kernel/bpf/verifier.c

   1 /* Copyright (c) 2011-2014 PLUMgrid, http://plumgrid.com
   2  * Copyright (c) 2016 Facebook
   3  *
   4  * This program is free software; you can redistribute it and/or
   5  * modify it under the terms of version 2 of the GNU General Public
   6  * License as published by the Free Software Foundation.
   7  *
   8  * This program is distributed in the hope that it will be useful, but
   9  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  10  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the GNU
  11  * General Public License for more details.
  12  */
  13 #include <linux/kernel.h>
  14 #include <linux/types.h>
  15 #include <linux/slab.h>
  16 #include <linux/bpf.h>
  17 #include <linux/bpf_verifier.h>
  18 #include <linux/filter.h>
  19 #include <net/netlink.h>
  20 #include <linux/file.h>
  21 #include <linux/vmalloc.h>
  22 #include <linux/stringify.h>
  23
  24 /* bpf_check() is a static code analyzer that walks eBPF program
  25  * instruction by instruction and updates register/stack state.
  26  * All paths of conditional branches are analyzed until 'bpf_exit' insn.
  27  *
  28  * The first pass is depth-first-search to check that the program is a DAG.
  29  * It rejects the following programs:
  30  * - larger than BPF_MAXINSNS insns
  31  * - if loop is present (detected via back-edge)
  32  * - unreachable insns exist (shouldn't be a forest. program = one function)
  33  * - out of bounds or malformed jumps
  34  * The second pass is all possible path descent from the 1st insn.
  35  * Since it's analyzing all pathes through the program, the length of the
  36  * analysis is limited to 64k insn, which may be hit even if total number of
  37  * insn is less then 4K, but there are too many branches that change stack/regs.
  38  * Number of 'branches to be analyzed' is limited to 1k
  39  *
  40  * On entry to each instruction, each register has a type, and the instruction
  41  * changes the types of the registers depending on instruction semantics.
  42  * If instruction is BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, BPF_REG_5), then type of R5 is
  43  * copied to R1.
  44  *
  45  * All registers are 64-bit.
  46  * R0 - return register
  47  * R1-R5 argument passing registers
  48  * R6-R9 callee saved registers
  49  * R10 - frame pointer read-only
  50  *
  51  * At the start of BPF program the register R1 contains a pointer to bpf_context
  52  * and has type PTR_TO_CTX.
  53  *
  54  * Verifier tracks arithmetic operations on pointers in case:
  55  *    BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, BPF_REG_10),
  56  *    BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, BPF_REG_1, -20),
  57  * 1st insn copies R10 (which has FRAME_PTR) type into R1
  58  * and 2nd arithmetic instruction is pattern matched to recognize
  59  * that it wants to construct a pointer to some element within stack.
  60  * So after 2nd insn, the register R1 has type PTR_TO_STACK
  61  * (and -20 constant is saved for further stack bounds checking).
  62  * Meaning that this reg is a pointer to stack plus known immediate constant.
  63  *
  64  * Most of the time the registers have UNKNOWN_VALUE type, which
  65  * means the register has some value, but it's not a valid pointer.
  66  * (like pointer plus pointer becomes UNKNOWN_VALUE type)
  67  *
  68  * When verifier sees load or store instructions the type of base register
  69  * can be: PTR_TO_MAP_VALUE, PTR_TO_CTX, FRAME_PTR. These are three pointer
  70  * types recognized by check_mem_access() function.
  71  *
  72  * PTR_TO_MAP_VALUE means that this register is pointing to 'map element value'
  73  * and the range of [ptr, ptr + map's value_size) is accessible.
  74  *
  75  * registers used to pass values to function calls are checked against
  76  * function argument constraints.
  77  *
  78  * ARG_PTR_TO_MAP_KEY is one of such argument constraints.
  79  * It means that the register type passed to this function must be
  80  * PTR_TO_STACK and it will be used inside the function as
  81  * 'pointer to map element key'
  82  *
  83  * For example the argument constraints for bpf_map_lookup_elem():
  84  *   .ret_type = RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL,
  85  *   .arg1_type = ARG_CONST_MAP_PTR,
  86  *   .arg2_type = ARG_PTR_TO_MAP_KEY,
  87  *
  88  * ret_type says that this function returns 'pointer to map elem value or null'
  89  * function expects 1st argument to be a const pointer to 'struct bpf_map' and
  90  * 2nd argument should be a pointer to stack, which will be used inside
  91  * the helper function as a pointer to map element key.
  92  *
  93  * On the kernel side the helper function looks like:
  94  * u64 bpf_map_lookup_elem(u64 r1, u64 r2, u64 r3, u64 r4, u64 r5)
  95  * {
  96  *    struct bpf_map *map = (struct bpf_map *) (unsigned long) r1;
  97  *    void *key = (void *) (unsigned long) r2;
  98  *    void *value;
  99  *
 100  *    here kernel can access 'key' and 'map' pointers safely, knowing that
 101  *    [key, key + map->key_size) bytes are valid and were initialized on
 102  *    the stack of eBPF program.
 103  * }
 104  *
 105  * Corresponding eBPF program may look like:
 106  *    BPF_MOV64_REG(BPF_REG_2, BPF_REG_10),  // after this insn R2 type is FRAME_PTR
 107  *    BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, BPF_REG_2, -4), // after this insn R2 type is PTR_TO_STACK
 108  *    BPF_LD_MAP_FD(BPF_REG_1, map_fd),      // after this insn R1 type is CONST_PTR_TO_MAP
 109  *    BPF_RAW_INSN(BPF_JMP | BPF_CALL, 0, 0, 0, BPF_FUNC_map_lookup_elem),
 110  * here verifier looks at prototype of map_lookup_elem() and sees:
 111  * .arg1_type == ARG_CONST_MAP_PTR and R1->type == CONST_PTR_TO_MAP, which is ok,
 112  * Now verifier knows that this map has key of R1->map_ptr->key_size bytes
 113  *
 114  * Then .arg2_type == ARG_PTR_TO_MAP_KEY and R2->type == PTR_TO_STACK, ok so far,
 115  * Now verifier checks that [R2, R2 + map's key_size) are within stack limits
 116  * and were initialized prior to this call.
 117  * If it's ok, then verifier allows this BPF_CALL insn and looks at
 118  * .ret_type which is RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL, so it sets
 119  * R0->type = PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL which means bpf_map_lookup_elem() function
 120  * returns ether pointer to map value or NULL.
 121  *
 122  * When type PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL passes through 'if (reg != 0) goto +off'
 123  * insn, the register holding that pointer in the true branch changes state to
 124  * PTR_TO_MAP_VALUE and the same register changes state to CONST_IMM in the false
 125  * branch. See check_cond_jmp_op().
 126  *
 127  * After the call R0 is set to return type of the function and registers R1-R5
 128  * are set to NOT_INIT to indicate that they are no longer readable.
 129  */
 130
 131 /* verifier_state + insn_idx are pushed to stack when branch is encountered */
 132 struct bpf_verifier_stack_elem {
 133         /* verifer state is 'st'
 134          * before processing instruction 'insn_idx'
 135          * and after processing instruction 'prev_insn_idx'
 136          */
 137         struct bpf_verifier_state st;
 138         int insn_idx;
 139         int prev_insn_idx;
 140         struct bpf_verifier_stack_elem *next;
 141 };
 142
 143 #define BPF_COMPLEXITY_LIMIT_INSNS      65536
 144 #define BPF_COMPLEXITY_LIMIT_STACK      1024
 145
 146 #define BPF_MAP_PTR_POISON ((void *)0xeB9F + POISON_POINTER_DELTA)
 147
 148 struct bpf_call_arg_meta {
 149         struct bpf_map *map_ptr;
 150         bool raw_mode;
 151         bool pkt_access;
 152         int regno;
 153         int access_size;
 154 };
 155
 156 /* verbose verifier prints what it's seeing
 157  * bpf_check() is called under lock, so no race to access these global vars
 158  */
 159 static u32 log_level, log_size, log_len;
 160 static char *log_buf;
 161
 162 static DEFINE_MUTEX(bpf_verifier_lock);
 163
 164 /* log_level controls verbosity level of eBPF verifier.
 165  * verbose() is used to dump the verification trace to the log, so the user
 166  * can figure out what's wrong with the program
 167  */
 168 static __printf(1, 2) void verbose(const char *fmt, ...)
 169 {
 170         va_list args;
 171
 172         if (log_level == 0 || log_len >= log_size - 1)
 173                 return;
 174
 175         va_start(args, fmt);
 176         log_len += vscnprintf(log_buf + log_len, log_size - log_len, fmt, args);
 177         va_end(args);
 178 }
 179
 180 /* string representation of 'enum bpf_reg_type' */
 181 static const char * const reg_type_str[] = {
 182         [NOT_INIT]              = "?",
 183         [UNKNOWN_VALUE]         = "inv",
 184         [PTR_TO_CTX]            = "ctx",
 185         [CONST_PTR_TO_MAP]      = "map_ptr",
 186         [PTR_TO_MAP_VALUE]      = "map_value",
 187         [PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL] = "map_value_or_null",
 188         [PTR_TO_MAP_VALUE_ADJ]  = "map_value_adj",
 189         [FRAME_PTR]             = "fp",
 190         [PTR_TO_STACK]          = "fp",
 191         [CONST_IMM]             = "imm",
 192         [PTR_TO_PACKET]         = "pkt",
 193         [PTR_TO_PACKET_END]     = "pkt_end",
 194 };
 195
 196 #define __BPF_FUNC_STR_FN(x) [BPF_FUNC_ ## x] = __stringify(bpf_ ## x)
 197 static const char * const func_id_str[] = {
 198         __BPF_FUNC_MAPPER(__BPF_FUNC_STR_FN)
 199 };
 200 #undef __BPF_FUNC_STR_FN
 201
 202 static const char *func_id_name(int id)
 203 {
 204         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(func_id_str) != __BPF_FUNC_MAX_ID);
 205
 206         if (id >= 0 && id < __BPF_FUNC_MAX_ID && func_id_str[id])
 207                 return func_id_str[id];
 208         else
 209                 return "unknown";
 210 }
 211
 212 static void print_verifier_state(struct bpf_verifier_state *state)
 213 {
 214         struct bpf_reg_state *reg;
 215         enum bpf_reg_type t;
 216         int i;
 217
 218         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
 219                 reg = &state->regs[i];
 220                 t = reg->type;
 221                 if (t == NOT_INIT)
 222                         continue;
 223                 verbose(" R%d=%s", i, reg_type_str[t]);
 224                 if (t == CONST_IMM || t == PTR_TO_STACK)
 225                         verbose("%lld", reg->imm);
 226                 else if (t == PTR_TO_PACKET)
 227                         verbose("(id=%d,off=%d,r=%d)",
 228                                 reg->id, reg->off, reg->range);
 229                 else if (t == UNKNOWN_VALUE && reg->imm)
 230                         verbose("%lld", reg->imm);
 231                 else if (t == CONST_PTR_TO_MAP || t == PTR_TO_MAP_VALUE ||
 232                          t == PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL ||
 233                          t == PTR_TO_MAP_VALUE_ADJ)
 234                         verbose("(ks=%d,vs=%d,id=%u)",
 235                                 reg->map_ptr->key_size,
 236                                 reg->map_ptr->value_size,
 237                                 reg->id);
 238                 if (reg->min_value != BPF_REGISTER_MIN_RANGE)
 239                         verbose(",min_value=%lld",
 240                                 (long long)reg->min_value);
 241                 if (reg->max_value != BPF_REGISTER_MAX_RANGE)
 242                         verbose(",max_value=%llu",
 243                                 (unsigned long long)reg->max_value);
 244         }
 245         for (i = 0; i < MAX_BPF_STACK; i += BPF_REG_SIZE) {
 246                 if (state->stack_slot_type[i] == STACK_SPILL)
 247                         verbose(" fp%d=%s", -MAX_BPF_STACK + i,
 248                                 reg_type_str[state->spilled_regs[i / BPF_REG_SIZE].type]);
 249         }
 250         verbose("\n");
 251 }
 252
 253 static const char *const bpf_class_string[] = {
 254         [BPF_LD]    = "ld",
 255         [BPF_LDX]   = "ldx",
 256         [BPF_ST]    = "st",
 257         [BPF_STX]   = "stx",
 258         [BPF_ALU]   = "alu",
 259         [BPF_JMP]   = "jmp",
 260         [BPF_RET]   = "BUG",
 261         [BPF_ALU64] = "alu64",
 262 };
 263
 264 static const char *const bpf_alu_string[16] = {
 265         [BPF_ADD >> 4]  = "+=",
 266         [BPF_SUB >> 4]  = "-=",
 267         [BPF_MUL >> 4]  = "*=",
 268         [BPF_DIV >> 4]  = "/=",
 269         [BPF_OR  >> 4]  = "|=",
 270         [BPF_AND >> 4]  = "&=",
 271         [BPF_LSH >> 4]  = "<<=",
 272         [BPF_RSH >> 4]  = ">>=",
 273         [BPF_NEG >> 4]  = "neg",
 274         [BPF_MOD >> 4]  = "%=",
 275         [BPF_XOR >> 4]  = "^=",
 276         [BPF_MOV >> 4]  = "=",
 277         [BPF_ARSH >> 4] = "s>>=",
 278         [BPF_END >> 4]  = "endian",
 279 };
 280
 281 static const char *const bpf_ldst_string[] = {
 282         [BPF_W >> 3]  = "u32",
 283         [BPF_H >> 3]  = "u16",
 284         [BPF_B >> 3]  = "u8",
 285         [BPF_DW >> 3] = "u64",
 286 };
 287
 288 static const char *const bpf_jmp_string[16] = {
 289         [BPF_JA >> 4]   = "jmp",
 290         [BPF_JEQ >> 4]  = "==",
 291         [BPF_JGT >> 4]  = ">",
 292         [BPF_JGE >> 4]  = ">=",
 293         [BPF_JSET >> 4] = "&",
 294         [BPF_JNE >> 4]  = "!=",
 295         [BPF_JSGT >> 4] = "s>",
 296         [BPF_JSGE >> 4] = "s>=",
 297         [BPF_CALL >> 4] = "call",
 298         [BPF_EXIT >> 4] = "exit",
 299 };
 300
 301 static void print_bpf_insn(struct bpf_insn *insn)
 302 {
 303         u8 class = BPF_CLASS(insn->code);
 304
 305         if (class == BPF_ALU || class == BPF_ALU64) {
 306                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X)
 307                         verbose("(%02x) %sr%d %s %sr%d\n",
 308                                 insn->code, class == BPF_ALU ? "(u32) " : "",
 309                                 insn->dst_reg,
 310                                 bpf_alu_string[BPF_OP(insn->code) >> 4],
 311                                 class == BPF_ALU ? "(u32) " : "",
 312                                 insn->src_reg);
 313                 else
 314                         verbose("(%02x) %sr%d %s %s%d\n",
 315                                 insn->code, class == BPF_ALU ? "(u32) " : "",
 316                                 insn->dst_reg,
 317                                 bpf_alu_string[BPF_OP(insn->code) >> 4],
 318                                 class == BPF_ALU ? "(u32) " : "",
 319                                 insn->imm);
 320         } else if (class == BPF_STX) {
 321                 if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_MEM)
 322                         verbose("(%02x) *(%s *)(r%d %+d) = r%d\n",
 323                                 insn->code,
 324                                 bpf_ldst_string[BPF_SIZE(insn->code) >> 3],
 325                                 insn->dst_reg,
 326                                 insn->off, insn->src_reg);
 327                 else if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_XADD)
 328                         verbose("(%02x) lock *(%s *)(r%d %+d) += r%d\n",
 329                                 insn->code,
 330                                 bpf_ldst_string[BPF_SIZE(insn->code) >> 3],
 331                                 insn->dst_reg, insn->off,
 332                                 insn->src_reg);
 333                 else
 334                         verbose("BUG_%02x\n", insn->code);
 335         } else if (class == BPF_ST) {
 336                 if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM) {
 337                         verbose("BUG_st_%02x\n", insn->code);
 338                         return;
 339                 }
 340                 verbose("(%02x) *(%s *)(r%d %+d) = %d\n",
 341                         insn->code,
 342                         bpf_ldst_string[BPF_SIZE(insn->code) >> 3],
 343                         insn->dst_reg,
 344                         insn->off, insn->imm);
 345         } else if (class == BPF_LDX) {
 346                 if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM) {
 347                         verbose("BUG_ldx_%02x\n", insn->code);
 348                         return;
 349                 }
 350                 verbose("(%02x) r%d = *(%s *)(r%d %+d)\n",
 351                         insn->code, insn->dst_reg,
 352                         bpf_ldst_string[BPF_SIZE(insn->code) >> 3],
 353                         insn->src_reg, insn->off);
 354         } else if (class == BPF_LD) {
 355                 if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ABS) {
 356                         verbose("(%02x) r0 = *(%s *)skb[%d]\n",
 357                                 insn->code,
 358                                 bpf_ldst_string[BPF_SIZE(insn->code) >> 3],
 359                                 insn->imm);
 360                 } else if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_IND) {
 361                         verbose("(%02x) r0 = *(%s *)skb[r%d + %d]\n",
 362                                 insn->code,
 363                                 bpf_ldst_string[BPF_SIZE(insn->code) >> 3],
 364                                 insn->src_reg, insn->imm);
 365                 } else if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_IMM) {
 366                         verbose("(%02x) r%d = 0x%x\n",
 367                                 insn->code, insn->dst_reg, insn->imm);
 368                 } else {
 369                         verbose("BUG_ld_%02x\n", insn->code);
 370                         return;
 371                 }
 372         } else if (class == BPF_JMP) {
 373                 u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
 374
 375                 if (opcode == BPF_CALL) {
 376                         verbose("(%02x) call %s#%d\n", insn->code,
 377                                 func_id_name(insn->imm), insn->imm);
 378                 } else if (insn->code == (BPF_JMP | BPF_JA)) {
 379                         verbose("(%02x) goto pc%+d\n",
 380                                 insn->code, insn->off);
 381                 } else if (insn->code == (BPF_JMP | BPF_EXIT)) {
 382                         verbose("(%02x) exit\n", insn->code);
 383                 } else if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
 384                         verbose("(%02x) if r%d %s r%d goto pc%+d\n",
 385                                 insn->code, insn->dst_reg,
 386                                 bpf_jmp_string[BPF_OP(insn->code) >> 4],
 387                                 insn->src_reg, insn->off);
 388                 } else {
 389                         verbose("(%02x) if r%d %s 0x%x goto pc%+d\n",
 390                                 insn->code, insn->dst_reg,
 391                                 bpf_jmp_string[BPF_OP(insn->code) >> 4],
 392                                 insn->imm, insn->off);
 393                 }
 394         } else {
 395                 verbose("(%02x) %s\n", insn->code, bpf_class_string[class]);
 396         }
 397 }
 398
 399 static int pop_stack(struct bpf_verifier_env *env, int *prev_insn_idx)
 400 {
 401         struct bpf_verifier_stack_elem *elem;
 402         int insn_idx;
 403
 404         if (env->head == NULL)
 405                 return -1;
 406
 407         memcpy(&env->cur_state, &env->head->st, sizeof(env->cur_state));
 408         insn_idx = env->head->insn_idx;
 409         if (prev_insn_idx)
 410                 *prev_insn_idx = env->head->prev_insn_idx;
 411         elem = env->head->next;
 412         kfree(env->head);
 413         env->head = elem;
 414         env->stack_size--;
 415         return insn_idx;
 416 }
 417
 418 static struct bpf_verifier_state *push_stack(struct bpf_verifier_env *env,
 419                                              int insn_idx, int prev_insn_idx)
 420 {
 421         struct bpf_verifier_stack_elem *elem;
 422
 423         elem = kmalloc(sizeof(struct bpf_verifier_stack_elem), GFP_KERNEL);
 424         if (!elem)
 425                 goto err;
 426
 427         memcpy(&elem->st, &env->cur_state, sizeof(env->cur_state));
 428         elem->insn_idx = insn_idx;
 429         elem->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
 430         elem->next = env->head;
 431         env->head = elem;
 432         env->stack_size++;
 433         if (env->stack_size > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_STACK) {
 434                 verbose("BPF program is too complex\n");
 435                 goto err;
