * 2))
 618                         real_off += RSIZE;
 619                 emit_addiu(r_M, r_sp, real_off, ctx);
 620         }
 621 }
 622
 623 static void restore_bpf_jit_regs(struct jit_ctx *ctx,
 624                                  unsigned int offset)
 625 {
 626         int i, real_off = 0;
 627         u32 sflags, tmp_flags;
 628
 629         if (ctx->flags & SEEN_CALL) {
 630                 if (config_enabled(CONFIG_64BIT))
 631                         /* Bottom of current frame */
 632                         real_off = align_sp(offset) - RSIZE;
 633                 else
 634                         /* Top of previous frame */
 635                         real_off = align_sp(offset) + RSIZE;
 636                 emit_load_stack_reg(MIPS_R_A0, r_sp, real_off, ctx);
 637                 emit_load_stack_reg(MIPS_R_A1, r_sp, real_off + RSIZE, ctx);
 638
 639                 real_off = 0;
 640         }
 641
 642         tmp_flags = sflags = ctx->flags >> SEEN_SREG_SFT;
 643         /* sflags is a bitmap */
 644         i = 0;
 645         while (tmp_flags) {
 646                 if ((sflags >> i) & 0x1) {
 647                         emit_load_stack_reg(MIPS_R_S0 + i, r_sp, real_off,
 648                                             ctx);
 649                         real_off += RSIZE;
 650                 }
 651                 i++;
 652                 tmp_flags >>= 1;
 653         }
 654
 655         /* restore return address */
 656         if (ctx->flags & SEEN_CALL)
 657                 emit_load_stack_reg(r_ra, r_sp, real_off, ctx);
 658
 659         /* Restore the sp and discard the scrach memory */
 660         emit_stack_offset(align_sp(offset), ctx);
 661 }
 662
 663 static unsigned int get_stack_depth(struct jit_ctx *ctx)
 664 {
 665         int sp_off = 0;
 666
 667
 668         /* How may s* regs do we need to preserved? */
 669         sp_off += hweight32(ctx->flags >> SEEN_SREG_SFT) * RSIZE;
 670
 671         if (ctx->flags & SEEN_MEM)
 672                 sp_off += 4 * BPF_MEMWORDS; /* BPF_MEMWORDS are 32-bit */
 673
 674         if (ctx->flags & SEEN_CALL)
 675                 /*
 676                  * The JIT code make calls to external functions using 2
 677                  * arguments. Therefore, for o32 we don't need to allocate
 678                  * space because we don't care if the argumetns are lost
 679                  * across calls. We do need however to preserve incoming
 680                  * arguments but the space is already allocated for us by
 681                  * the caller. On the other hand, for n64, we need to allocate
 682                  * this space ourselves. We need to preserve $ra as well.
 683                  */
 684                 sp_off += config_enabled(CONFIG_64BIT) ?
 685                         (ARGS_USED_BY_JIT + 1) * RSIZE : RSIZE;
 686
 687         /*
 688          * Subtract the bytes for the last registers since we only care about
 689          * the location on the stack pointer.
 690          */
 691         return sp_off - RSIZE;
 692 }
 693
 694 static void build_prologue(struct jit_ctx *ctx)
 695 {
 696         u16 first_inst = ctx->skf->insns[0].code;
 697         int sp_off;
 698
 699         /* Calculate the total offset for the stack pointer */
 700         sp_off = get_stack_depth(ctx);
 701         save_bpf_jit_regs(ctx, sp_off);
 702
 703         if (ctx->flags & SEEN_SKB)
 704                 emit_reg_move(r_skb, MIPS_R_A0, ctx);
 705
 706         if (ctx->flags & FLAG_NEED_X_RESET)
 707                 emit_jit_reg_move(r_X, r_zero, ctx);
 708
 709         /* Do not leak kernel data to userspace */
 710         if ((first_inst != (BPF_RET | BPF_K)) && !(is_load_to_a(first_inst)))
 711                 emit_jit_reg_move(r_A, r_zero, ctx);
 712 }
 713
 714 static void build_epilogue(struct jit_ctx *ctx)
 715 {
 716         unsigned int sp_off;
 717
 718         /* Calculate the total offset for the stack pointer */
 719
 720         sp_off = get_stack_depth(ctx);
 721         restore_bpf_jit_regs(ctx, sp_off);
 722
 723         /* Return */