 436         }
 437         return &elem->st;
 438 err:
 439         /* pop all elements and return */
 440         while (pop_stack(env, NULL) >= 0);
 441         return NULL;
 442 }
 443
 444 #define CALLER_SAVED_REGS 6
 445 static const int caller_saved[CALLER_SAVED_REGS] = {
 446         BPF_REG_0, BPF_REG_1, BPF_REG_2, BPF_REG_3, BPF_REG_4, BPF_REG_5
 447 };
 448
 449 static void init_reg_state(struct bpf_reg_state *regs)
 450 {
 451         int i;
 452
 453         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
 454                 regs[i].type = NOT_INIT;
 455                 regs[i].imm = 0;
 456                 regs[i].min_value = BPF_REGISTER_MIN_RANGE;
 457                 regs[i].max_value = BPF_REGISTER_MAX_RANGE;
 458         }
 459
 460         /* frame pointer */
 461         regs[BPF_REG_FP].type = FRAME_PTR;
 462
 463         /* 1st arg to a function */
 464         regs[BPF_REG_1].type = PTR_TO_CTX;
 465 }
 466
 467 static void __mark_reg_unknown_value(struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
 468 {
 469         regs[regno].type = UNKNOWN_VALUE;
 470         regs[regno].id = 0;
 471         regs[regno].imm = 0;
 472 }
 473
 474 static void mark_reg_unknown_value(struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
 475 {
 476         BUG_ON(regno >= MAX_BPF_REG);
 477         __mark_reg_unknown_value(regs, regno);
 478 }
 479
 480 static void reset_reg_range_values(struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
 481 {
 482         regs[regno].min_value = BPF_REGISTER_MIN_RANGE;
 483         regs[regno].max_value = BPF_REGISTER_MAX_RANGE;
 484 }
 485
 486 static void mark_reg_unknown_value_and_range(struct bpf_reg_state *regs,
 487                                              u32 regno)
 488 {
 489         mark_reg_unknown_value(regs, regno);
 490         reset_reg_range_values(regs, regno);
 491 }
 492
 493 enum reg_arg_type {
 494         SRC_OP,         /* register is used as source operand */
 495         DST_OP,         /* register is used as destination operand */
 496         DST_OP_NO_MARK  /* same as above, check only, don't mark */
 497 };
 498
 499 static int check_reg_arg(struct bpf_reg_state *regs, u32 regno,
 500                          enum reg_arg_type t)
 501 {
 502         if (regno >= MAX_BPF_REG) {
 503                 verbose("R%d is invalid\n", regno);
 504                 return -EINVAL;
 505         }
 506
 507         if (t == SRC_OP) {
 508                 /* check whether register used as source operand can be read */
 509                 if (regs[regno].type == NOT_INIT) {
 510                         verbose("R%d !read_ok\n", regno);
 511                         return -EACCES;
 512                 }
 513         } else {
 514                 /* check whether register used as dest operand can be written to */
 515                 if (regno == BPF_REG_FP) {
 516                         verbose("frame pointer is read only\n");
 517                         return -EACCES;
 518                 }
 519                 if (t == DST_OP)
 520                         mark_reg_unknown_value(regs, regno);
 521         }
 522         return 0;
 523 }
 524
 525 static int bpf_size_to_bytes(int bpf_size)
 526 {
 527         if (bpf_size == BPF_W)
 528                 return 4;
 529         else if (bpf_size == BPF_H)
 530                 return 2;
 531         else if (bpf_size == BPF_B)
 532                 return 1;
 533         else if (bpf_size == BPF_DW)
 534                 return 8;
 535         else
 536                 return -EINVAL;
 537 }
 538
 539 static bool is_spillable_regtype(enum bpf_reg_type type)
 540 {
 541         switch (type) {
 542         case PTR_TO_MAP_VALUE:
 543         case PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL:
 544         case PTR_TO_MAP_VALUE_ADJ:
 545         case PTR_TO_STACK:
 546         case PTR_TO_CTX:
 547         case PTR_TO_PACKET:
 548         case PTR_TO_PACKET_END:
 549         case FRAME_PTR:
 550         case CONST_PTR_TO_MAP:
 551                 return true;
 552         default:
 553                 return false;
 554         }
 555 }
 556
 557 /* check_stack_read/write functions track spill/fill of registers,
 558  * stack boundary and alignment are checked in check_mem_access()
 559  */
 560 static int check_stack_write(struct bpf_verifier_state *state, int off,
 561                              int size, int value_regno)
 562 {
 563         int i;
 564         /* caller checked that off % size == 0 and -MAX_BPF_STACK <= off < 0,
 565          * so it's aligned access and [off, off + size) are within stack limits
 566          */
 567
 568         if (value_regno >= 0 &&
 569             is_spillable_regtype(state->regs[value_regno].type)) {
 570
 571                 /* register containing pointer is being spilled into stack */
 572                 if (size != BPF_REG_SIZE) {
 573                         verbose("invalid size of register spill\n");
 574                         return -EACCES;
 575                 }
 576
 577                 /* save register state */
 578                 state->spilled_regs[(MAX_BPF_STACK + off) / BPF_REG_SIZE] =
 579                         state->regs[value_regno];
 580
 581                 for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++)
 582                         state->stack_slot_type[MAX_BPF_STACK + off + i] = STACK_SPILL;
 583         } else {
 584                 /* regular write of data into stack */
 585                 state->spilled_regs[(MAX_BPF_STACK + off) / BPF_REG_SIZE] =
 586                         (struct bpf_reg_state) {};
 587
 588                 for (i = 0; i < size; i++)
 589                         state->stack_slot_type[MAX_BPF_STACK + off + i] = STACK_MISC;
 590         }
 591         return 0;
 592 }
 593
 594 static int check_stack_read(struct bpf_verifier_state *state, int off, int size,
 595                             int value_regno)
 596 {
 597         u8 *slot_type;
 598         int i;
 599
 600         slot_type = &state->stack_slot_type[MAX_BPF_STACK + off];
 601
 602         if (slot_type[0] == STACK_SPILL) {
 603                 if (size != BPF_REG_SIZE) {
 604                         verbose("invalid size of register spill\n");
 605                         return -EACCES;
 606                 }
 607                 for (i = 1; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
 608                         if (slot_type[i] != STACK_SPILL) {
 609                                 verbose("corrupted spill memory\n");
 610                                 return -EACCES;
 611                         }
 612                 }
 613
 614                 if (value_regno >= 0)
 615                         /* restore register state from stack */
 616                         state->regs[value_regno] =
 617                                 state->spilled_regs[(MAX_BPF_STACK + off) / BPF_REG_SIZE];
 618                 return 0;
 619         } else {
 620                 for (i = 0; i < size; i++) {
 621                         if (slot_type[i] != STACK_MISC) {
 622                                 verbose("invalid read from stack off %d+%d size %d\n",
 623                                         off, i, size);
 624                                 return -EACCES;
 625                         }
 626                 }
 627                 if (value_regno >= 0)
 628                         /* have read misc data from the stack */
 629                         mark_reg_unknown_value_and_range(state->regs,
 630                                                          value_regno);
 631                 return 0;
 632         }
 633 }
 634
 635 /* check read/write into map element returned by bpf_map_lookup_elem() */
 636 static int check_map_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno, int off,
 637                             int size)
 638 {
 639         struct bpf_map *map = env->cur_state.regs[regno].map_ptr;
 640
 641         if (off < 0 || size <= 0 || off + size > map->value_size) {
 642                 verbose("invalid access to map value, value_size=%d off=%d size=%d\n",
 643                         map->value_size, off, size);
 644                 return -EACCES;
 645         }
 646         return 0;
 647 }
 648
 649 /* check read/write into an adjusted map element */
 650 static int check_map_access_adj(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
 651                                 int off, int size)
 652 {
 653         struct bpf_verifier_state *state = &env->cur_state;
 654         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regno];
 655         int err;
 656
 657         /* We adjusted the register to this map value, so we
 658          * need to change off and size to min_value and max_value
 659          * respectively to make sure our theoretical access will be
 660          * safe.
 661          */
 662         if (log_level)
 663                 print_verifier_state(state);
 664         env->varlen_map_value_access = true;
 665         /* The minimum value is only important with signed
 666          * comparisons where we can't assume the floor of a
 667          * value is 0.  If we are using signed variables for our
 668          * index'es we need to make sure that whatever we use
 669          * will have a set floor within our range.
 670          */
 671         if (reg->min_value < 0) {
 672                 verbose("R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
 673                         regno);
 674                 return -EACCES;
 675         }
 676         err = check_map_access(env, regno, reg->min_value + off, size);
 677         if (err) {
 678                 verbose("R%d min value is outside of the array range\n",
 679                         regno);
 680                 return err;
 681         }
 682
 683         /* If we haven't set a max value then we need to bail
 684          * since we can't be sure we won't do bad things.
 685          */
 686         if (reg->max_value == BPF_REGISTER_MAX_RANGE) {
 687                 verbose("R%d unbounded memory access, make sure to bounds check any array access into a map\n",
 688                         regno);
 689                 return -EACCES;
 690         }
 691         return check_map_access(env, regno, reg->max_value + off, size);
 692 }
 693
 694 #define MAX_PACKET_OFF 0xffff
 695
 696 static bool may_access_direct_pkt_data(struct bpf_verifier_env *env,
 697                                        const struct bpf_call_arg_meta *meta,
 698                                        enum bpf_access_type t)
 699 {
 700         switch (env->prog->type) {
 701         case BPF_PROG_TYPE_LWT_IN:
 702         case BPF_PROG_TYPE_LWT_OUT:
 703                 /* dst_input() and dst_output() can't write for now */
 704                 if (t == BPF_WRITE)
 705                         return false;
 706                 /* fallthrough */
 707         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
 708         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
 709         case BPF_PROG_TYPE_XDP:
 710         case BPF_PROG_TYPE_LWT_XMIT:
 711                 if (meta)
 712                         return meta->pkt_access;
 713
 714                 env->seen_direct_write = true;
 715                 return true;
 716         default:
 717                 return false;
 718         }
 719 }
 720
 721 static int check_packet_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno, int off,
 722                                int size)
 723 {
 724         struct bpf_reg_state *regs = env->cur_state.regs;
 725         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
 726
 727         off += reg->off;
 728         if (off < 0 || size <= 0 || off + size > reg->range) {
 729                 verbose("invalid access to packet, off=%d size=%d, R%d(id=%d,off=%d,r=%d)\n",
 730                         off, size, regno, reg->id, reg->off, reg->range);
 731                 return -EACCES;
 732         }
 733         return 0;
 734 }
 735
 736 /* check access to 'struct bpf_context' fields */
 737 static int check_ctx_access(struct bpf_verifier_env *env, int off, int size,
 738                             enum bpf_access_type t, enum bpf_reg_type *reg_type)
 739 {
 740         /* for analyzer ctx accesses are already validated and converted */
 741         if (env->analyzer_ops)
 742                 return 0;
 743
 744         if (env->prog->aux->ops->is_valid_access &&
 745             env->prog->aux->ops->is_valid_access(off, size, t, reg_type)) {
 746                 /* remember the offset of last byte accessed in ctx */
 747                 if (env->prog->aux->max_ctx_offset < off + size)
 748                         env->prog->aux->max_ctx_offset = off + size;
 749                 return 0;
 750         }
 751
 752         verbose("invalid bpf_context access off=%d size=%d\n", off, size);
 753         return -EACCES;
 754 }
 755
 756 static bool is_pointer_value(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
 757 {
 758         if (env->allow_ptr_leaks)
 759                 return false;
 760
 761         switch (env->cur_state.regs[regno].type) {
 762         case UNKNOWN_VALUE:
 763         case CONST_IMM:
 764                 return false;
 765         default:
 766                 return true;
 767         }
 768 }
 769
 770 static int check_pkt_ptr_alignment(const struct bpf_reg_state *reg,
 771                                    int off, int size)
 772 {
 773         if (reg->id && size != 1) {
 774                 verbose("Unknown alignment. Only byte-sized access allowed in packet access.\n");
 775                 return -EACCES;
 776         }
 777
 778         /* skb->data is NET_IP_ALIGN-ed */
 779         if ((NET_IP_ALIGN + reg->off + off) % size != 0) {
 780                 verbose("misaligned packet access off %d+%d+%d size %d\n",
 781                         NET_IP_ALIGN, reg->off, off, size);
 782                 return -EACCES;
 783         }
 784
 785         return 0;
 786 }
 787
 788 static int check_val_ptr_alignment(const struct bpf_reg_state *reg,
 789                                    int size)
 790 {
 791         if (size != 1) {
 792                 verbose("Unknown alignment. Only byte-sized access allowed in value access.\n");
 793                 return -EACCES;
 794         }
 795
 796         return 0;
 797 }
 798
 799 static int check_ptr_alignment(const struct bpf_reg_state *reg,
 800                                int off, int size)
 801 {
 802         switch (reg->type) {
 803         case PTR_TO_PACKET:
 804                 return IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS) ? 0 :
 805                        check_pkt_ptr_alignment(reg, off, size);
 806         case PTR_TO_MAP_VALUE_ADJ:
 807                 return IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS) ? 0 :
 808                        check_val_ptr_alignment(reg, size);
 809         default:
 810                 if (off % size != 0) {
 811                         verbose("misaligned access off %d size %d\n",
 812                                 off, size);
 813                         return -EACCES;
 814                 }
 815
 816                 return 0;
 817         }
 818 }
 819
 820 /* check whether memory at (regno + off) is accessible for t = (read | write)
 821  * if t==write, value_regno is a register which value is stored into memory
 822  * if t==read, value_regno is a register which will receive the value from memory
 823  * if t==write && value_regno==-1, some unknown value is stored into memory
 824  * if t==read && value_regno==-1, don't care what we read from memory
 825  */
 826 static int check_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno, int off,
 827                             int bpf_size, enum bpf_access_type t,
 828                             int value_regno)
 829 {
 830         struct bpf_verifier_state *state = &env->cur_state;
 831         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regno];
 832         int size, err = 0;
 833
 834         if (reg->type == PTR_TO_STACK)
 835                 off += reg->imm;
 836
 837         size = bpf_size_to_bytes(bpf_size);
 838         if (size < 0)
 839                 return size;
 840
 841         err = check_ptr_alignment(reg, off, size);
 842         if (err)
 843                 return err;
 844
 845         if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE ||
 846             reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE_ADJ) {
 847                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
 848                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
 849                         verbose("R%d leaks addr into map\n", value_regno);
 850                         return -EACCES;
 851                 }
 852
 853                 if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE_ADJ)
 854                         err = check_map_access_adj(env, regno, off, size);
 855                 else
 856                         err = check_map_access(env, regno, off, size);
 857                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
 858                         mark_reg_unknown_value_and_range(state->regs,
 859                                                          value_regno);
 860
 861         } else if (reg->type == PTR_TO_CTX) {
 862                 enum bpf_reg_type reg_type = UNKNOWN_VALUE;
 863
 864                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
 865                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
 866                         verbose("R%d leaks addr into ctx\n", value_regno);
 867                         return -EACCES;
 868                 }
 869                 err = check_ctx_access(env, off, size, t, &reg_type);
 870                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0) {
 871                         mark_reg_unknown_value_and_range(state->regs,
 872                                                          value_regno);
 873                         /* note that reg.[id|off|range] == 0 */
 874                         state->regs[value_regno].type = reg_type;
 875                 }
 876
 877         } else if (reg->type == FRAME_PTR || reg->type == PTR_TO_STACK) {
 878                 if (off >= 0 || off < -MAX_BPF_STACK) {
 879                         verbose("invalid stack off=%d size=%d\n", off, size);
 880                         return -EACCES;
 881                 }
 882                 if (t == BPF_WRITE) {
 883                         if (!env->allow_ptr_leaks &&
 884                             state->stack_slot_type[MAX_BPF_STACK + off] == STACK_SPILL &&
 885                             size != BPF_REG_SIZE) {
 886                                 verbose("attempt to corrupt spilled pointer on stack\n");
 887                                 return -EACCES;
 888                         }
 889                         err = check_stack_write(state, off, size, value_regno);
 890                 } else {
 891                         err = check_stack_read(state, off, size, value_regno);
 892                 }
 893         } else if (state->regs[regno].type == PTR_TO_PACKET) {
 894                 if (t == BPF_WRITE && !may_access_direct_pkt_data(env, NULL, t)) {
 895                         verbose("cannot write into packet\n");
 896                         return -EACCES;
 897                 }
 898                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
 899                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
 900                         verbose("R%d leaks addr into packet\n", value_regno);
 901                         return -EACCES;
 902                 }
 903                 err = check_packet_access(env, regno, off, size);
 904                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
 905                         mark_reg_unknown_value_and_range(state->regs,
 906                                                          value_regno);
 907         } else {
 908                 verbose("R%d invalid mem access '%s'\n",
 909                         regno, reg_type_str[reg->type]);
 910                 return -EACCES;
 911         }
 912
 913         if (!err && size <= 2 && value_regno >= 0 && env->allow_ptr_leaks &&
 914             state->regs[value_regno].type == UNKNOWN_VALUE) {
 915                 /* 1 or 2 byte load zero-extends, determine the number of
 916                  * zero upper bits. Not doing it fo 4 byte load, since
 917                  * such values cannot be added to ptr_to_packet anyway.
 918                  */
 919                 state->regs[value_regno].imm = 64 - size * 8;
 920         }
 921         return err;
 922 }
 923
 924 static int check_xadd(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
 925 {
 926         struct bpf_reg_state *regs = env->cur_state.regs;
 927         int err;
 928
 929         if ((BPF_SIZE(insn->code) != BPF_W && BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW) ||
 930             insn->imm != 0) {
 931                 verbose("BPF_XADD uses reserved fields\n");
 932                 return -EINVAL;
 933         }
 934
 935         /* check src1 operand */
 936         err = check_reg_arg(regs, insn->src_reg, SRC_OP);
 937         if (err)
 938                 return err;
 939
 940         /* check src2 operand */
 941         err = check_reg_arg(regs, insn->dst_reg, SRC_OP);
 942         if (err)
 943                 return err;
 944
 945         /* check whether atomic_add can read the memory */
 946         err = check_mem_access(env, insn->dst_reg, insn->off,
 947                                BPF_SIZE(insn->code), BPF_READ, -1);
 948         if (err)
 949                 return err;
 950
 951         /* check whether atomic_add can write into the same memory */
 952         return check_mem_access(env, insn->dst_reg, insn->off,
 953                                 BPF_SIZE(insn->code), BPF_WRITE, -1);
 954 }
 955
 956 /* when register 'regno' is passed into function that will read 'access_size'
 957  * bytes from that pointer, make sure that it's within stack boundary
 958  * and all elements of stack are initialized
 959  */
 960 static int check_stack_boundary(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
 961                                 int access_size, bool zero_size_allowed,
 962                                 struct bpf_call_arg_meta *meta)
 963 {
 964         struct bpf_verifier_state *state = &env->cur_state;
 965         struct bpf_reg_state *regs = state->regs;
 966         int off, i;
 967
 968         if (regs[regno].type != PTR_TO_STACK) {
 969                 if (zero_size_allowed && access_size == 0 &&
 970                     regs[regno].type == CONST_IMM &&
 971                     regs[regno].imm  == 0)
 972                         return 0;
 973
 974                 verbose("R%d type=%s expected=%s\n", regno,
 975                         reg_type_str[regs[regno].type],
 976                         reg_type_str[PTR_TO_STACK]);
 977                 return -EACCES;
 978         }
 979
 980         off = regs[regno].imm;
 981         if (off >= 0 || off < -MAX_BPF_STACK || off + access_size > 0 ||
 982             access_size <= 0) {
 983                 verbose("invalid stack type R%d off=%d access_size=%d\n",
 984                         regno, off, access_size);
 985                 return -EACCES;
 986         }
 987
 988         if (meta && meta->raw_mode) {
 989                 meta->access_size = access_size;
 990                 meta->regno = regno;
 991                 return 0;
 992         }
 993
 994         for (i = 0; i < access_size; i++) {
 995                 if (state->stack_slot_type[MAX_BPF_STACK + off + i] != STACK_MISC) {
 996                         verbose("invalid indirect read from stack off %d+%d size %d\n",
 997                                 off, i, access_size);
 998                         return -EACCES;
 999                 }
1000         }
1001         return 0;
1002 }
1003
1004 static int check_helper_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
1005                                    int access_size, bool zero_size_allowed,
1006                                    struct bpf_call_arg_meta *meta)
1007 {
1008         struct bpf_reg_state *regs = env->cur_state.regs;
1009
1010         switch (regs[regno].type) {
1011         case PTR_TO_PACKET:
1012                 return check_packet_access(env, regno, 0, access_size);
1013         case PTR_TO_MAP_VALUE:
1014                 return check_map_access(env, regno, 0, access_size);
1015         case PTR_TO_MAP_VALUE_ADJ:
1016                 return check_map_access_adj(env, regno, 0, access_size);
1017         default: /* const_imm|ptr_to_stack or invalid ptr */
1018                 return check_stack_boundary(env, regno, access_size,
1019                                             zero_size_allowed, meta);
1020         }
1021 }
1022
1023 static int check_func_arg(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
1024                           enum bpf_arg_type arg_type,
1025                           struct bpf_call_arg_meta *meta)
1026 {
1027         struct bpf_reg_state *regs = env->cur_state.regs, *reg = &regs[regno];
1028         enum bpf_reg_type expected_type, type = reg->type;
1029         int err = 0;
1030
1031         if (arg_type == ARG_DONTCARE)
1032                 return 0;
1033
1034         if (type == NOT_INIT) {
1035                 verbose("R%d !read_ok\n", regno);
1036                 return -EACCES;
1037         }
1038
1039         if (arg_type == ARG_ANYTHING) {
1040                 if (is_pointer_value(env, regno)) {
1041                         verbose("R%d leaks addr into helper function\n", regno);
1042                         return -EACCES;
1043                 }
1044                 return 0;
1045         }
1046
1047         if (type == PTR_TO_PACKET &&
1048             !may_access_direct_pkt_data(env, meta, BPF_READ)) {
1049                 verbose("helper access to the packet is not allowed\n");
1050                 return -EACCES;
1051         }
1052
1053         if (arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_KEY ||
1054             arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE) {
1055                 expected_type = PTR_TO_STACK;
1056                 if (type != PTR_TO_PACKET && type != expected_type)
1057                         goto err_type;
1058         } else if (arg_type == ARG_CONST_SIZE ||
1059                    arg_type == ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO) {
1060                 expected_type = CONST_IMM;
1061                 /* One exception. Allow UNKNOWN_VALUE registers when the
1062                  * boundaries are known and don't cause unsafe memory accesses
1063                  */
1064                 if (type != UNKNOWN_VALUE && type != expected_type)
1065                         goto err_type;
1066         } else if (arg_type == ARG_CONST_MAP_PTR) {
1067                 expected_type = CONST_PTR_TO_MAP;
1068                 if (type != expected_type)
1069                         goto err_type;
1070         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_CTX) {
1071                 expected_type = PTR_TO_CTX;
1072                 if (type != expected_type)
1073                         goto err_type;
1074         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_MEM ||
1075                    arg_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM) {
1076                 expected_type = PTR_TO_STACK;
1077                 /* One exception here. In case function allows for NULL to be
1078                  * passed in as argument, it's a CONST_IMM type. Final test
1079                  * happens during stack boundary checking.
1080                  */
1081                 if (type == CONST_IMM && reg->imm == 0)
1082                         /* final test in check_stack_boundary() */;
1083                 else if (type != PTR_TO_PACKET && type != PTR_TO_MAP_VALUE &&
1084                          type != PTR_TO_MAP_VALUE_ADJ && type != expected_type)
1085                         goto err_type;
1086                 meta->raw_mode = arg_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM;
1087         } else {
1088                 verbose("unsupported arg_type %d\n", arg_type);
1089                 return -EFAULT;
1090         }
1091
1092         if (arg_type == ARG_CONST_MAP_PTR) {
1093                 /* bpf_map_xxx(map_ptr) call: remember that map_ptr */
1094                 meta->map_ptr = reg->map_ptr;
1095         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_KEY) {
1096                 /* bpf_map_xxx(..., map_ptr, ..., key) call:
1097                  * check that [key, key + map->key_size) are within
1098                  * stack limits and initialized
1099                  */
1100                 if (!meta->map_ptr) {
1101                         /* in function declaration map_ptr must come before
1102                          * map_key, so that it's verified and known before
1103                          * we have to check map_key here. Otherwise it means
1104                          * that kernel subsystem misconfigured verifier
1105                          */
1106                         verbose("invalid map_ptr to access map->key\n");
1107                         return -EACCES;
1108                 }
1109                 if (type == PTR_TO_PACKET)
1110                         err = check_packet_access(env, regno, 0,
1111                                                   meta->map_ptr->key_size);
1112                 else
1113                         err = check_stack_boundary(env, regno,
1114                                                    meta->map_ptr->key_size,
1115                                                    false, NULL);
1116         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE) {
1117                 /* bpf_map_xxx(..., map_ptr, ..., value) call:
1118                  * check [value, value + map->value_size) validity
1119                  */
1120                 if (!meta->map_ptr) {
1121                         /* kernel subsystem misconfigured verifier */
1122                         verbose("invalid map_ptr to access map->value\n");
1123                         return -EACCES;
1124                 }
1125                 if (type == PTR_TO_PACKET)
1126                         err = check_packet_access(env, regno, 0,
1127                                                   meta->map_ptr->value_size);
1128                 else
1129                         err = check_stack_boundary(env, regno,
1130                                                    meta->map_ptr->value_size,
1131                                                    false, NULL);
1132         } else if (arg_type == ARG_CONST_SIZE ||
1133                    arg_type == ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO) {
1134                 bool zero_size_allowed = (arg_type == ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO);
1135
1136                 /* bpf_xxx(..., buf, len) call will access 'len' bytes
1137                  * from stack pointer 'buf'. Check it
1138                  * note: regno == len, regno - 1 == buf
1139                  */
1140                 if (regno == 0) {
1141                         /* kernel subsystem misconfigured verifier */
1142                         verbose("ARG_CONST_SIZE cannot be first argument\n");
1143                         return -EACCES;
1144                 }
1145
1146                 /* If the register is UNKNOWN_VALUE, the access check happens
1147                  * using its boundaries. Otherwise, just use its imm
1148                  */
1149                 if (type == UNKNOWN_VALUE) {
1150                         /* For unprivileged variable accesses, disable raw
1151                          * mode so that the program is required to
1152                          * initialize all the memory that the helper could
1153                          * just partially fill up.
1154                          */
1155                         meta = NULL;
1156
1157                         if (reg->min_value < 0) {
1158                                 verbose("R%d min value is negative, either use unsigned or 'var &= const'\n",
1159                                         regno);
1160                                 return -EACCES;
1161                         }
1162
1163                         if (reg->min_value == 0) {
1164                                 err = check_helper_mem_access(env, regno - 1, 0,
1165                                                               zero_size_allowed,
1166                                                               meta);
1167                                 if (err)
1168                                         return err;
1169                         }
1170
1171                         if (reg->max_value == BPF_REGISTER_MAX_RANGE) {
1172                                 verbose("R%d unbounded memory access, use 'var &= const' or 'if (var < const)'\n",
1173                                         regno);
1174                                 return -EACCES;
1175                         }
1176                         err = check_helper_mem_access(env, regno - 1,
1177                                                       reg->max_value,
1178                                                       zero_size_allowed, meta);
1179                         if (err)
1180                                 return err;
1181                 } else {
1182                         /* register is CONST_IMM */
1183                         err = check_helper_mem_access(env, regno - 1, reg->imm,
1184                                                       zero_size_allowed, meta);
1185                 }
1186         }
1187
1188         return err;
1189 err_type:
1190         verbose("R%d type=%s expected=%s\n", regno,
1191                 reg_type_str[type], reg_type_str[expected_type]);
1192         return -EACCES;
1193 }
1194
1195 static int check_map_func_compatibility(struct bpf_map *map, int func_id)
1196 {
1197         if (!map)
1198                 return 0;
1199
1200         /* We need a two way check, first is from map perspective ... */
1201         switch (map->map_type) {
1202         case BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY:
1203                 if (func_id != BPF_FUNC_tail_call)
1204                         goto error;
1205                 break;
1206         case BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY:
1207                 if (func_id != BPF_FUNC_perf_event_read &&
1208                     func_id != BPF_FUNC_perf_event_output)
1209                         goto error;
1210                 break;
1211         case BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE:
1212                 if (func_id != BPF_FUNC_get_stackid)
1213                         goto error;
1214                 break;
1215         case BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY:
1216                 if (func_id != BPF_FUNC_skb_under_cgroup &&
1217                     func_id != BPF_FUNC_current_task_under_cgroup)
1218                         goto error;
1219                 break;
1220         case BPF_MAP_TYPE_ARRAY_OF_MAPS:
1221         case BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS:
1222                 if (func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
1223                         goto error;
1224         default:
1225                 break;
1226         }
1227
1228         /* ... and second from the function itself. */
1229         switch (func_id) {
1230         case BPF_FUNC_tail_call:
1231                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY)
1232                         goto error;
1233                 break;
1234         case BPF_FUNC_perf_event_read:
1235         case BPF_FUNC_perf_event_output:
1236                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY)
1237                         goto error;
1238                 break;
1239         case BPF_FUNC_get_stackid:
1240                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE)
1241                         goto error;
1242                 break;
1243         case BPF_FUNC_current_task_under_cgroup:
1244         case BPF_FUNC_skb_under_cgroup:
1245                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY)
1246                         goto error;
1247                 break;
1248         default:
1249                 break;
1250         }
1251
1252         return 0;
1253 error:
1254         verbose("cannot pass map_type %d into func %s#%d\n",
1255                 map->map_type, func_id_name(func_id), func_id);
1256         return -EINVAL;
1257 }
1258
1259 static int check_raw_mode(const struct bpf_func_proto *fn)
1260 {
1261         int count = 0;
1262
1263         if (fn->arg1_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
1264                 count++;
1265         if (fn->arg2_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
1266                 count++;
1267         if (fn->arg3_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
1268                 count++;
1269         if (fn->arg4_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
1270                 count++;
1271         if (fn->arg5_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
1272                 count++;
1273
1274         return count > 1 ? -EINVAL : 0;
1275 }
1276
1277 static void clear_all_pkt_pointers(struct bpf_verifier_env *env)
1278 {
1279         struct bpf_verifier_state *state = &env->cur_state;
1280         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *reg;
1281         int i;
1282
1283         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
1284                 if (regs[i].type == PTR_TO_PACKET ||
1285                     regs[i].type == PTR_TO_PACKET_END)
1286                         mark_reg_unknown_value(regs, i);
1287
1288         for (i = 0; i < MAX_BPF_STACK; i += BPF_REG_SIZE) {
1289                 if (state->stack_slot_type[i] != STACK_SPILL)
1290                         continue;
1291                 reg = &state->spilled_regs[i / BPF_REG_SIZE];
1292                 if (reg->type != PTR_TO_PACKET &&
1293                     reg->type != PTR_TO_PACKET_END)
1294                         continue;
1295                 reg->type = UNKNOWN_VALUE;
1296                 reg->imm = 0;
1297         }
1298 }
1299
1300 static int check_call(struct bpf_verifier_env *env, int func_id, int insn_idx)
1301 {
1302         struct bpf_verifier_state *state = &env->cur_state;
1303         const struct bpf_func_proto *fn = NULL;
1304         struct bpf_reg_state *regs = state->regs;
1305         struct bpf_reg_state *reg;
1306         struct bpf_call_arg_meta meta;
1307         bool changes_data;
1308         int i, err;
1309
1310         /* find function prototype */
1311         if (func_id < 0 || func_id >= __BPF_FUNC_MAX_ID) {
1312                 verbose("invalid func %s#%d\n", func_id_name(func_id), func_id);
1313                 return -EINVAL;
1314         }
1315
1316         if (env->prog->aux->ops->get_func_proto)
1317                 fn = env->prog->aux->ops->get_func_proto(func_id);
1318
1319         if (!fn) {
1320                 verbose("unknown func %s#%d\n", func_id_name(func_id), func_id);
1321                 return -EINVAL;
1322         }
1323
1324         /* eBPF programs must be GPL compatible to use GPL-ed functions */
1325         if (!env->prog->gpl_compatible && fn->gpl_only) {
1326                 verbose("cannot call GPL only function from proprietary program\n");
1327                 return -EINVAL;
1328         }
1329
1330         changes_data = bpf_helper_changes_pkt_data(fn->func);
1331
1332         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
1333         meta.pkt_access = fn->pkt_access;
1334
1335         /* We only support one arg being in raw mode at the moment, which
1336          * is sufficient for the helper functions we have right now.