 724         emit_jr(r_ra, ctx);
 725         emit_nop(ctx);
 726 }
 727
 728 static u64 jit_get_skb_b(struct sk_buff *skb, unsigned offset)
 729 {
 730         u8 ret;
 731         int err;
 732
 733         err = skb_copy_bits(skb, offset, &ret, 1);
 734
 735         return (u64)err << 32 | ret;
 736 }
 737
 738 static u64 jit_get_skb_h(struct sk_buff *skb, unsigned offset)
 739 {
 740         u16 ret;
 741         int err;
 742
 743         err = skb_copy_bits(skb, offset, &ret, 2);
 744
 745         return (u64)err << 32 | ntohs(ret);
 746 }
 747
 748 static u64 jit_get_skb_w(struct sk_buff *skb, unsigned offset)
 749 {
 750         u32 ret;
 751         int err;
 752
 753         err = skb_copy_bits(skb, offset, &ret, 4);
 754
 755         return (u64)err << 32 | ntohl(ret);
 756 }
 757
 758 #define PKT_TYPE_MAX 7
 759 static int pkt_type_offset(void)
 760 {
 761         struct sk_buff skb_probe = {
 762                 .pkt_type = ~0,
 763         };
 764         char *ct = (char *)&skb_probe;
 765         unsigned int off;
 766
 767         for (off = 0; off < sizeof(struct sk_buff); off++) {
 768                 if (ct[off] == PKT_TYPE_MAX)
 769                         return off;
 770         }
 771         pr_err_once("Please fix pkt_type_offset(), as pkt_type couldn't be found\n");
 772         return -1;
 773 }
 774
 775 static int build_body(struct jit_ctx *ctx)
 776 {
 777         void *load_func[] = {jit_get_skb_b, jit_get_skb_h, jit_get_skb_w};
 778         const struct sk_filter *prog = ctx->skf;
 779         const struct sock_filter *inst;
 780         unsigned int i, off, load_order, condt;
 781         u32 k, b_off __maybe_unused;
 782
 783         for (i = 0; i < prog->len; i++) {
 784                 u16 code;
 785
 786                 inst = &(prog->insns[i]);
 787                 pr_debug("%s: code->0x%02x, jt->0x%x, jf->0x%x, k->0x%x\n",
 788                          __func__, inst->code, inst->jt, inst->jf, inst->k);
 789                 k = inst->k;
 790                 code = bpf_anc_helper(inst);
 791
 792                 if (ctx->target == NULL)
 793                         ctx->offsets[i] = ctx->idx * 4;
 794
 795                 switch (code) {
 796                 case BPF_LD | BPF_IMM:
 797                         /* A <- k ==> li r_A, k */
 798                         ctx->flags |= SEEN_A;
 799                         emit_load_imm(r_A, k, ctx);
 800                         break;
 801                 case BPF_LD | BPF_W | BPF_LEN:
 802                         BUILD_BUG_ON(FIELD_SIZEOF(struct sk_buff, len) != 4);
 803                         /* A <- len ==> lw r_A, offset(skb) */
 804                         ctx->flags |= SEEN_SKB | SEEN_A;
 805                         off = offsetof(struct sk_buff, len);
 806                         emit_load(r_A, r_skb, off, ctx);
 807                         break;
 808                 case BPF_LD | BPF_MEM:
 809                         /* A <- M[k] ==> lw r_A, offset(M) */
 810                         ctx->flags |= SEEN_MEM | SEEN_A;
 811                         emit_load(r_A, r_M, SCRATCH_OFF(k), ctx);
 812                         break;
 813                 case BPF_LD | BPF_W | BPF_ABS:
 814                         /* A <- P[k:4] */
 815                         load_order = 2;
 816                         goto load;
 817                 case BPF_LD | BPF_H | BPF_ABS:
 818                         /* A <- P[k:2] */
 819                         load_order = 1;
 820                         goto load;
 821                 case BPF_LD | BPF_B | BPF_ABS:
 822                         /* A <- P[k:1] */
 823                         load_order = 0;
 824 load:
 825                         /* the interpreter will deal with the negative K */
 826                         if ((int)k < 0)
 827                                 return -ENOTSUPP;
 828
 829                         emit_load_imm(r_off, k, ctx);
 830 load_common:
 831                         /*
 832                          * We may got here from the indirect loads so
 833                          * return if offset is negative.