1337          */
1338         err = check_raw_mode(fn);
1339         if (err) {
1340                 verbose("kernel subsystem misconfigured func %s#%d\n",
1341                         func_id_name(func_id), func_id);
1342                 return err;
1343         }
1344
1345         /* check args */
1346         err = check_func_arg(env, BPF_REG_1, fn->arg1_type, &meta);
1347         if (err)
1348                 return err;
1349         err = check_func_arg(env, BPF_REG_2, fn->arg2_type, &meta);
1350         if (err)
1351                 return err;
1352         err = check_func_arg(env, BPF_REG_3, fn->arg3_type, &meta);
1353         if (err)
1354                 return err;
1355         err = check_func_arg(env, BPF_REG_4, fn->arg4_type, &meta);
1356         if (err)
1357                 return err;
1358         err = check_func_arg(env, BPF_REG_5, fn->arg5_type, &meta);
1359         if (err)
1360                 return err;
1361
1362         /* Mark slots with STACK_MISC in case of raw mode, stack offset
1363          * is inferred from register state.
1364          */
1365         for (i = 0; i < meta.access_size; i++) {
1366                 err = check_mem_access(env, meta.regno, i, BPF_B, BPF_WRITE, -1);
1367                 if (err)
1368                         return err;
1369         }
1370
1371         /* reset caller saved regs */
1372         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
1373                 reg = regs + caller_saved[i];
1374                 reg->type = NOT_INIT;
1375                 reg->imm = 0;
1376         }
1377
1378         /* update return register */
1379         if (fn->ret_type == RET_INTEGER) {
1380                 regs[BPF_REG_0].type = UNKNOWN_VALUE;
1381         } else if (fn->ret_type == RET_VOID) {
1382                 regs[BPF_REG_0].type = NOT_INIT;
1383         } else if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL) {
1384                 struct bpf_insn_aux_data *insn_aux;
1385
1386                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL;
1387                 regs[BPF_REG_0].max_value = regs[BPF_REG_0].min_value = 0;
1388                 /* remember map_ptr, so that check_map_access()
1389                  * can check 'value_size' boundary of memory access
1390                  * to map element returned from bpf_map_lookup_elem()
1391                  */
1392                 if (meta.map_ptr == NULL) {
1393                         verbose("kernel subsystem misconfigured verifier\n");
1394                         return -EINVAL;
1395                 }
1396                 regs[BPF_REG_0].map_ptr = meta.map_ptr;
1397                 regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
1398                 insn_aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
1399                 if (!insn_aux->map_ptr)
1400                         insn_aux->map_ptr = meta.map_ptr;
1401                 else if (insn_aux->map_ptr != meta.map_ptr)
1402                         insn_aux->map_ptr = BPF_MAP_PTR_POISON;
1403         } else {
1404                 verbose("unknown return type %d of func %s#%d\n",
1405                         fn->ret_type, func_id_name(func_id), func_id);
1406                 return -EINVAL;
1407         }
1408
1409         err = check_map_func_compatibility(meta.map_ptr, func_id);
1410         if (err)
1411                 return err;
1412
1413         if (changes_data)
1414                 clear_all_pkt_pointers(env);
1415         return 0;
1416 }
1417
1418 static int check_packet_ptr_add(struct bpf_verifier_env *env,
1419                                 struct bpf_insn *insn)
1420 {
1421         struct bpf_reg_state *regs = env->cur_state.regs;
1422         struct bpf_reg_state *dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
1423         struct bpf_reg_state *src_reg = &regs[insn->src_reg];
1424         struct bpf_reg_state tmp_reg;
1425         s32 imm;
1426
1427         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
1428                 /* pkt_ptr += imm */
1429                 imm = insn->imm;
1430
1431 add_imm:
1432                 if (imm < 0) {
1433                         verbose("addition of negative constant to packet pointer is not allowed\n");
1434                         return -EACCES;
1435                 }
1436                 if (imm >= MAX_PACKET_OFF ||
1437                     imm + dst_reg->off >= MAX_PACKET_OFF) {
1438                         verbose("constant %d is too large to add to packet pointer\n",
1439                                 imm);
1440                         return -EACCES;
1441                 }
1442                 /* a constant was added to pkt_ptr.
1443                  * Remember it while keeping the same 'id'
1444                  */
1445                 dst_reg->off += imm;
1446         } else {
1447                 if (src_reg->type == PTR_TO_PACKET) {
1448                         /* R6=pkt(id=0,off=0,r=62) R7=imm22; r7 += r6 */
1449                         tmp_reg = *dst_reg;  /* save r7 state */
1450                         *dst_reg = *src_reg; /* copy pkt_ptr state r6 into r7 */
1451                         src_reg = &tmp_reg;  /* pretend it's src_reg state */
1452                         /* if the checks below reject it, the copy won't matter,
1453                          * since we're rejecting the whole program. If all ok,
1454                          * then imm22 state will be added to r7
1455                          * and r7 will be pkt(id=0,off=22,r=62) while
1456                          * r6 will stay as pkt(id=0,off=0,r=62)
1457                          */
1458                 }
1459
1460                 if (src_reg->type == CONST_IMM) {
1461                         /* pkt_ptr += reg where reg is known constant */
1462                         imm = src_reg->imm;
1463                         goto add_imm;
1464                 }
1465                 /* disallow pkt_ptr += reg
1466                  * if reg is not uknown_value with guaranteed zero upper bits
1467                  * otherwise pkt_ptr may overflow and addition will become
1468                  * subtraction which is not allowed
1469                  */
1470                 if (src_reg->type != UNKNOWN_VALUE) {
1471                         verbose("cannot add '%s' to ptr_to_packet\n",
1472                                 reg_type_str[src_reg->type]);
1473                         return -EACCES;
1474                 }
1475                 if (src_reg->imm < 48) {
1476                         verbose("cannot add integer value with %lld upper zero bits to ptr_to_packet\n",
1477                                 src_reg->imm);
1478                         return -EACCES;
1479                 }
1480                 /* dst_reg stays as pkt_ptr type and since some positive
1481                  * integer value was added to the pointer, increment its 'id'
1482                  */
1483                 dst_reg->id = ++env->id_gen;
1484
1485                 /* something was added to pkt_ptr, set range and off to zero */
1486                 dst_reg->off = 0;
1487                 dst_reg->range = 0;
1488         }
1489         return 0;
1490 }
1491
1492 static int evaluate_reg_alu(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
1493 {
1494         struct bpf_reg_state *regs = env->cur_state.regs;
1495         struct bpf_reg_state *dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
1496         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
1497         s64 imm_log2;
1498
1499         /* for type == UNKNOWN_VALUE:
1500          * imm > 0 -> number of zero upper bits
1501          * imm == 0 -> don't track which is the same as all bits can be non-zero
1502          */
1503
1504         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
1505                 struct bpf_reg_state *src_reg = &regs[insn->src_reg];
1506
1507                 if (src_reg->type == UNKNOWN_VALUE && src_reg->imm > 0 &&
1508                     dst_reg->imm && opcode == BPF_ADD) {
1509                         /* dreg += sreg
1510                          * where both have zero upper bits. Adding them
1511                          * can only result making one more bit non-zero
1512                          * in the larger value.
1513                          * Ex. 0xffff (imm=48) + 1 (imm=63) = 0x10000 (imm=47)
1514                          *     0xffff (imm=48) + 0xffff = 0x1fffe (imm=47)
1515                          */
1516                         dst_reg->imm = min(dst_reg->imm, src_reg->imm);
1517                         dst_reg->imm--;
1518                         return 0;
1519                 }
1520                 if (src_reg->type == CONST_IMM && src_reg->imm > 0 &&
1521                     dst_reg->imm && opcode == BPF_ADD) {
1522                         /* dreg += sreg
1523                          * where dreg has zero upper bits and sreg is const.
1524                          * Adding them can only result making one more bit
1525                          * non-zero in the larger value.
1526                          */
1527                         imm_log2 = __ilog2_u64((long long)src_reg->imm);
1528                         dst_reg->imm = min(dst_reg->imm, 63 - imm_log2);
1529                         dst_reg->imm--;
1530                         return 0;
1531                 }
1532                 /* all other cases non supported yet, just mark dst_reg */
1533                 dst_reg->imm = 0;
1534                 return 0;
1535         }
1536
1537         /* sign extend 32-bit imm into 64-bit to make sure that
1538          * negative values occupy bit 63. Note ilog2() would have
1539          * been incorrect, since sizeof(insn->imm) == 4
1540          */
1541         imm_log2 = __ilog2_u64((long long)insn->imm);
1542
1543         if (dst_reg->imm && opcode == BPF_LSH) {
1544                 /* reg <<= imm
1545                  * if reg was a result of 2 byte load, then its imm == 48
1546                  * which means that upper 48 bits are zero and shifting this reg
1547                  * left by 4 would mean that upper 44 bits are still zero
1548                  */
1549                 dst_reg->imm -= insn->imm;
1550         } else if (dst_reg->imm && opcode == BPF_MUL) {
1551                 /* reg *= imm
1552                  * if multiplying by 14 subtract 4
1553                  * This is conservative calculation of upper zero bits.
1554                  * It's not trying to special case insn->imm == 1 or 0 cases
1555                  */
1556                 dst_reg->imm -= imm_log2 + 1;
1557         } else if (opcode == BPF_AND) {
1558                 /* reg &= imm */
1559                 dst_reg->imm = 63 - imm_log2;
1560         } else if (dst_reg->imm && opcode == BPF_ADD) {
1561                 /* reg += imm */
1562                 dst_reg->imm = min(dst_reg->imm, 63 - imm_log2);
1563                 dst_reg->imm--;
1564         } else if (opcode == BPF_RSH) {
1565                 /* reg >>= imm
1566                  * which means that after right shift, upper bits will be zero
1567                  * note that verifier already checked that
1568                  * 0 <= imm < 64 for shift insn
1569                  */
1570                 dst_reg->imm += insn->imm;
1571                 if (unlikely(dst_reg->imm > 64))
1572                         /* some dumb code did:
1573                          * r2 = *(u32 *)mem;
1574                          * r2 >>= 32;
1575                          * and all bits are zero now */
1576                         dst_reg->imm = 64;
1577         } else {
1578                 /* all other alu ops, means that we don't know what will
1579                  * happen to the value, mark it with unknown number of zero bits
1580                  */
1581                 dst_reg->imm = 0;
1582         }
1583
1584         if (dst_reg->imm < 0) {
1585                 /* all 64 bits of the register can contain non-zero bits
1586                  * and such value cannot be added to ptr_to_packet, since it
1587                  * may overflow, mark it as unknown to avoid further eval
1588                  */
1589                 dst_reg->imm = 0;
1590         }
1591         return 0;
1592 }
1593
1594 static int evaluate_reg_imm_alu(struct bpf_verifier_env *env,
1595                                 struct bpf_insn *insn)
1596 {
1597         struct bpf_reg_state *regs = env->cur_state.regs;
1598         struct bpf_reg_state *dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
1599         struct bpf_reg_state *src_reg = &regs[insn->src_reg];
1600         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
1601         u64 dst_imm = dst_reg->imm;
1602
1603         /* dst_reg->type == CONST_IMM here. Simulate execution of insns
1604          * containing ALU ops. Don't care about overflow or negative
1605          * values, just add/sub/... them; registers are in u64.
1606          */
1607         if (opcode == BPF_ADD && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
1608                 dst_imm += insn->imm;
1609         } else if (opcode == BPF_ADD && BPF_SRC(insn->code) == BPF_X &&
1610                    src_reg->type == CONST_IMM) {
1611                 dst_imm += src_reg->imm;
1612         } else if (opcode == BPF_SUB && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
1613                 dst_imm -= insn->imm;
1614         } else if (opcode == BPF_SUB && BPF_SRC(insn->code) == BPF_X &&
1615                    src_reg->type == CONST_IMM) {
1616                 dst_imm -= src_reg->imm;
1617         } else if (opcode == BPF_MUL && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
1618                 dst_imm *= insn->imm;
1619         } else if (opcode == BPF_MUL && BPF_SRC(insn->code) == BPF_X &&
1620                    src_reg->type == CONST_IMM) {
1621                 dst_imm *= src_reg->imm;
1622         } else if (opcode == BPF_OR && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
1623                 dst_imm |= insn->imm;
1624         } else if (opcode == BPF_OR && BPF_SRC(insn->code) == BPF_X &&
1625                    src_reg->type == CONST_IMM) {
1626                 dst_imm |= src_reg->imm;
1627         } else if (opcode == BPF_AND && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
1628                 dst_imm &= insn->imm;
1629         } else if (opcode == BPF_AND && BPF_SRC(insn->code) == BPF_X &&
1630                    src_reg->type == CONST_IMM) {
1631                 dst_imm &= src_reg->imm;
1632         } else if (opcode == BPF_RSH && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
1633                 dst_imm >>= insn->imm;
1634         } else if (opcode == BPF_RSH && BPF_SRC(insn->code) == BPF_X &&
1635                    src_reg->type == CONST_IMM) {
1636                 dst_imm >>= src_reg->imm;
1637         } else if (opcode == BPF_LSH && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
1638                 dst_imm <<= insn->imm;
1639         } else if (opcode == BPF_LSH && BPF_SRC(insn->code) == BPF_X &&
1640                    src_reg->type == CONST_IMM) {
1641                 dst_imm <<= src_reg->imm;
1642         } else {
1643                 mark_reg_unknown_value(regs, insn->dst_reg);
1644                 goto out;
1645         }
1646
1647         dst_reg->imm = dst_imm;
1648 out:
1649         return 0;
1650 }
1651
1652 static void check_reg_overflow(struct bpf_reg_state *reg)
1653 {
1654         if (reg->max_value > BPF_REGISTER_MAX_RANGE)
1655                 reg->max_value = BPF_REGISTER_MAX_RANGE;
1656         if (reg->min_value < BPF_REGISTER_MIN_RANGE ||
1657             reg->min_value > BPF_REGISTER_MAX_RANGE)
1658                 reg->min_value = BPF_REGISTER_MIN_RANGE;
1659 }
1660
1661 static void adjust_reg_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
1662                                     struct bpf_insn *insn)
1663 {
1664         struct bpf_reg_state *regs = env->cur_state.regs, *dst_reg;
1665         s64 min_val = BPF_REGISTER_MIN_RANGE;
1666         u64 max_val = BPF_REGISTER_MAX_RANGE;
1667         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
1668
1669         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
1670         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
1671                 check_reg_overflow(&regs[insn->src_reg]);
1672                 min_val = regs[insn->src_reg].min_value;
1673                 max_val = regs[insn->src_reg].max_value;
1674
1675                 /* If the source register is a random pointer then the
1676                  * min_value/max_value values represent the range of the known
1677                  * accesses into that value, not the actual min/max value of the
1678                  * register itself.  In this case we have to reset the reg range
1679                  * values so we know it is not safe to look at.
1680                  */
1681                 if (regs[insn->src_reg].type != CONST_IMM &&
1682                     regs[insn->src_reg].type != UNKNOWN_VALUE) {
1683                         min_val = BPF_REGISTER_MIN_RANGE;
1684                         max_val = BPF_REGISTER_MAX_RANGE;
1685                 }
1686         } else if (insn->imm < BPF_REGISTER_MAX_RANGE &&
1687                    (s64)insn->imm > BPF_REGISTER_MIN_RANGE) {
1688                 min_val = max_val = insn->imm;
1689         }
1690
1691         /* We don't know anything about what was done to this register, mark it
1692          * as unknown.
1693          */
1694         if (min_val == BPF_REGISTER_MIN_RANGE &&
1695             max_val == BPF_REGISTER_MAX_RANGE) {
1696                 reset_reg_range_values(regs, insn->dst_reg);
1697                 return;
1698         }
1699
1700         /* If one of our values was at the end of our ranges then we can't just
1701          * do our normal operations to the register, we need to set the values
1702          * to the min/max since they are undefined.
1703          */
1704         if (min_val == BPF_REGISTER_MIN_RANGE)
1705                 dst_reg->min_value = BPF_REGISTER_MIN_RANGE;
1706         if (max_val == BPF_REGISTER_MAX_RANGE)
1707                 dst_reg->max_value = BPF_REGISTER_MAX_RANGE;
1708
1709         switch (opcode) {
1710         case BPF_ADD:
1711                 if (dst_reg->min_value != BPF_REGISTER_MIN_RANGE)
1712                         dst_reg->min_value += min_val;
1713                 if (dst_reg->max_value != BPF_REGISTER_MAX_RANGE)
1714                         dst_reg->max_value += max_val;
1715                 break;
1716         case BPF_SUB:
1717                 if (dst_reg->min_value != BPF_REGISTER_MIN_RANGE)
1718                         dst_reg->min_value -= min_val;
1719                 if (dst_reg->max_value != BPF_REGISTER_MAX_RANGE)
1720                         dst_reg->max_value -= max_val;
1721                 break;
1722         case BPF_MUL:
1723                 if (dst_reg->min_value != BPF_REGISTER_MIN_RANGE)
1724                         dst_reg->min_value *= min_val;
1725                 if (dst_reg->max_value != BPF_REGISTER_MAX_RANGE)
1726                         dst_reg->max_value *= max_val;
1727                 break;
1728         case BPF_AND:
1729                 /* Disallow AND'ing of negative numbers, ain't nobody got time
1730                  * for that.  Otherwise the minimum is 0 and the max is the max
1731                  * value we could AND against.
1732                  */
1733                 if (min_val < 0)
1734                         dst_reg->min_value = BPF_REGISTER_MIN_RANGE;
1735                 else
1736                         dst_reg->min_value = 0;
1737                 dst_reg->max_value = max_val;
1738                 break;
1739         case BPF_LSH:
1740                 /* Gotta have special overflow logic here, if we're shifting
1741                  * more than MAX_RANGE then just assume we have an invalid
1742                  * range.
1743                  */
1744                 if (min_val > ilog2(BPF_REGISTER_MAX_RANGE))
1745                         dst_reg->min_value = BPF_REGISTER_MIN_RANGE;
1746                 else if (dst_reg->min_value != BPF_REGISTER_MIN_RANGE)
1747                         dst_reg->min_value <<= min_val;
1748
1749                 if (max_val > ilog2(BPF_REGISTER_MAX_RANGE))
1750                         dst_reg->max_value = BPF_REGISTER_MAX_RANGE;
1751                 else if (dst_reg->max_value != BPF_REGISTER_MAX_RANGE)
1752                         dst_reg->max_value <<= max_val;
1753                 break;
1754         case BPF_RSH:
1755                 /* RSH by a negative number is undefined, and the BPF_RSH is an
1756                  * unsigned shift, so make the appropriate casts.
1757                  */
1758                 if (min_val < 0 || dst_reg->min_value < 0)
1759                         dst_reg->min_value = BPF_REGISTER_MIN_RANGE;
1760                 else
1761                         dst_reg->min_value =
1762                                 (u64)(dst_reg->min_value) >> min_val;
1763                 if (dst_reg->max_value != BPF_REGISTER_MAX_RANGE)
1764                         dst_reg->max_value >>= max_val;
1765                 break;
1766         default:
1767                 reset_reg_range_values(regs, insn->dst_reg);
1768                 break;
1769         }
1770
1771         check_reg_overflow(dst_reg);
1772 }
1773
1774 /* check validity of 32-bit and 64-bit arithmetic operations */
1775 static int check_alu_op(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
1776 {
1777         struct bpf_reg_state *regs = env->cur_state.regs, *dst_reg;
1778         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
1779         int err;
1780
1781         if (opcode == BPF_END || opcode == BPF_NEG) {
1782                 if (opcode == BPF_NEG) {
1783                         if (BPF_SRC(insn->code) != 0 ||
1784                             insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
1785                             insn->off != 0 || insn->imm != 0) {
1786                                 verbose("BPF_NEG uses reserved fields\n");
1787                                 return -EINVAL;
1788                         }
1789                 } else {
1790                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0 ||
1791                             (insn->imm != 16 && insn->imm != 32 && insn->imm != 64)) {
1792                                 verbose("BPF_END uses reserved fields\n");
1793                                 return -EINVAL;
1794                         }
1795                 }
1796
1797                 /* check src operand */
1798                 err = check_reg_arg(regs, insn->dst_reg, SRC_OP);
1799                 if (err)
1800                         return err;
1801
1802                 if (is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
1803                         verbose("R%d pointer arithmetic prohibited\n",
1804                                 insn->dst_reg);
1805                         return -EACCES;
1806                 }
1807
1808                 /* check dest operand */
1809                 err = check_reg_arg(regs, insn->dst_reg, DST_OP);
1810                 if (err)
1811                         return err;
1812
1813         } else if (opcode == BPF_MOV) {
1814
1815                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
1816                         if (insn->imm != 0 || insn->off != 0) {
1817                                 verbose("BPF_MOV uses reserved fields\n");
1818                                 return -EINVAL;
1819                         }
1820
1821                         /* check src operand */
1822                         err = check_reg_arg(regs, insn->src_reg, SRC_OP);
1823                         if (err)
1824                                 return err;
1825                 } else {
1826                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0) {
1827                                 verbose("BPF_MOV uses reserved fields\n");
1828                                 return -EINVAL;
1829                         }
1830                 }
1831
1832                 /* check dest operand */
1833                 err = check_reg_arg(regs, insn->dst_reg, DST_OP);
1834                 if (err)
1835                         return err;
1836
1837                 /* we are setting our register to something new, we need to
1838                  * reset its range values.
1839                  */
1840                 reset_reg_range_values(regs, insn->dst_reg);
1841
1842                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
1843                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
1844                                 /* case: R1 = R2
1845                                  * copy register state to dest reg
1846                                  */
1847                                 regs[insn->dst_reg] = regs[insn->src_reg];
1848                         } else {
1849                                 if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
1850                                         verbose("R%d partial copy of pointer\n",
1851                                                 insn->src_reg);
1852                                         return -EACCES;
1853                                 }
1854                                 mark_reg_unknown_value(regs, insn->dst_reg);
1855                         }
1856                 } else {
1857                         /* case: R = imm
1858                          * remember the value we stored into this reg
1859                          */
1860                         regs[insn->dst_reg].type = CONST_IMM;
1861                         regs[insn->dst_reg].imm = insn->imm;
1862                         regs[insn->dst_reg].max_value = insn->imm;
1863                         regs[insn->dst_reg].min_value = insn->imm;
1864                 }
1865
1866         } else if (opcode > BPF_END) {
1867                 verbose("invalid BPF_ALU opcode %x\n", opcode);
1868                 return -EINVAL;
1869
1870         } else {        /* all other ALU ops: and, sub, xor, add, ... */
1871
1872                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
1873                         if (insn->imm != 0 || insn->off != 0) {
1874                                 verbose("BPF_ALU uses reserved fields\n");
1875                                 return -EINVAL;
1876                         }
1877                         /* check src1 operand */
1878                         err = check_reg_arg(regs, insn->src_reg, SRC_OP);
1879                         if (err)
1880                                 return err;
1881                 } else {
1882                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0) {
1883                                 verbose("BPF_ALU uses reserved fields\n");
1884                                 return -EINVAL;
1885                         }
1886                 }
1887
1888                 /* check src2 operand */
1889                 err = check_reg_arg(regs, insn->dst_reg, SRC_OP);
1890                 if (err)
1891                         return err;
1892
1893                 if ((opcode == BPF_MOD || opcode == BPF_DIV) &&
1894                     BPF_SRC(insn->code) == BPF_K && insn->imm == 0) {
1895                         verbose("div by zero\n");
1896                         return -EINVAL;
1897                 }
1898
1899                 if ((opcode == BPF_LSH || opcode == BPF_RSH ||
1900                      opcode == BPF_ARSH) && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
1901                         int size = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64 ? 64 : 32;
1902
1903                         if (insn->imm < 0 || insn->imm >= size) {
1904                                 verbose("invalid shift %d\n", insn->imm);
1905                                 return -EINVAL;
1906                         }
1907                 }
1908
1909                 /* check dest operand */
1910                 err = check_reg_arg(regs, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
1911                 if (err)
1912                         return err;
1913
1914                 dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
1915
1916                 /* first we want to adjust our ranges. */
1917                 adjust_reg_min_max_vals(env, insn);
1918
1919                 /* pattern match 'bpf_add Rx, imm' instruction */
1920                 if (opcode == BPF_ADD && BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64 &&
1921                     dst_reg->type == FRAME_PTR && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
1922                         dst_reg->type = PTR_TO_STACK;
1923                         dst_reg->imm = insn->imm;
1924                         return 0;
1925                 } else if (opcode == BPF_ADD &&
1926                            BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64 &&
1927                            dst_reg->type == PTR_TO_STACK &&
1928                            ((BPF_SRC(insn->code) == BPF_X &&
1929                              regs[insn->src_reg].type == CONST_IMM) ||
1930                             BPF_SRC(insn->code) == BPF_K)) {
1931                         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X)
1932                                 dst_reg->imm += regs[insn->src_reg].imm;
1933                         else
1934                                 dst_reg->imm += insn->imm;
1935                         return 0;
1936                 } else if (opcode == BPF_ADD &&
1937                            BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64 &&
1938                            (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET ||
1939                             (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X &&
1940                              regs[insn->src_reg].type == PTR_TO_PACKET))) {
1941                         /* ptr_to_packet += K|X */
1942                         return check_packet_ptr_add(env, insn);
1943                 } else if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64 &&
1944                            dst_reg->type == UNKNOWN_VALUE &&
1945                            env->allow_ptr_leaks) {
1946                         /* unknown += K|X */
1947                         return evaluate_reg_alu(env, insn);
1948                 } else if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64 &&
1949                            dst_reg->type == CONST_IMM &&
1950                            env->allow_ptr_leaks) {
1951                         /* reg_imm += K|X */
1952                         return evaluate_reg_imm_alu(env, insn);
1953                 } else if (is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
1954                         verbose("R%d pointer arithmetic prohibited\n",
1955                                 insn->dst_reg);
1956                         return -EACCES;
1957                 } else if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X &&
1958                            is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
1959                         verbose("R%d pointer arithmetic prohibited\n",
1960                                 insn->src_reg);
1961                         return -EACCES;
1962                 }
1963
1964                 /* If we did pointer math on a map value then just set it to our
1965                  * PTR_TO_MAP_VALUE_ADJ type so we can deal with any stores or
1966                  * loads to this register appropriately, otherwise just mark the
1967                  * register as unknown.
1968                  */
1969                 if (env->allow_ptr_leaks &&
1970                     BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64 && opcode == BPF_ADD &&
1971                     (dst_reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE ||
1972                      dst_reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE_ADJ))
1973                         dst_reg->type = PTR_TO_MAP_VALUE_ADJ;
1974                 else
1975                         mark_reg_unknown_value(regs, insn->dst_reg);
1976         }
1977
1978         return 0;
1979 }
1980
1981 static void find_good_pkt_pointers(struct bpf_verifier_state *state,
1982                                    struct bpf_reg_state *dst_reg)
1983 {
1984         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *reg;
1985         int i;
1986
1987         /* LLVM can generate two kind of checks:
1988          *
1989          * Type 1:
1990          *
1991          *   r2 = r3;
1992          *   r2 += 8;
1993          *   if (r2 > pkt_end) goto <handle exception>
1994          *   <access okay>
1995          *
1996          *   Where:
1997          *     r2 == dst_reg, pkt_end == src_reg
1998          *     r2=pkt(id=n,off=8,r=0)
1999          *     r3=pkt(id=n,off=0,r=0)
2000          *
2001          * Type 2:
2002          *
2003          *   r2 = r3;
2004          *   r2 += 8;
2005          *   if (pkt_end >= r2) goto <access okay>
2006          *   <handle exception>
2007          *
2008          *   Where:
2009          *     pkt_end == dst_reg, r2 == src_reg
2010          *     r2=pkt(id=n,off=8,r=0)
2011          *     r3=pkt(id=n,off=0,r=0)
2012          *
2013          * Find register r3 and mark its range as r3=pkt(id=n,off=0,r=8)
2014          * so that range of bytes [r3, r3 + 8) is safe to access.
2015          */
2016
2017         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
2018                 if (regs[i].type == PTR_TO_PACKET && regs[i].id == dst_reg->id)
2019                         /* keep the maximum range already checked */
2020                         regs[i].range = max(regs[i].range, dst_reg->off);
2021
2022         for (i = 0; i < MAX_BPF_STACK; i += BPF_REG_SIZE) {
2023                 if (state->stack_slot_type[i] != STACK_SPILL)
2024                         continue;
2025                 reg = &state->spilled_regs[i / BPF_REG_SIZE];
2026                 if (reg->type == PTR_TO_PACKET && reg->id == dst_reg->id)
2027                         reg->range = max(reg->range, dst_reg->off);
2028         }
2029 }
2030
2031 /* Adjusts the register min/max values in the case that the dst_reg is the
2032  * variable register that we are working on, and src_reg is a constant or we're
2033  * simply doing a BPF_K check.
2034  */
2035 static void reg_set_min_max(struct bpf_reg_state *true_reg,
2036                             struct bpf_reg_state *false_reg, u64 val,
2037                             u8 opcode)
2038 {
2039         switch (opcode) {
2040         case BPF_JEQ:
2041                 /* If this is false then we know nothing Jon Snow, but if it is
2042                  * true then we know for sure.
2043                  */
2044                 true_reg->max_value = true_reg->min_value = val;
2045                 break;
2046         case BPF_JNE:
2047                 /* If this is true we know nothing Jon Snow, but if it is false
2048                  * we know the value for sure;
2049                  */
2050                 false_reg->max_value = false_reg->min_value = val;
2051                 break;
2052         case BPF_JGT:
2053                 /* Unsigned comparison, the minimum value is 0. */
2054                 false_reg->min_value = 0;
2055                 /* fallthrough */
2056         case BPF_JSGT:
2057                 /* If this is false then we know the maximum val is val,
2058                  * otherwise we know the min val is val+1.
2059                  */
2060                 false_reg->max_value = val;
2061                 true_reg->min_value = val + 1;
2062                 break;
2063         case BPF_JGE:
2064                 /* Unsigned comparison, the minimum value is 0. */
2065                 false_reg->min_value = 0;
2066                 /* fallthrough */
2067         case BPF_JSGE:
2068                 /* If this is false then we know the maximum value is val - 1,
2069                  * otherwise we know the mimimum value is val.
2070                  */
2071                 false_reg->max_value = val - 1;
2072                 true_reg->min_value = val;
2073                 break;
2074         default:
2075                 break;
2076         }
2077
2078         check_reg_overflow(false_reg);
2079         check_reg_overflow(true_reg);
2080 }
2081
2082 /* Same as above, but for the case that dst_reg is a CONST_IMM reg and src_reg
2083  * is the variable reg.
2084  */
2085 static void reg_set_min_max_inv(struct bpf_reg_state *true_reg,
2086                                 struct bpf_reg_state *false_reg, u64 val,
2087                                 u8 opcode)
2088 {
2089         switch (opcode) {
2090         case BPF_JEQ:
2091                 /* If this is false then we know nothing Jon Snow, but if it is
2092                  * true then we know for sure.
2093                  */
2094                 true_reg->max_value = true_reg->min_value = val;
2095                 break;
2096         case BPF_JNE:
2097                 /* If this is true we know nothing Jon Snow, but if it is false
2098                  * we know the value for sure;
2099                  */
2100                 false_reg->max_value = false_reg->min_value = val;
2101                 break;
2102         case BPF_JGT:
2103                 /* Unsigned comparison, the minimum value is 0. */
2104                 true_reg->min_value = 0;
2105                 /* fallthrough */
2106         case BPF_JSGT:
2107                 /*
2108                  * If this is false, then the val is <= the register, if it is
2109                  * true the register <= to the val.
2110                  */
2111                 false_reg->min_value = val;
2112                 true_reg->max_value = val - 1;
2113                 break;
2114         case BPF_JGE:
2115                 /* Unsigned comparison, the minimum value is 0. */
2116                 true_reg->min_value = 0;
2117                 /* fallthrough */
2118         case BPF_JSGE:
2119                 /* If this is false then constant < register, if it is true then
2120                  * the register < constant.
2121                  */
2122                 false_reg->min_value = val + 1;
2123                 true_reg->max_value = val;
2124                 break;
2125         default:
2126                 break;
2127         }
2128
2129         check_reg_overflow(false_reg);
2130         check_reg_overflow(true_reg);
2131 }
2132
2133 static void mark_map_reg(struct bpf_reg_state *regs, u32 regno, u32 id,
2134                          enum bpf_reg_type type)
2135 {
2136         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
2137
2138         if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL && reg->id == id) {
2139                 if (type == UNKNOWN_VALUE) {
2140                         __mark_reg_unknown_value(regs, regno);
2141                 } else if (reg->map_ptr->inner_map_meta) {
2142                         reg->type = CONST_PTR_TO_MAP;
2143                         reg->map_ptr = reg->map_ptr->inner_map_meta;
2144                 } else {
2145                         reg->type = type;
2146                 }
2147                 /* We don't need id from this point onwards anymore, thus we
2148                  * should better reset it, so that state pruning has chances
2149                  * to take effect.
2150                  */
2151                 reg->id = 0;
2152         }
2153 }
2154
2155 /* The logic is similar to find_good_pkt_pointers(), both could eventually
2156  * be folded together at some point.