 834                          */
 835                         emit_slt(r_s0, r_off, r_zero, ctx);
 836                         emit_bcond(MIPS_COND_NE, r_s0, r_zero,
 837                                    b_imm(prog->len, ctx), ctx);
 838                         emit_reg_move(r_ret, r_zero, ctx);
 839
 840                         ctx->flags |= SEEN_CALL | SEEN_OFF | SEEN_S0 |
 841                                 SEEN_SKB | SEEN_A;
 842
 843                         emit_load_func(r_s0, (ptr)load_func[load_order],
 844                                       ctx);
 845                         emit_reg_move(MIPS_R_A0, r_skb, ctx);
 846                         emit_jalr(MIPS_R_RA, r_s0, ctx);
 847                         /* Load second argument to delay slot */
 848                         emit_reg_move(MIPS_R_A1, r_off, ctx);
 849                         /* Check the error value */
 850                         if (config_enabled(CONFIG_64BIT)) {
 851                                 /* Get error code from the top 32-bits */
 852                                 emit_dsrl32(r_s0, r_val, 0, ctx);
 853                                 /* Branch to 3 instructions ahead */
 854                                 emit_bcond(MIPS_COND_NE, r_s0, r_zero, 3 << 2,
 855                                            ctx);
 856                         } else {
 857                                 /* Branch to 3 instructions ahead */
 858                                 emit_bcond(MIPS_COND_NE, r_err, r_zero, 3 << 2,
 859                                            ctx);
 860                         }
 861                         emit_nop(ctx);
 862                         /* We are good */
 863                         emit_b(b_imm(i + 1, ctx), ctx);
 864                         emit_jit_reg_move(r_A, r_val, ctx);
 865                         /* Return with error */
 866                         emit_b(b_imm(prog->len, ctx), ctx);
 867                         emit_reg_move(r_ret, r_zero, ctx);
 868                         break;
 869                 case BPF_LD | BPF_W | BPF_IND:
 870                         /* A <- P[X + k:4] */
 871                         load_order = 2;
 872                         goto load_ind;
 873                 case BPF_LD | BPF_H | BPF_IND:
 874                         /* A <- P[X + k:2] */
 875                         load_order = 1;
 876                         goto load_ind;
 877                 case BPF_LD | BPF_B | BPF_IND:
 878                         /* A <- P[X + k:1] */
 879                         load_order = 0;
 880 load_ind:
 881                         update_on_xread(ctx);
 882                         ctx->flags |= SEEN_OFF | SEEN_X;
 883                         emit_addiu(r_off, r_X, k, ctx);
 884                         goto load_common;
 885                 case BPF_LDX | BPF_IMM:
 886                         /* X <- k */
 887                         ctx->flags |= SEEN_X;
 888                         emit_load_imm(r_X, k, ctx);
 889                         break;
 890                 case BPF_LDX | BPF_MEM:
 891                         /* X <- M[k] */
 892                         ctx->flags |= SEEN_X | SEEN_MEM;
 893                         emit_load(r_X, r_M, SCRATCH_OFF(k), ctx);
 894                         break;
 895                 case BPF_LDX | BPF_W | BPF_LEN:
 896                         /* X <- len */
 897                         ctx->flags |= SEEN_X | SEEN_SKB;
 898                         off = offsetof(struct sk_buff, len);
 899                         emit_load(r_X, r_skb, off, ctx);
 900                         break;
 901                 case BPF_LDX | BPF_B | BPF_MSH:
 902                         /* the interpreter will deal with the negative K */
 903                         if ((int)k < 0)
 904                                 return -ENOTSUPP;
 905
 906                         /* X <- 4 * (P[k:1] & 0xf) */
 907                         ctx->flags |= SEEN_X | SEEN_CALL | SEEN_S0 | SEEN_SKB;
 908                         /* Load offset to a1 */
 909                         emit_load_func(r_s0, (ptr)jit_get_skb_b, ctx);
 910                         /*
 911                          * This may emit two instructions so it may not fit
 912                          * in the delay slot. So use a0 in the delay slot.
 913                          */
 914                         emit_load_imm(MIPS_R_A1, k, ctx);
 915                         emit_jalr(MIPS_R_RA, r_s0, ctx);
 916                         emit_reg_move(MIPS_R_A0, r_skb, ctx); /* delay slot */
 917                         /* Check the error value */
 918                         if (config_enabled(CONFIG_64BIT)) {
 919                                 /* Top 32-bits of $v0 on 64-bit */
 920                                 emit_dsrl32(r_s0, r_val, 0, ctx);
 921                                 emit_bcond(MIPS_COND_NE, r_s0, r_zero,
 922                                            3 << 2, ctx);
 923                         } else {
 924                                 emit_bcond(MIPS_COND_NE, r_err, r_zero,
 925                                            3 << 2, ctx);
 926                         }
 927                         /* No need for delay slot */
 928                         /* We are good */
 929                         /* X <- P[1:K] & 0xf */
 930                         emit_andi(r_X, r_val, 0xf, ctx);
 931                         /* X << 2 */
 932                         emit_b(b_imm(i + 1, ctx), ctx);
 933                         emit_sll(r_X, r_X, 2, ctx); /* delay slot */
 934                         /* Return with error */
 935                         emit_b(b_imm(prog->len, ctx), ctx);
 936                         emit_load_imm(r_ret, 0, ctx); /* delay slot */
 937                         break;
 938                 case BPF_ST:
 939                         /* M[k] <- A */
 940                         ctx->flags |= SEEN_MEM | SEEN_A;
 941                         emit_store(r_A, r_M, SCRATCH_OFF(k), ctx);
 942                         break;
 943                 case BPF_STX:
 944                         /* M[k] <- X */
 945                         ctx->flags |= SEEN_MEM | SEEN_X;
 946                         emit_store(r_X, r_M, SCRATCH_OFF(k), ctx);
 947                         break;
 948                 case BPF_ALU | BPF_ADD | BPF_K:
 949                         /* A += K */
 950                         ctx->flags |= SEEN_A;
 951                         emit_addiu(r_A, r_A, k, ctx);
 952                         break;
 953                 case BPF_ALU | BPF_ADD | BPF_X:
 954                         /* A += X */
 955                         ctx->flags |= SEEN_A | SEEN_X;
 956                         emit_addu(r_A, r_A, r_X, ctx);
 957                         break;
 958                 case BPF_ALU | BPF_SUB | BPF_K:
 959                         /* A -= K */
 960                         ctx->flags |= SEEN_A;
 961                         emit_addiu(r_A, r_A, -k, ctx);
 962                         break;
 963                 case BPF_ALU | BPF_SUB | BPF_X:
 964                         /* A -= X */
 965                         ctx->flags |= SEEN_A | SEEN_X;
 966                         emit_subu(r_A, r_A, r_X, ctx);
 967                         break;
 968                 case BPF_ALU | BPF_MUL | BPF_K:
 969                         /* A *= K */
 970                         /* Load K to scratch register before MUL */
 971                         ctx->flags |= SEEN_A | SEEN_S0;
 972                         emit_load_imm(r_s0, k, ctx);
 973                         emit_mul(r_A, r_A, r_s0, ctx);
 974                         break;
 975                 case BPF_ALU | BPF_MUL | BPF_X:
 976                         /* A *= X */
 977                         update_on_xread(ctx);
 978                         ctx->flags |= SEEN_A | SEEN_X;
 979                         emit_mul(r_A, r_A, r_X, ctx);
 980                         break;
 981                 case BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_K:
 982                         /* A /= k */
 983                         if (k == 1)
 984                                 break;
 985                         if (optimize_div(&k)) {
 986                                 ctx->flags |= SEEN_A;
 987                                 emit_srl(r_A, r_A, k, ctx);
 988                                 break;
 989                         }
 990                         ctx->flags |= SEEN_A | SEEN_S0;
 991                         emit_load_imm(r_s0, k, ctx);
 992                         emit_div(r_A, r_s0, ctx);
 993                         break;
 994                 case BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_K:
 995                         /* A %= k */
 996                         if (k == 1 || optimize_div(&k)) {
 997                                 ctx->flags |= SEEN_A;
 998                                 emit_jit_reg_move(r_A, r_zero, ctx);
 999                         } else {
1000                                 ctx->flags |= SEEN_A | SEEN_S0;
1001                                 emit_load_imm(r_s0, k, ctx);
1002                                 emit_mod(r_A, r_s0, ctx);
1003                         }
1004                         break;
1005                 case BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_X:
1006                         /* A /= X */
1007                         update_on_xread(ctx);
1008                         ctx->flags |= SEEN_X | SEEN_A;
1009                         /* Check if r_X is zero */
1010                         emit_bcond(MIPS_COND_EQ, r_X, r_zero,
1011                                    b_imm(prog->len, ctx), ctx);
1012                         emit_load_imm(r_val, 0, ctx); /* delay slot */
1013                         emit_div(r_A, r_X, ctx);
1014                         break;
1015                 case BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_X:
1016                         /* A %= X */
1017                         update_on_xread(ctx);
1018                         ctx->flags |= SEEN_X | SEEN_A;
1019                         /* Check if r_X is zero */
1020                         emit_bcond(MIPS_COND_EQ, r_X, r_zero,