2157  */
2158 static void mark_map_regs(struct bpf_verifier_state *state, u32 regno,
2159                           enum bpf_reg_type type)
2160 {
2161         struct bpf_reg_state *regs = state->regs;
2162         u32 id = regs[regno].id;
2163         int i;
2164
2165         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
2166                 mark_map_reg(regs, i, id, type);
2167
2168         for (i = 0; i < MAX_BPF_STACK; i += BPF_REG_SIZE) {
2169                 if (state->stack_slot_type[i] != STACK_SPILL)
2170                         continue;
2171                 mark_map_reg(state->spilled_regs, i / BPF_REG_SIZE, id, type);
2172         }
2173 }
2174
2175 static int check_cond_jmp_op(struct bpf_verifier_env *env,
2176                              struct bpf_insn *insn, int *insn_idx)
2177 {
2178         struct bpf_verifier_state *other_branch, *this_branch = &env->cur_state;
2179         struct bpf_reg_state *regs = this_branch->regs, *dst_reg;
2180         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
2181         int err;
2182
2183         if (opcode > BPF_EXIT) {
2184                 verbose("invalid BPF_JMP opcode %x\n", opcode);
2185                 return -EINVAL;
2186         }
2187
2188         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
2189                 if (insn->imm != 0) {
2190                         verbose("BPF_JMP uses reserved fields\n");
2191                         return -EINVAL;
2192                 }
2193
2194                 /* check src1 operand */
2195                 err = check_reg_arg(regs, insn->src_reg, SRC_OP);
2196                 if (err)
2197                         return err;
2198
2199                 if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
2200                         verbose("R%d pointer comparison prohibited\n",
2201                                 insn->src_reg);
2202                         return -EACCES;
2203                 }
2204         } else {
2205                 if (insn->src_reg != BPF_REG_0) {
2206                         verbose("BPF_JMP uses reserved fields\n");
2207                         return -EINVAL;
2208                 }
2209         }
2210
2211         /* check src2 operand */
2212         err = check_reg_arg(regs, insn->dst_reg, SRC_OP);
2213         if (err)
2214                 return err;
2215
2216         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
2217
2218         /* detect if R == 0 where R was initialized to zero earlier */
2219         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_K &&
2220             (opcode == BPF_JEQ || opcode == BPF_JNE) &&
2221             dst_reg->type == CONST_IMM && dst_reg->imm == insn->imm) {
2222                 if (opcode == BPF_JEQ) {
2223                         /* if (imm == imm) goto pc+off;
2224                          * only follow the goto, ignore fall-through
2225                          */
2226                         *insn_idx += insn->off;
2227                         return 0;
2228                 } else {
2229                         /* if (imm != imm) goto pc+off;
2230                          * only follow fall-through branch, since
2231                          * that's where the program will go
2232                          */
2233                         return 0;
2234                 }
2235         }
2236
2237         other_branch = push_stack(env, *insn_idx + insn->off + 1, *insn_idx);
2238         if (!other_branch)
2239                 return -EFAULT;
2240
2241         /* detect if we are comparing against a constant value so we can adjust
2242          * our min/max values for our dst register.
2243          */
2244         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
2245                 if (regs[insn->src_reg].type == CONST_IMM)
2246                         reg_set_min_max(&other_branch->regs[insn->dst_reg],
2247                                         dst_reg, regs[insn->src_reg].imm,
2248                                         opcode);
2249                 else if (dst_reg->type == CONST_IMM)
2250                         reg_set_min_max_inv(&other_branch->regs[insn->src_reg],
2251                                             &regs[insn->src_reg], dst_reg->imm,
2252                                             opcode);
2253         } else {
2254                 reg_set_min_max(&other_branch->regs[insn->dst_reg],
2255                                         dst_reg, insn->imm, opcode);
2256         }
2257
2258         /* detect if R == 0 where R is returned from bpf_map_lookup_elem() */
2259         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_K &&
2260             insn->imm == 0 && (opcode == BPF_JEQ || opcode == BPF_JNE) &&
2261             dst_reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL) {
2262                 /* Mark all identical map registers in each branch as either
2263                  * safe or unknown depending R == 0 or R != 0 conditional.
2264                  */
2265                 mark_map_regs(this_branch, insn->dst_reg,
2266                               opcode == BPF_JEQ ? PTR_TO_MAP_VALUE : UNKNOWN_VALUE);
2267                 mark_map_regs(other_branch, insn->dst_reg,
2268                               opcode == BPF_JEQ ? UNKNOWN_VALUE : PTR_TO_MAP_VALUE);
2269         } else if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X && opcode == BPF_JGT &&
2270                    dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
2271                    regs[insn->src_reg].type == PTR_TO_PACKET_END) {
2272                 find_good_pkt_pointers(this_branch, dst_reg);
2273         } else if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X && opcode == BPF_JGE &&
2274                    dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
2275                    regs[insn->src_reg].type == PTR_TO_PACKET) {
2276                 find_good_pkt_pointers(other_branch, &regs[insn->src_reg]);
2277         } else if (is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
2278                 verbose("R%d pointer comparison prohibited\n", insn->dst_reg);
2279                 return -EACCES;
2280         }
2281         if (log_level)
2282                 print_verifier_state(this_branch);
2283         return 0;
2284 }
2285
2286 /* return the map pointer stored inside BPF_LD_IMM64 instruction */
2287 static struct bpf_map *ld_imm64_to_map_ptr(struct bpf_insn *insn)
2288 {
2289         u64 imm64 = ((u64) (u32) insn[0].imm) | ((u64) (u32) insn[1].imm) << 32;
2290
2291         return (struct bpf_map *) (unsigned long) imm64;
2292 }
2293
2294 /* verify BPF_LD_IMM64 instruction */
2295 static int check_ld_imm(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
2296 {
2297         struct bpf_reg_state *regs = env->cur_state.regs;
2298         int err;
2299
2300         if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW) {
2301                 verbose("invalid BPF_LD_IMM insn\n");
2302                 return -EINVAL;
2303         }
2304         if (insn->off != 0) {
2305                 verbose("BPF_LD_IMM64 uses reserved fields\n");
2306                 return -EINVAL;
2307         }
2308
2309         err = check_reg_arg(regs, insn->dst_reg, DST_OP);
2310         if (err)
2311                 return err;
2312
2313         if (insn->src_reg == 0) {
2314                 u64 imm = ((u64)(insn + 1)->imm << 32) | (u32)insn->imm;
2315
2316                 regs[insn->dst_reg].type = CONST_IMM;
2317                 regs[insn->dst_reg].imm = imm;
2318                 return 0;
2319         }
2320
2321         /* replace_map_fd_with_map_ptr() should have caught bad ld_imm64 */
2322         BUG_ON(insn->src_reg != BPF_PSEUDO_MAP_FD);
2323
2324         regs[insn->dst_reg].type = CONST_PTR_TO_MAP;
2325         regs[insn->dst_reg].map_ptr = ld_imm64_to_map_ptr(insn);
2326         return 0;
2327 }
2328
2329 static bool may_access_skb(enum bpf_prog_type type)
2330 {
2331         switch (type) {
2332         case BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER:
2333         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
2334         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
2335                 return true;
2336         default:
2337                 return false;
2338         }
2339 }
2340
2341 /* verify safety of LD_ABS|LD_IND instructions:
2342  * - they can only appear in the programs where ctx == skb
2343  * - since they are wrappers of function calls, they scratch R1-R5 registers,
2344  *   preserve R6-R9, and store return value into R0
2345  *
2346  * Implicit input:
2347  *   ctx == skb == R6 == CTX
2348  *
2349  * Explicit input:
2350  *   SRC == any register
2351  *   IMM == 32-bit immediate
2352  *
2353  * Output:
2354  *   R0 - 8/16/32-bit skb data converted to cpu endianness
2355  */
2356 static int check_ld_abs(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
2357 {
2358         struct bpf_reg_state *regs = env->cur_state.regs;
2359         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
2360         struct bpf_reg_state *reg;
2361         int i, err;
2362
2363         if (!may_access_skb(env->prog->type)) {
2364                 verbose("BPF_LD_[ABS|IND] instructions not allowed for this program type\n");
2365                 return -EINVAL;
2366         }
2367
2368         if (insn->dst_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0 ||
2369             BPF_SIZE(insn->code) == BPF_DW ||
2370             (mode == BPF_ABS && insn->src_reg != BPF_REG_0)) {
2371                 verbose("BPF_LD_[ABS|IND] uses reserved fields\n");
2372                 return -EINVAL;
2373         }
2374
2375         /* check whether implicit source operand (register R6) is readable */
2376         err = check_reg_arg(regs, BPF_REG_6, SRC_OP);
2377         if (err)
2378                 return err;
2379
2380         if (regs[BPF_REG_6].type != PTR_TO_CTX) {
2381                 verbose("at the time of BPF_LD_ABS|IND R6 != pointer to skb\n");
2382                 return -EINVAL;
2383         }
2384
2385         if (mode == BPF_IND) {
2386                 /* check explicit source operand */
2387                 err = check_reg_arg(regs, insn->src_reg, SRC_OP);
2388                 if (err)
2389                         return err;
2390         }
2391
2392         /* reset caller saved regs to unreadable */
2393         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
2394                 reg = regs + caller_saved[i];
2395                 reg->type = NOT_INIT;
2396                 reg->imm = 0;
2397         }
2398
2399         /* mark destination R0 register as readable, since it contains
2400          * the value fetched from the packet
2401          */
2402         regs[BPF_REG_0].type = UNKNOWN_VALUE;
2403         return 0;
2404 }
2405
2406 /* non-recursive DFS pseudo code
2407  * 1  procedure DFS-iterative(G,v):
2408  * 2      label v as discovered
2409  * 3      let S be a stack
2410  * 4      S.push(v)
2411  * 5      while S is not empty
2412  * 6            t <- S.pop()
2413  * 7            if t is what we're looking for:
2414  * 8                return t
2415  * 9            for all edges e in G.adjacentEdges(t) do
2416  * 10               if edge e is already labelled
2417  * 11                   continue with the next edge
2418  * 12               w <- G.adjacentVertex(t,e)
2419  * 13               if vertex w is not discovered and not explored
2420  * 14                   label e as tree-edge
2421  * 15                   label w as discovered
2422  * 16                   S.push(w)
2423  * 17                   continue at 5
2424  * 18               else if vertex w is discovered
2425  * 19                   label e as back-edge
2426  * 20               else
2427  * 21                   // vertex w is explored
2428  * 22                   label e as forward- or cross-edge
2429  * 23           label t as explored
2430  * 24           S.pop()
2431  *
2432  * convention:
2433  * 0x10 - discovered
2434  * 0x11 - discovered and fall-through edge labelled
2435  * 0x12 - discovered and fall-through and branch edges labelled
2436  * 0x20 - explored
2437  */
2438
2439 enum {
2440         DISCOVERED = 0x10,
2441         EXPLORED = 0x20,
2442         FALLTHROUGH = 1,
2443         BRANCH = 2,
2444 };
2445
2446 #define STATE_LIST_MARK ((struct bpf_verifier_state_list *) -1L)
2447
2448 static int *insn_stack; /* stack of insns to process */
2449 static int cur_stack;   /* current stack index */
2450 static int *insn_state;
2451
2452 /* t, w, e - match pseudo-code above:
2453  * t - index of current instruction
2454  * w - next instruction
2455  * e - edge
2456  */
2457 static int push_insn(int t, int w, int e, struct bpf_verifier_env *env)
2458 {
2459         if (e == FALLTHROUGH && insn_state[t] >= (DISCOVERED | FALLTHROUGH))
2460                 return 0;
2461
2462         if (e == BRANCH && insn_state[t] >= (DISCOVERED | BRANCH))
2463                 return 0;
2464
2465         if (w < 0 || w >= env->prog->len) {
2466                 verbose("jump out of range from insn %d to %d\n", t, w);
2467                 return -EINVAL;
2468         }
2469
2470         if (e == BRANCH)
2471                 /* mark branch target for state pruning */
2472                 env->explored_states[w] = STATE_LIST_MARK;
2473
2474         if (insn_state[w] == 0) {
2475                 /* tree-edge */
2476                 insn_state[t] = DISCOVERED | e;
2477                 insn_state[w] = DISCOVERED;
2478                 if (cur_stack >= env->prog->len)
2479                         return -E2BIG;
2480                 insn_stack[cur_stack++] = w;
2481                 return 1;
2482         } else if ((insn_state[w] & 0xF0) == DISCOVERED) {
2483                 verbose("back-edge from insn %d to %d\n", t, w);
2484                 return -EINVAL;
2485         } else if (insn_state[w] == EXPLORED) {
2486                 /* forward- or cross-edge */
2487                 insn_state[t] = DISCOVERED | e;
2488         } else {
2489                 verbose("insn state internal bug\n");
2490                 return -EFAULT;
2491         }
2492         return 0;
2493 }
2494
2495 /* non-recursive depth-first-search to detect loops in BPF program
2496  * loop == back-edge in directed graph
2497  */
2498 static int check_cfg(struct bpf_verifier_env *env)
2499 {
2500         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
2501         int insn_cnt = env->prog->len;
2502         int ret = 0;
2503         int i, t;
2504
2505         insn_state = kcalloc(insn_cnt, sizeof(int), GFP_KERNEL);
2506         if (!insn_state)
2507                 return -ENOMEM;
2508
2509         insn_stack = kcalloc(insn_cnt, sizeof(int), GFP_KERNEL);
2510         if (!insn_stack) {
2511                 kfree(insn_state);
2512                 return -ENOMEM;
2513         }
2514
2515         insn_state[0] = DISCOVERED; /* mark 1st insn as discovered */
2516         insn_stack[0] = 0; /* 0 is the first instruction */
2517         cur_stack = 1;
2518
2519 peek_stack:
2520         if (cur_stack == 0)
2521                 goto check_state;
2522         t = insn_stack[cur_stack - 1];
2523
2524         if (BPF_CLASS(insns[t].code) == BPF_JMP) {
2525                 u8 opcode = BPF_OP(insns[t].code);
2526
2527                 if (opcode == BPF_EXIT) {
2528                         goto mark_explored;
2529                 } else if (opcode == BPF_CALL) {
2530                         ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env);
2531                         if (ret == 1)
2532                                 goto peek_stack;
2533                         else if (ret < 0)
2534                                 goto err_free;
2535                         if (t + 1 < insn_cnt)
2536                                 env->explored_states[t + 1] = STATE_LIST_MARK;
2537                 } else if (opcode == BPF_JA) {
2538                         if (BPF_SRC(insns[t].code) != BPF_K) {
2539                                 ret = -EINVAL;
2540                                 goto err_free;
2541                         }
2542                         /* unconditional jump with single edge */
2543                         ret = push_insn(t, t + insns[t].off + 1,
2544                                         FALLTHROUGH, env);
2545                         if (ret == 1)
2546                                 goto peek_stack;
2547                         else if (ret < 0)
2548                                 goto err_free;
2549                         /* tell verifier to check for equivalent states
2550                          * after every call and jump
2551                          */
2552                         if (t + 1 < insn_cnt)
2553                                 env->explored_states[t + 1] = STATE_LIST_MARK;
2554                 } else {
2555                         /* conditional jump with two edges */
2556                         ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env);
2557                         if (ret == 1)
2558                                 goto peek_stack;
2559                         else if (ret < 0)
2560                                 goto err_free;
2561
2562                         ret = push_insn(t, t + insns[t].off + 1, BRANCH, env);
2563                         if (ret == 1)
2564                                 goto peek_stack;
2565                         else if (ret < 0)
2566                                 goto err_free;
2567                 }
2568         } else {
2569                 /* all other non-branch instructions with single
2570                  * fall-through edge
2571                  */
2572                 ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env);
2573                 if (ret == 1)
2574                         goto peek_stack;
2575                 else if (ret < 0)
2576                         goto err_free;
2577         }
2578
2579 mark_explored:
2580         insn_state[t] = EXPLORED;
2581         if (cur_stack-- <= 0) {
2582                 verbose("pop stack internal bug\n");
2583                 ret = -EFAULT;
2584                 goto err_free;
2585         }
2586         goto peek_stack;
2587
2588 check_state:
2589         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
2590                 if (insn_state[i] != EXPLORED) {
2591                         verbose("unreachable insn %d\n", i);
2592                         ret = -EINVAL;
2593                         goto err_free;
2594                 }
2595         }
2596         ret = 0; /* cfg looks good */
2597
2598 err_free:
2599         kfree(insn_state);
2600         kfree(insn_stack);
2601         return ret;
2602 }
2603
2604 /* the following conditions reduce the number of explored insns
2605  * from ~140k to ~80k for ultra large programs that use a lot of ptr_to_packet
2606  */
2607 static bool compare_ptrs_to_packet(struct bpf_reg_state *old,
2608                                    struct bpf_reg_state *cur)
2609 {
2610         if (old->id != cur->id)
2611                 return false;
2612
2613         /* old ptr_to_packet is more conservative, since it allows smaller
2614          * range. Ex:
2615          * old(off=0,r=10) is equal to cur(off=0,r=20), because
2616          * old(off=0,r=10) means that with range=10 the verifier proceeded
2617          * further and found no issues with the program. Now we're in the same
2618          * spot with cur(off=0,r=20), so we're safe too, since anything further
2619          * will only be looking at most 10 bytes after this pointer.
2620          */
2621         if (old->off == cur->off && old->range < cur->range)
2622                 return true;
2623
2624         /* old(off=20,r=10) is equal to cur(off=22,re=22 or 5 or 0)
2625          * since both cannot be used for packet access and safe(old)
2626          * pointer has smaller off that could be used for further
2627          * 'if (ptr > data_end)' check
2628          * Ex:
2629          * old(off=20,r=10) and cur(off=22,r=22) and cur(off=22,r=0) mean
2630          * that we cannot access the packet.
2631          * The safe range is:
2632          * [ptr, ptr + range - off)
2633          * so whenever off >=range, it means no safe bytes from this pointer.
2634          * When comparing old->off <= cur->off, it means that older code
2635          * went with smaller offset and that offset was later
2636          * used to figure out the safe range after 'if (ptr > data_end)' check
2637          * Say, 'old' state was explored like:
2638          * ... R3(off=0, r=0)
2639          * R4 = R3 + 20
2640          * ... now R4(off=20,r=0)  <-- here
2641          * if (R4 > data_end)
2642          * ... R4(off=20,r=20), R3(off=0,r=20) and R3 can be used to access.