1021                                    b_imm(prog->len, ctx), ctx);
1022                         emit_load_imm(r_val, 0, ctx); /* delay slot */
1023                         emit_mod(r_A, r_X, ctx);
1024                         break;
1025                 case BPF_ALU | BPF_OR | BPF_K:
1026                         /* A |= K */
1027                         ctx->flags |= SEEN_A;
1028                         emit_ori(r_A, r_A, k, ctx);
1029                         break;
1030                 case BPF_ALU | BPF_OR | BPF_X:
1031                         /* A |= X */
1032                         update_on_xread(ctx);
1033                         ctx->flags |= SEEN_A;
1034                         emit_ori(r_A, r_A, r_X, ctx);
1035                         break;
1036                 case BPF_ALU | BPF_XOR | BPF_K:
1037                         /* A ^= k */
1038                         ctx->flags |= SEEN_A;
1039                         emit_xori(r_A, r_A, k, ctx);
1040                         break;
1041                 case BPF_ANC | SKF_AD_ALU_XOR_X:
1042                 case BPF_ALU | BPF_XOR | BPF_X:
1043                         /* A ^= X */
1044                         update_on_xread(ctx);
1045                         ctx->flags |= SEEN_A;
1046                         emit_xor(r_A, r_A, r_X, ctx);
1047                         break;
1048                 case BPF_ALU | BPF_AND | BPF_K:
1049                         /* A &= K */
1050                         ctx->flags |= SEEN_A;
1051                         emit_andi(r_A, r_A, k, ctx);
1052                         break;
1053                 case BPF_ALU | BPF_AND | BPF_X:
1054                         /* A &= X */
1055                         update_on_xread(ctx);
1056                         ctx->flags |= SEEN_A | SEEN_X;
1057                         emit_and(r_A, r_A, r_X, ctx);
1058                         break;
1059                 case BPF_ALU | BPF_LSH | BPF_K:
1060                         /* A <<= K */
1061                         ctx->flags |= SEEN_A;
1062                         emit_sll(r_A, r_A, k, ctx);
1063                         break;
1064                 case BPF_ALU | BPF_LSH | BPF_X:
1065                         /* A <<= X */
1066                         ctx->flags |= SEEN_A | SEEN_X;
1067                         update_on_xread(ctx);
1068                         emit_sllv(r_A, r_A, r_X, ctx);
1069                         break;
1070                 case BPF_ALU | BPF_RSH | BPF_K:
1071                         /* A >>= K */
1072                         ctx->flags |= SEEN_A;
1073                         emit_srl(r_A, r_A, k, ctx);
1074                         break;
1075                 case BPF_ALU | BPF_RSH | BPF_X:
1076                         ctx->flags |= SEEN_A | SEEN_X;
1077                         update_on_xread(ctx);
1078                         emit_srlv(r_A, r_A, r_X, ctx);
1079                         break;
1080                 case BPF_ALU | BPF_NEG:
1081                         /* A = -A */
1082                         ctx->flags |= SEEN_A;
1083                         emit_neg(r_A, ctx);
1084                         break;
1085                 case BPF_JMP | BPF_JA:
1086                         /* pc += K */
1087                         emit_b(b_imm(i + k + 1, ctx), ctx);
1088                         emit_nop(ctx);
1089                         break;
1090                 case BPF_JMP | BPF_JEQ | BPF_K:
1091                         /* pc += ( A == K ) ? pc->jt : pc->jf */
1092                         condt = MIPS_COND_EQ | MIPS_COND_K;
1093                         goto jmp_cmp;
1094                 case BPF_JMP | BPF_JEQ | BPF_X:
1095                         ctx->flags |= SEEN_X;
1096                         /* pc += ( A == X ) ? pc->jt : pc->jf */
1097                         condt = MIPS_COND_EQ | MIPS_COND_X;
1098                         goto jmp_cmp;
1099                 case BPF_JMP | BPF_JGE | BPF_K:
1100                         /* pc += ( A >= K ) ? pc->jt : pc->jf */
1101                         condt = MIPS_COND_GE | MIPS_COND_K;
1102                         goto jmp_cmp;
1103                 case BPF_JMP | BPF_JGE | BPF_X:
1104                         ctx->flags |= SEEN_X;
1105                         /* pc += ( A >= X ) ? pc->jt : pc->jf */
1106                         condt = MIPS_COND_GE | MIPS_COND_X;
1107                         goto jmp_cmp;
1108                 case BPF_JMP | BPF_JGT | BPF_K:
1109                         /* pc += ( A > K ) ? pc->jt : pc->jf */
1110                         condt = MIPS_COND_GT | MIPS_COND_K;
1111                         goto jmp_cmp;
1112                 case BPF_JMP | BPF_JGT | BPF_X:
1113                         ctx->flags |= SEEN_X;
1114                         /* pc += ( A > X ) ? pc->jt : pc->jf */
1115                         condt = MIPS_COND_GT | MIPS_COND_X;
1116 jmp_cmp:
1117                         /* Greater or Equal */
1118                         if ((condt & MIPS_COND_GE) ||
1119                             (condt & MIPS_COND_GT)) {
1120                                 if (condt & MIPS_COND_K) { /* K */
1121                                         ctx->flags |= SEEN_S0 | SEEN_A;
1122                                         emit_sltiu(r_s0, r_A, k, ctx);
1123                                 } else { /* X */
1124                                         ctx->flags |= SEEN_S0 | SEEN_A |
1125                                                 SEEN_X;
1126                                         emit_sltu(r_s0, r_A, r_X, ctx);
1127                                 }
1128                                 /* A < (K|X) ? r_scrach = 1 */
1129                                 b_off = b_imm(i + inst->jf + 1, ctx);
1130                                 emit_bcond(MIPS_COND_GT, r_s0, r_zero, b_off,
1131                                            ctx);
1132                                 emit_nop(ctx);
1133                                 /* A > (K|X) ? scratch = 0 */
1134                                 if (condt & MIPS_COND_GT) {
1135                                         /* Checking for equality */
1136                                         ctx->flags |= SEEN_S0 | SEEN_A | SEEN_X;
1137                                         if (condt & MIPS_COND_K)
1138                                                 emit_load_imm(r_s0, k, ctx);
1139                                         else
1140                                                 emit_jit_reg_move(r_s0, r_X,
1141                                                                   ctx);
1142                                         b_off = b_imm(i + inst->jf + 1, ctx);
1143                                         emit_bcond(MIPS_COND_EQ, r_A, r_s0,
1144                                                    b_off, ctx);
1145                                         emit_nop(ctx);
1146                                         /* Finally, A > K|X */
1147                                         b_off = b_imm(i + inst->jt + 1, ctx);
1148                                         emit_b(b_off, ctx);
1149                                         emit_nop(ctx);
1150                                 } else {
1151                                         /* A >= (K|X) so jump */
1152                                         b_off = b_imm(i + inst->jt + 1, ctx);
1153                                         emit_b(b_off, ctx);
1154                                         emit_nop(ctx);
1155                                 }
1156                         } else {
1157                                 /* A == K|X */
1158                                 if (condt & MIPS_COND_K) { /* K */
1159                                         ctx->flags |= SEEN_S0 | SEEN_A;
1160                                         emit_load_imm(r_s0, k, ctx);
1161                                         /* jump true */
1162                                         b_off = b_imm(i + inst->jt + 1, ctx);
1163                                         emit_bcond(MIPS_COND_EQ, r_A, r_s0,
1164                                                    b_off, ctx);
1165                                         emit_nop(ctx);
1166                                         /* jump false */
1167                                         b_off = b_imm(i + inst->jf + 1,
1168                                                       ctx);
1169                                         emit_bcond(MIPS_COND_NE, r_A, r_s0,
1170                                                    b_off, ctx);
1171                                         emit_nop(ctx);
1172                                 } else { /* X */
1173                                         /* jump true */
1174                                         ctx->flags |= SEEN_A | SEEN_X;
1175                                         b_off = b_imm(i + inst->jt + 1,
1176                                                       ctx);
1177                                         emit_bcond(MIPS_COND_EQ, r_A, r_X,
1178                                                    b_off, ctx);
1179                                         emit_nop(ctx);
1180                                         /* jump false */
1181                                         b_off = b_imm(i + inst->jf + 1, ctx);
1182                                         emit_bcond(MIPS_COND_NE, r_A, r_X,
1183                                                    b_off, ctx);
1184                                         emit_nop(ctx);
1185                                 }
1186                         }
1187                         break;
1188                 case BPF_JMP | BPF_JSET | BPF_K:
1189                         ctx->flags |= SEEN_S0 | SEEN_S1 | SEEN_A;
1190                         /* pc += (A & K) ? pc -> jt : pc -> jf */
1191                         emit_load_imm(r_s1, k, ctx);
1192                         emit_and(r_s0, r_A, r_s1, ctx);
1193                         /* jump true */
1194                         b_off = b_imm(i + inst->jt + 1, ctx);
1195                         emit_bcond(MIPS_COND_NE, r_s0, r_zero, b_off, ctx);
1196                         emit_nop(ctx);
1197                         /* jump false */
1198                         b_off = b_imm(i + inst->jf + 1, ctx);
1199                         emit_b(b_off, ctx);
1200                         emit_nop(ctx);
1201                         break;
1202                 case BPF_JMP | BPF_JSET | BPF_X:
1203                         ctx->flags |= SEEN_S0 | SEEN_X | SEEN_A;
1204                         /* pc += (A & X) ? pc -> jt : pc -> jf */
1205                         emit_and(r_s0, r_A, r_X, ctx);
1206                         /* jump true */
1207                         b_off = b_imm(i + inst->jt + 1, ctx);
1208                         emit_bcond(MIPS_COND_NE, r_s0, r_zero, b_off, ctx);
1209                         emit_nop(ctx);
1210                         /* jump false */
1211                         b_off = b_imm(i + inst->jf + 1, ctx);
1212                         emit_b(b_off, ctx);
1213                         emit_nop(ctx);
1214                         break;
1215                 case BPF_RET | BPF_A:
1216                         ctx->flags |= SEEN_A;
1217                         if (i != prog->len - 1)
1218                                 /*
1219                                  * If this is not the last instruction
1220                                  * then jump to the epilogue
1221                                  */
1222                                 emit_b(b_imm(prog->len, ctx), ctx);
1223                         emit_reg_move(r_ret, r_A, ctx); /* delay slot */
1224                         break;
1225                 case BPF_RET | BPF_K:
1226                         /*
1227                          * It can emit two instructions so it does not fit on
1228                          * the delay slot.