2643          * ... the code further went all the way to bpf_exit.
2644          * Now the 'cur' state at the mark 'here' has R4(off=30,r=0).
2645          * old_R4(off=20,r=0) equal to cur_R4(off=30,r=0), since if the verifier
2646          * goes further, such cur_R4 will give larger safe packet range after
2647          * 'if (R4 > data_end)' and all further insn were already good with r=20,
2648          * so they will be good with r=30 and we can prune the search.
2649          */
2650         if (old->off <= cur->off &&
2651             old->off >= old->range && cur->off >= cur->range)
2652                 return true;
2653
2654         return false;
2655 }
2656
2657 /* compare two verifier states
2658  *
2659  * all states stored in state_list are known to be valid, since
2660  * verifier reached 'bpf_exit' instruction through them
2661  *
2662  * this function is called when verifier exploring different branches of
2663  * execution popped from the state stack. If it sees an old state that has
2664  * more strict register state and more strict stack state then this execution
2665  * branch doesn't need to be explored further, since verifier already
2666  * concluded that more strict state leads to valid finish.
2667  *
2668  * Therefore two states are equivalent if register state is more conservative
2669  * and explored stack state is more conservative than the current one.
2670  * Example:
2671  *       explored                   current
2672  * (slot1=INV slot2=MISC) == (slot1=MISC slot2=MISC)
2673  * (slot1=MISC slot2=MISC) != (slot1=INV slot2=MISC)
2674  *
2675  * In other words if current stack state (one being explored) has more
2676  * valid slots than old one that already passed validation, it means
2677  * the verifier can stop exploring and conclude that current state is valid too
2678  *
2679  * Similarly with registers. If explored state has register type as invalid
2680  * whereas register type in current state is meaningful, it means that
2681  * the current state will reach 'bpf_exit' instruction safely
2682  */
2683 static bool states_equal(struct bpf_verifier_env *env,
2684                          struct bpf_verifier_state *old,
2685                          struct bpf_verifier_state *cur)
2686 {
2687         bool varlen_map_access = env->varlen_map_value_access;
2688         struct bpf_reg_state *rold, *rcur;
2689         int i;
2690
2691         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
2692                 rold = &old->regs[i];
2693                 rcur = &cur->regs[i];
2694
2695                 if (memcmp(rold, rcur, sizeof(*rold)) == 0)
2696                         continue;
2697
2698                 /* If the ranges were not the same, but everything else was and
2699                  * we didn't do a variable access into a map then we are a-ok.
2700                  */
2701                 if (!varlen_map_access &&
2702                     memcmp(rold, rcur, offsetofend(struct bpf_reg_state, id)) == 0)
2703                         continue;
2704
2705                 /* If we didn't map access then again we don't care about the
2706                  * mismatched range values and it's ok if our old type was
2707                  * UNKNOWN and we didn't go to a NOT_INIT'ed reg.
2708                  */
2709                 if (rold->type == NOT_INIT ||
2710                     (!varlen_map_access && rold->type == UNKNOWN_VALUE &&
2711                      rcur->type != NOT_INIT))
2712                         continue;
2713
2714                 if (rold->type == PTR_TO_PACKET && rcur->type == PTR_TO_PACKET &&
2715                     compare_ptrs_to_packet(rold, rcur))
2716                         continue;
2717
2718                 return false;
2719         }
2720
2721         for (i = 0; i < MAX_BPF_STACK; i++) {
2722                 if (old->stack_slot_type[i] == STACK_INVALID)
2723                         continue;
2724                 if (old->stack_slot_type[i] != cur->stack_slot_type[i])
2725                         /* Ex: old explored (safe) state has STACK_SPILL in
2726                          * this stack slot, but current has has STACK_MISC ->
2727                          * this verifier states are not equivalent,
2728                          * return false to continue verification of this path
2729                          */
2730                         return false;
2731                 if (i % BPF_REG_SIZE)
2732                         continue;
2733                 if (memcmp(&old->spilled_regs[i / BPF_REG_SIZE],
2734                            &cur->spilled_regs[i / BPF_REG_SIZE],
2735                            sizeof(old->spilled_regs[0])))
2736                         /* when explored and current stack slot types are
2737                          * the same, check that stored pointers types
2738                          * are the same as well.
2739                          * Ex: explored safe path could have stored
2740                          * (bpf_reg_state) {.type = PTR_TO_STACK, .imm = -8}
2741                          * but current path has stored:
2742                          * (bpf_reg_state) {.type = PTR_TO_STACK, .imm = -16}
2743                          * such verifier states are not equivalent.
2744                          * return false to continue verification of this path
2745                          */
2746                         return false;
2747                 else
2748                         continue;
2749         }
2750         return true;
2751 }
2752
2753 static int is_state_visited(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
2754 {
2755         struct bpf_verifier_state_list *new_sl;
2756         struct bpf_verifier_state_list *sl;
2757
2758         sl = env->explored_states[insn_idx];
2759         if (!sl)
2760                 /* this 'insn_idx' instruction wasn't marked, so we will not
2761                  * be doing state search here
2762                  */
2763                 return 0;
2764
2765         while (sl != STATE_LIST_MARK) {
2766                 if (states_equal(env, &sl->state, &env->cur_state))
2767                         /* reached equivalent register/stack state,
2768                          * prune the search
2769                          */
2770                         return 1;
2771                 sl = sl->next;
2772         }
2773
2774         /* there were no equivalent states, remember current one.
2775          * technically the current state is not proven to be safe yet,
2776          * but it will either reach bpf_exit (which means it's safe) or
2777          * it will be rejected. Since there are no loops, we won't be
2778          * seeing this 'insn_idx' instruction again on the way to bpf_exit
2779          */
2780         new_sl = kmalloc(sizeof(struct bpf_verifier_state_list), GFP_USER);
2781         if (!new_sl)
2782                 return -ENOMEM;
2783
2784         /* add new state to the head of linked list */
2785         memcpy(&new_sl->state, &env->cur_state, sizeof(env->cur_state));
2786         new_sl->next = env->explored_states[insn_idx];
2787         env->explored_states[insn_idx] = new_sl;
2788         return 0;
2789 }
2790
2791 static int ext_analyzer_insn_hook(struct bpf_verifier_env *env,
2792                                   int insn_idx, int prev_insn_idx)
2793 {
2794         if (!env->analyzer_ops || !env->analyzer_ops->insn_hook)
2795                 return 0;
2796
2797         return env->analyzer_ops->insn_hook(env, insn_idx, prev_insn_idx);
2798 }
2799
2800 static int do_check(struct bpf_verifier_env *env)
2801 {
2802         struct bpf_verifier_state *state = &env->cur_state;
2803         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
2804         struct bpf_reg_state *regs = state->regs;
2805         int insn_cnt = env->prog->len;
2806         int insn_idx, prev_insn_idx = 0;
2807         int insn_processed = 0;
2808         bool do_print_state = false;
2809
2810         init_reg_state(regs);
2811         insn_idx = 0;
2812         env->varlen_map_value_access = false;
2813         for (;;) {
2814                 struct bpf_insn *insn;
2815                 u8 class;
2816                 int err;
2817
2818                 if (insn_idx >= insn_cnt) {
2819                         verbose("invalid insn idx %d insn_cnt %d\n",
2820                                 insn_idx, insn_cnt);
2821                         return -EFAULT;
2822                 }
2823
2824                 insn = &insns[insn_idx];
2825                 class = BPF_CLASS(insn->code);
2826
2827                 if (++insn_processed > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_INSNS) {
2828                         verbose("BPF program is too large. Processed %d insn\n",
2829                                 insn_processed);
2830                         return -E2BIG;
2831                 }
2832
2833                 err = is_state_visited(env, insn_idx);
2834                 if (err < 0)
2835                         return err;
2836                 if (err == 1) {
2837                         /* found equivalent state, can prune the search */
2838                         if (log_level) {
2839                                 if (do_print_state)
2840                                         verbose("\nfrom %d to %d: safe\n",
2841                                                 prev_insn_idx, insn_idx);
2842                                 else
2843                                         verbose("%d: safe\n", insn_idx);
2844                         }
2845                         goto process_bpf_exit;
2846                 }
2847
2848                 if (log_level && do_print_state) {
2849                         verbose("\nfrom %d to %d:", prev_insn_idx, insn_idx);
2850                         print_verifier_state(&env->cur_state);
2851                         do_print_state = false;
2852                 }
2853
2854                 if (log_level) {
2855                         verbose("%d: ", insn_idx);
2856                         print_bpf_insn(insn);
2857                 }
2858
2859                 err = ext_analyzer_insn_hook(env, insn_idx, prev_insn_idx);
2860                 if (err)
2861                         return err;
2862
2863                 if (class == BPF_ALU || class == BPF_ALU64) {
2864                         err = check_alu_op(env, insn);
2865                         if (err)
2866                                 return err;
2867
2868                 } else if (class == BPF_LDX) {
2869                         enum bpf_reg_type *prev_src_type, src_reg_type;
2870
2871                         /* check for reserved fields is already done */
2872
2873                         /* check src operand */
2874                         err = check_reg_arg(regs, insn->src_reg, SRC_OP);
2875                         if (err)
2876                                 return err;
2877
2878                         err = check_reg_arg(regs, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
2879                         if (err)
2880                                 return err;
2881
2882                         src_reg_type = regs[insn->src_reg].type;
2883
2884                         /* check that memory (src_reg + off) is readable,
2885                          * the state of dst_reg will be updated by this func
2886                          */
2887                         err = check_mem_access(env, insn->src_reg, insn->off,
2888                                                BPF_SIZE(insn->code), BPF_READ,
2889                                                insn->dst_reg);
2890                         if (err)
2891                                 return err;
2892
2893                         if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_W &&
2894                             BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW) {
2895                                 insn_idx++;
2896                                 continue;
2897                         }
2898
2899                         prev_src_type = &env->insn_aux_data[insn_idx].ptr_type;
2900
2901                         if (*prev_src_type == NOT_INIT) {
2902                                 /* saw a valid insn
2903                                  * dst_reg = *(u32 *)(src_reg + off)
2904                                  * save type to validate intersecting paths
2905                                  */
2906                                 *prev_src_type = src_reg_type;
2907
2908                         } else if (src_reg_type != *prev_src_type &&
2909                                    (src_reg_type == PTR_TO_CTX ||
2910                                     *prev_src_type == PTR_TO_CTX)) {
2911                                 /* ABuser program is trying to use the same insn
2912                                  * dst_reg = *(u32*) (src_reg + off)
2913                                  * with different pointer types:
2914                                  * src_reg == ctx in one branch and
2915                                  * src_reg == stack|map in some other branch.
2916                                  * Reject it.
2917                                  */
2918                                 verbose("same insn cannot be used with different pointers\n");
2919                                 return -EINVAL;
2920                         }
2921
2922                 } else if (class == BPF_STX) {
2923                         enum bpf_reg_type *prev_dst_type, dst_reg_type;
2924
2925                         if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_XADD) {
2926                                 err = check_xadd(env, insn);
2927                                 if (err)
2928                                         return err;
2929                                 insn_idx++;
2930                                 continue;
2931                         }
2932
2933                         /* check src1 operand */
2934                         err = check_reg_arg(regs, insn->src_reg, SRC_OP);
2935                         if (err)
2936                                 return err;
2937                         /* check src2 operand */
2938                         err = check_reg_arg(regs, insn->dst_reg, SRC_OP);
2939                         if (err)
2940                                 return err;
2941
2942                         dst_reg_type = regs[insn->dst_reg].type;
2943
2944                         /* check that memory (dst_reg + off) is writeable */
2945                         err = check_mem_access(env, insn->dst_reg, insn->off,
2946                                                BPF_SIZE(insn->code), BPF_WRITE,
2947                                                insn->src_reg);
2948                         if (err)
2949                                 return err;
2950
2951                         prev_dst_type = &env->insn_aux_data[insn_idx].ptr_type;
2952
2953                         if (*prev_dst_type == NOT_INIT) {
2954                                 *prev_dst_type = dst_reg_type;
2955                         } else if (dst_reg_type != *prev_dst_type &&
2956                                    (dst_reg_type == PTR_TO_CTX ||
2957                                     *prev_dst_type == PTR_TO_CTX)) {
2958                                 verbose("same insn cannot be used with different pointers\n");
2959                                 return -EINVAL;
2960                         }
2961
2962                 } else if (class == BPF_ST) {
2963                         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM ||
2964                             insn->src_reg != BPF_REG_0) {
2965                                 verbose("BPF_ST uses reserved fields\n");
2966                                 return -EINVAL;
2967                         }
2968                         /* check src operand */
2969                         err = check_reg_arg(regs, insn->dst_reg, SRC_OP);
2970                         if (err)
2971                                 return err;
2972
2973                         /* check that memory (dst_reg + off) is writeable */
2974                         err = check_mem_access(env, insn->dst_reg, insn->off,
2975                                                BPF_SIZE(insn->code), BPF_WRITE,
2976                                                -1);
2977                         if (err)
2978                                 return err;
2979
2980                 } else if (class == BPF_JMP) {
2981                         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
2982
2983                         if (opcode == BPF_CALL) {
2984                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
2985                                     insn->off != 0 ||
2986                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
2987                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0) {
2988                                         verbose("BPF_CALL uses reserved fields\n");
2989                                         return -EINVAL;
2990                                 }
2991
2992                                 err = check_call(env, insn->imm, insn_idx);
2993                                 if (err)
2994                                         return err;
2995
2996                         } else if (opcode == BPF_JA) {
2997                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
2998                                     insn->imm != 0 ||
2999                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
3000                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0) {
3001                                         verbose("BPF_JA uses reserved fields\n");
3002                                         return -EINVAL;
3003                                 }
3004
3005                                 insn_idx += insn->off + 1;
3006                                 continue;
3007
3008                         } else if (opcode == BPF_EXIT) {
3009                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
3010                                     insn->imm != 0 ||
3011                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
3012                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0) {
3013                                         verbose("BPF_EXIT uses reserved fields\n");
3014                                         return -EINVAL;
3015                                 }
3016
3017                                 /* eBPF calling convetion is such that R0 is used
3018                                  * to return the value from eBPF program.
3019                                  * Make sure that it's readable at this time
3020                                  * of bpf_exit, which means that program wrote
3021                                  * something into it earlier
3022                                  */
3023                                 err = check_reg_arg(regs, BPF_REG_0, SRC_OP);
3024                                 if (err)
3025                                         return err;
3026
3027                                 if (is_pointer_value(env, BPF_REG_0)) {
3028                                         verbose("R0 leaks addr as return value\n");
3029                                         return -EACCES;
3030                                 }
3031
3032 process_bpf_exit:
3033                                 insn_idx = pop_stack(env, &prev_insn_idx);
3034                                 if (insn_idx < 0) {
3035                                         break;
3036                                 } else {
3037                                         do_print_state = true;
3038                                         continue;
3039                                 }
3040                         } else {
3041                                 err = check_cond_jmp_op(env, insn, &insn_idx);
3042                                 if (err)
3043                                         return err;
3044                         }
3045                 } else if (class == BPF_LD) {
3046                         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
3047
3048                         if (mode == BPF_ABS || mode == BPF_IND) {
3049                                 err = check_ld_abs(env, insn);
3050                                 if (err)
3051                                         return err;
3052
3053                         } else if (mode == BPF_IMM) {
3054                                 err = check_ld_imm(env, insn);
3055                                 if (err)
3056                                         return err;
3057
3058                                 insn_idx++;
3059                         } else {
3060                                 verbose("invalid BPF_LD mode\n");
3061                                 return -EINVAL;
3062                         }
3063                         reset_reg_range_values(regs, insn->dst_reg);
3064                 } else {
3065                         verbose("unknown insn class %d\n", class);
3066                         return -EINVAL;
3067                 }
3068
3069                 insn_idx++;
3070         }
3071
3072         verbose("processed %d insns\n", insn_processed);
3073         return 0;
3074 }
3075
3076 static int check_map_prealloc(struct bpf_map *map)
3077 {
3078         return (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_HASH &&
3079                 map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH &&
3080                 map->map_type != BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS) ||
3081                 !(map->map_flags & BPF_F_NO_PREALLOC);
3082 }
3083
3084 static int check_map_prog_compatibility(struct bpf_map *map,
3085                                         struct bpf_prog *prog)
3086
3087 {
3088         /* Make sure that BPF_PROG_TYPE_PERF_EVENT programs only use
3089          * preallocated hash maps, since doing memory allocation
3090          * in overflow_handler can crash depending on where nmi got
3091          * triggered.