1229                          */
1230                         emit_load_imm(r_ret, k, ctx);
1231                         if (i != prog->len - 1) {
1232                                 /*
1233                                  * If this is not the last instruction
1234                                  * then jump to the epilogue
1235                                  */
1236                                 emit_b(b_imm(prog->len, ctx), ctx);
1237                                 emit_nop(ctx);
1238                         }
1239                         break;
1240                 case BPF_MISC | BPF_TAX:
1241                         /* X = A */
1242                         ctx->flags |= SEEN_X | SEEN_A;
1243                         emit_jit_reg_move(r_X, r_A, ctx);
1244                         break;
1245                 case BPF_MISC | BPF_TXA:
1246                         /* A = X */
1247                         ctx->flags |= SEEN_A | SEEN_X;
1248                         update_on_xread(ctx);
1249                         emit_jit_reg_move(r_A, r_X, ctx);
1250                         break;
1251                 /* AUX */
1252                 case BPF_ANC | SKF_AD_PROTOCOL:
1253                         /* A = ntohs(skb->protocol */
1254                         ctx->flags |= SEEN_SKB | SEEN_OFF | SEEN_A;
1255                         BUILD_BUG_ON(FIELD_SIZEOF(struct sk_buff,
1256                                                   protocol) != 2);
1257                         off = offsetof(struct sk_buff, protocol);
1258                         emit_half_load(r_A, r_skb, off, ctx);
1259 #ifdef CONFIG_CPU_LITTLE_ENDIAN
1260                         /* This needs little endian fixup */
1261                         if (cpu_has_mips_r2) {
1262                                 /* R2 and later have the wsbh instruction */
1263                                 emit_wsbh(r_A, r_A, ctx);
1264                         } else {
1265                                 /* Get first byte */
1266                                 emit_andi(r_tmp_imm, r_A, 0xff, ctx);
1267                                 /* Shift it */
1268                                 emit_sll(r_tmp, r_tmp_imm, 8, ctx);
1269                                 /* Get second byte */
1270                                 emit_srl(r_tmp_imm, r_A, 8, ctx);
1271                                 emit_andi(r_tmp_imm, r_tmp_imm, 0xff, ctx);
1272                                 /* Put everyting together in r_A */
1273                                 emit_or(r_A, r_tmp, r_tmp_imm, ctx);
1274                         }
1275 #endif
1276                         break;
1277                 case BPF_ANC | SKF_AD_CPU:
1278                         ctx->flags |= SEEN_A | SEEN_OFF;
1279                         /* A = current_thread_info()->cpu */
1280                         BUILD_BUG_ON(FIELD_SIZEOF(struct thread_info,
1281                                                   cpu) != 4);
1282                         off = offsetof(struct thread_info, cpu);
1283                         /* $28/gp points to the thread_info struct */
1284                         emit_load(r_A, 28, off, ctx);
1285                         break;
1286                 case BPF_ANC | SKF_AD_IFINDEX:
1287                         /* A = skb->dev->ifindex */
1288                         ctx->flags |= SEEN_SKB | SEEN_A | SEEN_S0;
1289                         off = offsetof(struct sk_buff, dev);
1290                         emit_load(r_s0, r_skb, off, ctx);
1291                         /* error (0) in the delay slot */
1292                         emit_bcond(MIPS_COND_EQ, r_s0, r_zero,
1293                                    b_imm(prog->len, ctx), ctx);
1294                         emit_reg_move(r_ret, r_zero, ctx);
1295                         BUILD_BUG_ON(FIELD_SIZEOF(struct net_device,
1296                                                   ifindex) != 4);
1297                         off = offsetof(struct net_device, ifindex);
1298                         emit_load(r_A, r_s0, off, ctx);
1299                         break;
1300                 case BPF_ANC | SKF_AD_MARK:
1301                         ctx->flags |= SEEN_SKB | SEEN_A;
1302                         BUILD_BUG_ON(FIELD_SIZEOF(struct sk_buff, mark) != 4);
1303                         off = offsetof(struct sk_buff, mark);
1304                         emit_load(r_A, r_skb, off, ctx);
1305                         break;
1306                 case BPF_ANC | SKF_AD_RXHASH:
1307                         ctx->flags |= SEEN_SKB | SEEN_A;
1308                         BUILD_BUG_ON(FIELD_SIZEOF(struct sk_buff, hash) != 4);
1309                         off = offsetof(struct sk_buff, hash);
1310                         emit_load(r_A, r_skb, off, ctx);
1311                         break;
1312                 case BPF_ANC | SKF_AD_VLAN_TAG:
1313                 case BPF_ANC | SKF_AD_VLAN_TAG_PRESENT:
1314                         ctx->flags |= SEEN_SKB | SEEN_S0 | SEEN_A;
1315                         BUILD_BUG_ON(FIELD_SIZEOF(struct sk_buff,
1316                                                   vlan_tci) != 2);
1317                         off = offsetof(struct sk_buff, vlan_tci);
1318                         emit_half_load(r_s0, r_skb, off, ctx);
1319                         if (code == (BPF_ANC | SKF_AD_VLAN_TAG))
1320                                 emit_andi(r_A, r_s0, VLAN_VID_MASK, ctx);
1321                         else
1322                                 emit_andi(r_A, r_s0, VLAN_TAG_PRESENT, ctx);
1323                         break;
1324                 case BPF_ANC | SKF_AD_PKTTYPE:
1325                         off = pkt_type_offset();
1326
1327                         if (off < 0)
1328                                 return -1;
1329                         emit_load_byte(r_tmp, r_skb, off, ctx);
1330                         /* Keep only the last 3 bits */
1331                         emit_andi(r_A, r_tmp, PKT_TYPE_MAX, ctx);
1332                         break;
1333                 case BPF_ANC | SKF_AD_QUEUE:
1334                         ctx->flags |= SEEN_SKB | SEEN_A;
1335                         BUILD_BUG_ON(FIELD_SIZEOF(struct sk_buff,
1336                                                   queue_mapping) != 2);
1337                         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct sk_buff,
1338                                               queue_mapping) > 0xff);
1339                         off = offsetof(struct sk_buff, queue_mapping);
1340                         emit_half_load(r_A, r_skb, off, ctx);
1341                         break;
1342                 default:
1343                         pr_warn("%s: Unhandled opcode: 0x%02x\n", __FILE__,
1344                                 inst->code);
1345                         return -1;
1346                 }
1347         }
1348
1349         /* compute offsets only during the first pass */
1350         if (ctx->target == NULL)
1351                 ctx->offsets[i] = ctx->idx * 4;
1352
1353         return 0;
1354 }
1355
1356 int bpf_jit_enable __read_mostly;
1357
1358 void bpf_jit_compile(struct sk_filter *fp)
1359 {
1360         struct jit_ctx ctx;
1361         unsigned int alloc_size, tmp_idx;
1362
1363         if (!bpf_jit_enable)
1364                 return;
1365
1366         memset(&ctx, 0, sizeof(ctx));
1367
1368         ctx.offsets = kcalloc(fp->len, sizeof(*ctx.offsets), GFP_KERNEL);
1369         if (ctx.offsets == NULL)
1370                 return;
1371
1372         ctx.skf = fp;
1373
1374         if (build_body(&ctx))
1375                 goto out;
1376
1377         tmp_idx = ctx.idx;
1378         build_prologue(&ctx);
1379         ctx.prologue_bytes = (ctx.idx - tmp_idx) * 4;
1380         /* just to complete the ctx.idx count */
1381         build_epilogue(&ctx);
1382
1383         alloc_size = 4 * ctx.idx;
1384         ctx.target = module_alloc(alloc_size);
1385         if (ctx.target == NULL)
1386                 goto out;
1387
1388         /* Clean it */
1389         memset(ctx.target, 0, alloc_size);
1390
1391         ctx.idx = 0;
1392
1393         /* Generate the actual JIT code */
1394         build_prologue(&ctx);
1395         build_body(&ctx);
1396         build_epilogue(&ctx);
1397
1398         /* Update the icache */
1399         flush_icache_range((ptr)ctx.target, (ptr)(ctx.target + ctx.idx));
1400
1401         if (bpf_jit_enable > 1)
1402                 /* Dump JIT code */
1403                 bpf_jit_dump(fp->len, alloc_size, 2, ctx.target);
1404
1405         fp->bpf_func = (void *)ctx.target;
1406         fp->jited = 1;
1407
1408 out:
1409         kfree(ctx.offsets);
1410 }
1411
1412 void bpf_jit_free(struct sk_filter *fp)
1413 {
1414         if (fp->jited)
1415                 module_free(NULL, fp->bpf_func);
1416         kfree(fp);
1417 }