3092          */
3093         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_PERF_EVENT) {
3094                 if (!check_map_prealloc(map)) {
3095                         verbose("perf_event programs can only use preallocated hash map\n");
3096                         return -EINVAL;
3097                 }
3098                 if (map->inner_map_meta &&
3099                     !check_map_prealloc(map->inner_map_meta)) {
3100                         verbose("perf_event programs can only use preallocated inner hash map\n");
3101                         return -EINVAL;
3102                 }
3103         }
3104         return 0;
3105 }
3106
3107 /* look for pseudo eBPF instructions that access map FDs and
3108  * replace them with actual map pointers
3109  */
3110 static int replace_map_fd_with_map_ptr(struct bpf_verifier_env *env)
3111 {
3112         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
3113         int insn_cnt = env->prog->len;
3114         int i, j, err;
3115
3116         err = bpf_prog_calc_tag(env->prog);
3117         if (err)
3118                 return err;
3119
3120         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
3121                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LDX &&
3122                     (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM || insn->imm != 0)) {
3123                         verbose("BPF_LDX uses reserved fields\n");
3124                         return -EINVAL;
3125                 }
3126
3127                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_STX &&
3128                     ((BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM &&
3129                       BPF_MODE(insn->code) != BPF_XADD) || insn->imm != 0)) {
3130                         verbose("BPF_STX uses reserved fields\n");
3131                         return -EINVAL;
3132                 }
3133
3134                 if (insn[0].code == (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW)) {
3135                         struct bpf_map *map;
3136                         struct fd f;
3137
3138                         if (i == insn_cnt - 1 || insn[1].code != 0 ||
3139                             insn[1].dst_reg != 0 || insn[1].src_reg != 0 ||
3140                             insn[1].off != 0) {
3141                                 verbose("invalid bpf_ld_imm64 insn\n");
3142                                 return -EINVAL;
3143                         }
3144
3145                         if (insn->src_reg == 0)
3146                                 /* valid generic load 64-bit imm */
3147                                 goto next_insn;
3148
3149                         if (insn->src_reg != BPF_PSEUDO_MAP_FD) {
3150                                 verbose("unrecognized bpf_ld_imm64 insn\n");
3151                                 return -EINVAL;
3152                         }
3153
3154                         f = fdget(insn->imm);
3155                         map = __bpf_map_get(f);
3156                         if (IS_ERR(map)) {
3157                                 verbose("fd %d is not pointing to valid bpf_map\n",
3158                                         insn->imm);
3159                                 return PTR_ERR(map);
3160                         }
3161
3162                         err = check_map_prog_compatibility(map, env->prog);
3163                         if (err) {
3164                                 fdput(f);
3165                                 return err;
3166                         }
3167
3168                         /* store map pointer inside BPF_LD_IMM64 instruction */
3169                         insn[0].imm = (u32) (unsigned long) map;
3170                         insn[1].imm = ((u64) (unsigned long) map) >> 32;
3171
3172                         /* check whether we recorded this map already */
3173                         for (j = 0; j < env->used_map_cnt; j++)
3174                                 if (env->used_maps[j] == map) {
3175                                         fdput(f);
3176                                         goto next_insn;
3177                                 }
3178
3179                         if (env->used_map_cnt >= MAX_USED_MAPS) {
3180                                 fdput(f);
3181                                 return -E2BIG;
3182                         }
3183
3184                         /* hold the map. If the program is rejected by verifier,
3185                          * the map will be released by release_maps() or it
3186                          * will be used by the valid program until it's unloaded
3187                          * and all maps are released in free_bpf_prog_info()
3188                          */
3189                         map = bpf_map_inc(map, false);
3190                         if (IS_ERR(map)) {
3191                                 fdput(f);
3192                                 return PTR_ERR(map);
3193                         }
3194                         env->used_maps[env->used_map_cnt++] = map;
3195
3196                         fdput(f);
3197 next_insn:
3198                         insn++;
3199                         i++;
3200                 }
3201         }
3202
3203         /* now all pseudo BPF_LD_IMM64 instructions load valid
3204          * 'struct bpf_map *' into a register instead of user map_fd.
3205          * These pointers will be used later by verifier to validate map access.
3206          */
3207         return 0;
3208 }
3209
3210 /* drop refcnt of maps used by the rejected program */
3211 static void release_maps(struct bpf_verifier_env *env)
3212 {
3213         int i;
3214
3215         for (i = 0; i < env->used_map_cnt; i++)
3216                 bpf_map_put(env->used_maps[i]);
3217 }
3218
3219 /* convert pseudo BPF_LD_IMM64 into generic BPF_LD_IMM64 */
3220 static void convert_pseudo_ld_imm64(struct bpf_verifier_env *env)
3221 {
3222         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
3223         int insn_cnt = env->prog->len;
3224         int i;
3225
3226         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++)
3227                 if (insn->code == (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW))
3228                         insn->src_reg = 0;
3229 }
3230
3231 /* single env->prog->insni[off] instruction was replaced with the range
3232  * insni[off, off + cnt).  Adjust corresponding insn_aux_data by copying
3233  * [0, off) and [off, end) to new locations, so the patched range stays zero
3234  */
3235 static int adjust_insn_aux_data(struct bpf_verifier_env *env, u32 prog_len,
3236                                 u32 off, u32 cnt)
3237 {
3238         struct bpf_insn_aux_data *new_data, *old_data = env->insn_aux_data;
3239
3240         if (cnt == 1)
3241                 return 0;
3242         new_data = vzalloc(sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * prog_len);
3243         if (!new_data)
3244                 return -ENOMEM;
3245         memcpy(new_data, old_data, sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * off);
3246         memcpy(new_data + off + cnt - 1, old_data + off,
3247                sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * (prog_len - off - cnt + 1));
3248         env->insn_aux_data = new_data;
3249         vfree(old_data);
3250         return 0;
3251 }
3252
3253 static struct bpf_prog *bpf_patch_insn_data(struct bpf_verifier_env *env, u32 off,
3254                                             const struct bpf_insn *patch, u32 len)
3255 {
3256         struct bpf_prog *new_prog;
3257
3258         new_prog = bpf_patch_insn_single(env->prog, off, patch, len);
3259         if (!new_prog)
3260                 return NULL;
3261         if (adjust_insn_aux_data(env, new_prog->len, off, len))
3262                 return NULL;
3263         return new_prog;
3264 }
3265
3266 /* convert load instructions that access fields of 'struct __sk_buff'
3267  * into sequence of instructions that access fields of 'struct sk_buff'
3268  */
3269 static int convert_ctx_accesses(struct bpf_verifier_env *env)
3270 {
3271         const struct bpf_verifier_ops *ops = env->prog->aux->ops;
3272         const int insn_cnt = env->prog->len;
3273         struct bpf_insn insn_buf[16], *insn;
3274         struct bpf_prog *new_prog;
3275         enum bpf_access_type type;
3276         int i, cnt, delta = 0;
3277
3278         if (ops->gen_prologue) {
3279                 cnt = ops->gen_prologue(insn_buf, env->seen_direct_write,
3280                                         env->prog);
3281                 if (cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
3282                         verbose("bpf verifier is misconfigured\n");
3283                         return -EINVAL;
3284                 } else if (cnt) {
3285                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, 0, insn_buf, cnt);
3286                         if (!new_prog)
3287                                 return -ENOMEM;
3288
3289                         env->prog = new_prog;
3290                         delta += cnt - 1;
3291                 }
3292         }
3293
3294         if (!ops->convert_ctx_access)
3295                 return 0;
3296
3297         insn = env->prog->insnsi + delta;
3298
3299         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
3300                 if (insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_B) ||
3301                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_H) ||
3302                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_W) ||
3303                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_DW))
3304                         type = BPF_READ;
3305                 else if (insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_B) ||
3306                          insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_H) ||
3307                          insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_W) ||
3308                          insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_DW))
3309                         type = BPF_WRITE;
3310                 else
3311                         continue;
3312
3313                 if (env->insn_aux_data[i + delta].ptr_type != PTR_TO_CTX)
3314                         continue;
3315
3316                 cnt = ops->convert_ctx_access(type, insn, insn_buf, env->prog);
3317                 if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
3318                         verbose("bpf verifier is misconfigured\n");
3319                         return -EINVAL;
3320                 }
3321
3322                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
3323                 if (!new_prog)
3324                         return -ENOMEM;
3325
3326                 delta += cnt - 1;
3327
3328                 /* keep walking new program and skip insns we just inserted */
3329                 env->prog = new_prog;
3330                 insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
3331         }
3332
3333         return 0;
3334 }
3335
3336 /* fixup insn->imm field of bpf_call instructions
3337  * and inline eligible helpers as explicit sequence of BPF instructions
3338  *
3339  * this function is called after eBPF program passed verification
3340  */
3341 static int fixup_bpf_calls(struct bpf_verifier_env *env)
3342 {
3343         struct bpf_prog *prog = env->prog;
3344         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
3345         const struct bpf_func_proto *fn;
3346         const int insn_cnt = prog->len;
3347         struct bpf_insn insn_buf[16];
3348         struct bpf_prog *new_prog;
3349         struct bpf_map *map_ptr;
3350         int i, cnt, delta = 0;
3351
3352         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
3353                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL))
3354                         continue;
3355
3356                 if (insn->imm == BPF_FUNC_get_route_realm)
3357                         prog->dst_needed = 1;
3358                 if (insn->imm == BPF_FUNC_get_prandom_u32)
3359                         bpf_user_rnd_init_once();
3360                 if (insn->imm == BPF_FUNC_tail_call) {
3361                         /* If we tail call into other programs, we
3362                          * cannot make any assumptions since they can
3363                          * be replaced dynamically during runtime in
3364                          * the program array.
3365                          */
3366                         prog->cb_access = 1;
3367
3368                         /* mark bpf_tail_call as different opcode to avoid
3369                          * conditional branch in the interpeter for every normal
3370                          * call and to prevent accidental JITing by JIT compiler
3371                          * that doesn't support bpf_tail_call yet
3372                          */
3373                         insn->imm = 0;
3374                         insn->code |= BPF_X;
3375                         continue;
3376                 }
3377
3378                 if (ebpf_jit_enabled() && insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_elem) {
3379                         map_ptr = env->insn_aux_data[i + delta].map_ptr;
3380                         if (map_ptr == BPF_MAP_PTR_POISON ||
3381                             !map_ptr->ops->map_gen_lookup)
3382                                 goto patch_call_imm;
3383
3384                         cnt = map_ptr->ops->map_gen_lookup(map_ptr, insn_buf);
3385                         if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
3386                                 verbose("bpf verifier is misconfigured\n");
3387                                 return -EINVAL;
3388                         }
3389
3390                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf,
3391                                                        cnt);
3392                         if (!new_prog)
3393                                 return -ENOMEM;
3394
3395                         delta += cnt - 1;
3396
3397                         /* keep walking new program and skip insns we just inserted */
3398                         env->prog = prog = new_prog;
3399                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
3400                         continue;
3401                 }
3402
3403 patch_call_imm:
3404                 fn = prog->aux->ops->get_func_proto(insn->imm);
3405                 /* all functions that have prototype and verifier allowed
3406                  * programs to call them, must be real in-kernel functions
3407                  */
3408                 if (!fn->func) {
3409                         verbose("kernel subsystem misconfigured func %s#%d\n",
3410                                 func_id_name(insn->imm), insn->imm);
3411                         return -EFAULT;
3412                 }
3413                 insn->imm = fn->func - __bpf_call_base;
3414         }
3415
3416         return 0;
3417 }
3418
3419 static void free_states(struct bpf_verifier_env *env)
3420 {
3421         struct bpf_verifier_state_list *sl, *sln;
3422         int i;
3423
3424         if (!env->explored_states)
3425                 return;
3426
3427         for (i = 0; i < env->prog->len; i++) {
3428                 sl = env->explored_states[i];
3429
3430                 if (sl)
3431                         while (sl != STATE_LIST_MARK) {
3432                                 sln = sl->next;
3433                                 kfree(sl);
3434                                 sl = sln;
3435                         }
3436         }
3437
3438         kfree(env->explored_states);
3439 }
3440
3441 int bpf_check(struct bpf_prog **prog, union bpf_attr *attr)
3442 {
3443         char __user *log_ubuf = NULL;
3444         struct bpf_verifier_env *env;
3445         int ret = -EINVAL;
3446
3447         /* 'struct bpf_verifier_env' can be global, but since it's not small,
3448          * allocate/free it every time bpf_check() is called
3449          */
3450         env = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_env), GFP_KERNEL);
3451         if (!env)
3452                 return -ENOMEM;
3453
3454         env->insn_aux_data = vzalloc(sizeof(struct bpf_insn_aux_data) *
3455                                      (*prog)->len);
3456         ret = -ENOMEM;
3457         if (!env->insn_aux_data)
3458                 goto err_free_env;
3459         env->prog = *prog;
3460
3461         /* grab the mutex to protect few globals used by verifier */
3462         mutex_lock(&bpf_verifier_lock);
3463
3464         if (attr->log_level || attr->log_buf || attr->log_size) {
3465                 /* user requested verbose verifier output
3466                  * and supplied buffer to store the verification trace
3467                  */
3468                 log_level = attr->log_level;
3469                 log_ubuf = (char __user *) (unsigned long) attr->log_buf;
3470                 log_size = attr->log_size;
3471                 log_len = 0;
3472
3473                 ret = -EINVAL;
3474                 /* log_* values have to be sane */
3475                 if (log_size < 128 || log_size > UINT_MAX >> 8 ||
3476                     log_level == 0 || log_ubuf == NULL)
3477                         goto err_unlock;
3478
3479                 ret = -ENOMEM;
3480                 log_buf = vmalloc(log_size);
3481                 if (!log_buf)
3482                         goto err_unlock;
3483         } else {
3484                 log_level = 0;
3485         }
3486
3487         ret = replace_map_fd_with_map_ptr(env);
3488         if (ret < 0)
3489                 goto skip_full_check;
3490
3491         env->explored_states = kcalloc(env->prog->len,
3492                                        sizeof(struct bpf_verifier_state_list *),
3493                                        GFP_USER);
3494         ret = -ENOMEM;
3495         if (!env->explored_states)
3496                 goto skip_full_check;
3497
3498         ret = check_cfg(env);
3499         if (ret < 0)
3500                 goto skip_full_check;
3501
3502         env->allow_ptr_leaks = capable(CAP_SYS_ADMIN);
3503
3504         ret = do_check(env);
3505
3506 skip_full_check:
3507         while (pop_stack(env, NULL) >= 0);
3508         free_states(env);
3509
3510         if (ret == 0)
3511                 /* program is valid, convert *(u32*)(ctx + off) accesses */
3512                 ret = convert_ctx_accesses(env);
3513
3514         if (ret == 0)
3515                 ret = fixup_bpf_calls(env);
3516
3517         if (log_level && log_len >= log_size - 1) {
3518                 BUG_ON(log_len >= log_size);
3519                 /* verifier log exceeded user supplied buffer */
3520                 ret = -ENOSPC;
3521                 /* fall through to return what was recorded */
3522         }
3523
3524         /* copy verifier log back to user space including trailing zero */
3525         if (log_level && copy_to_user(log_ubuf, log_buf, log_len + 1) != 0) {
3526                 ret = -EFAULT;
3527                 goto free_log_buf;
3528         }
3529
3530         if (ret == 0 && env->used_map_cnt) {
3531                 /* if program passed verifier, update used_maps in bpf_prog_info */
3532                 env->prog->aux->used_maps = kmalloc_array(env->used_map_cnt,
3533                                                           sizeof(env->used_maps[0]),
3534                                                           GFP_KERNEL);
3535
3536                 if (!env->prog->aux->used_maps) {
3537                         ret = -ENOMEM;
3538                         goto free_log_buf;
3539                 }
3540
3541                 memcpy(env->prog->aux->used_maps, env->used_maps,
3542                        sizeof(env->used_maps[0]) * env->used_map_cnt);
3543                 env->prog->aux->used_map_cnt = env->used_map_cnt;
3544
3545                 /* program is valid. Convert pseudo bpf_ld_imm64 into generic
3546                  * bpf_ld_imm64 instructions
3547                  */
3548                 convert_pseudo_ld_imm64(env);
3549         }
3550
3551 free_log_buf:
3552         if (log_level)
3553                 vfree(log_buf);
3554         if (!env->prog->aux->used_maps)
3555                 /* if we didn't copy map pointers into bpf_prog_info, release
3556                  * them now. Otherwise free_bpf_prog_info() will release them.
3557                  */
3558                 release_maps(env);
3559         *prog = env->prog;
3560 err_unlock:
3561         mutex_unlock(&bpf_verifier_lock);
3562         vfree(env->insn_aux_data);
3563 err_free_env:
3564         kfree(env);
3565         return ret;
3566 }
3567
3568 int bpf_analyzer(struct bpf_prog *prog, const struct bpf_ext_analyzer_ops *ops,
3569                  void *priv)
3570 {
3571         struct bpf_verifier_env *env;
3572         int ret;
3573
3574         env = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_env), GFP_KERNEL);
3575         if (!env)
3576                 return -ENOMEM;
3577
3578         env->insn_aux_data = vzalloc(sizeof(struct bpf_insn_aux_data) *
3579                                      prog->len);
3580         ret = -ENOMEM;
3581         if (!env->insn_aux_data)
3582                 goto err_free_env;
3583         env->prog = prog;
3584         env->analyzer_ops = ops;
3585         env->analyzer_priv = priv;
3586
3587         /* grab the mutex to protect few globals used by verifier */
3588         mutex_lock(&bpf_verifier_lock);
3589
3590         log_level = 0;
3591
3592         env->explored_states = kcalloc(env->prog->len,
3593                                        sizeof(struct bpf_verifier_state_list *),
3594                                        GFP_KERNEL);
3595         ret = -ENOMEM;
3596         if (!env->explored_states)
3597                 goto skip_full_check;
3598
3599         ret = check_cfg(env);
3600         if (ret < 0)
3601                 goto skip_full_check;
3602
3603         env->allow_ptr_leaks = capable(CAP_SYS_ADMIN);
3604
3605         ret = do_check(env);
3606
3607 skip_full_check:
3608         while (pop_stack(env, NULL) >= 0);
3609         free_states(env);
3610
3611         mutex_unlock(&bpf_verifier_lock);
3612         vfree(env->insn_aux_data);
3613 err_free_env:
3614         kfree(env);
3615         return ret;
3616 }
3617 EXPORT_SYMBOL_GPL(bpf_analyzer);