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(const struct bpf_verifier_env *env,
 302                            const struct bpf_insn *insn)
 303 {
 304         u8 class = BPF_CLASS(insn->code);
 305
 306         if (class == BPF_ALU || class == BPF_ALU64) {
 307                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X)
 308                         verbose("(%02x) %sr%d %s %sr%d\n",
 309                                 insn->code, class == BPF_ALU ? "(u32) " : "",
 310                                 insn->dst_reg,
 311                                 bpf_alu_string[BPF_OP(insn->code) >> 4],
 312                                 class == BPF_ALU ? "(u32) " : "",
 313                                 insn->src_reg);
 314                 else
 315                         verbose("(%02x) %sr%d %s %s%d\n",
 316                                 insn->code, class == BPF_ALU ? "(u32) " : "",
 317                                 insn->dst_reg,
 318                                 bpf_alu_string[BPF_OP(insn->code) >> 4],
 319                                 class == BPF_ALU ? "(u32) " : "",
 320                                 insn->imm);
 321         } else if (class == BPF_STX) {
 322                 if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_MEM)
 323                         verbose("(%02x) *(%s *)(r%d %+d) = r%d\n",
 324                                 insn->code,
 325                                 bpf_ldst_string[BPF_SIZE(insn->code) >> 3],
 326                                 insn->dst_reg,
 327                                 insn->off, insn->src_reg);
 328                 else if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_XADD)
 329                         verbose("(%02x) lock *(%s *)(r%d %+d) += r%d\n",
 330                                 insn->code,
 331                                 bpf_ldst_string[BPF_SIZE(insn->code) >> 3],
 332                                 insn->dst_reg, insn->off,
 333                                 insn->src_reg);
 334                 else
 335                         verbose("BUG_%02x\n", insn->code);
 336         } else if (class == BPF_ST) {
 337                 if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM) {
 338                         verbose("BUG_st_%02x\n", insn->code);
 339                         return;
 340                 }
 341                 verbose("(%02x) *(%s *)(r%d %+d) = %d\n",
 342                         insn->code,
 343                         bpf_ldst_string[BPF_SIZE(insn->code) >> 3],
 344                         insn->dst_reg,
 345                         insn->off, insn->imm);
 346         } else if (class == BPF_LDX) {
 347                 if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM) {
 348                         verbose("BUG_ldx_%02x\n", insn->code);
 349                         return;
 350                 }
 351                 verbose("(%02x) r%d = *(%s *)(r%d %+d)\n",
 352                         insn->code, insn->dst_reg,
 353                         bpf_ldst_string[BPF_SIZE(insn->code) >> 3],
 354                         insn->src_reg, insn->off);
 355         } else if (class == BPF_LD) {
 356                 if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ABS) {
 357                         verbose("(%02x) r0 = *(%s *)skb[%d]\n",
 358                                 insn->code,
 359                                 bpf_ldst_string[BPF_SIZE(insn->code) >> 3],
 360                                 insn->imm);
 361                 } else if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_IND) {
 362                         verbose("(%02x) r0 = *(%s *)skb[r%d + %d]\n",
 363                                 insn->code,
 364                                 bpf_ldst_string[BPF_SIZE(insn->code) >> 3],
 365                                 insn->src_reg, insn->imm);
 366                 } else if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_IMM &&
 367                            BPF_SIZE(insn->code) == BPF_DW) {
 368                         /* At this point, we already made sure that the second
 369                          * part of the ldimm64 insn is accessible.
 370                          */
 371                         u64 imm = ((u64)(insn + 1)->imm << 32) | (u32)insn->imm;
 372                         bool map_ptr = insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD;
 373
 374                         if (map_ptr && !env->allow_ptr_leaks)
 375                                 imm = 0;
 376
 377                         verbose("(%02x) r%d = 0x%llx\n", insn->code,
 378                                 insn->dst_reg, (unsigned long long)imm);
 379                 } else {
 380                         verbose("BUG_ld_%02x\n", insn->code);
 381                         return;
 382                 }
 383         } else if (class == BPF_JMP) {
 384                 u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
 385
 386                 if (opcode == BPF_CALL) {
 387                         verbose("(%02x) call %s#%d\n", insn->code,
 388                                 func_id_name(insn->imm), insn->imm);
 389                 } else if (insn->code == (BPF_JMP | BPF_JA)) {
 390                         verbose("(%02x) goto pc%+d\n",
 391                                 insn->code, insn->off);
 392                 } else if (insn->code == (BPF_JMP | BPF_EXIT)) {
 393                         verbose("(%02x) exit\n", insn->code);
 394                 } else if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
 395                         verbose("(%02x) if r%d %s r%d goto pc%+d\n",
 396                                 insn->code, insn->dst_reg,
 397                                 bpf_jmp_string[BPF_OP(insn->code) >> 4],
 398                                 insn->src_reg, insn->off);
 399                 } else {
 400                         verbose("(%02x) if r%d %s 0x%x goto pc%+d\n",
 401                                 insn->code, insn->dst_reg,
 402                                 bpf_jmp_string[BPF_OP(insn->code) >> 4],
 403                                 insn->imm, insn->off);
 404                 }
 405         } else {
 406                 verbose("(%02x) %s\n", insn->code, bpf_class_string[class]);
 407         }
 408 }
 409
 410 static int pop_stack(struct bpf_verifier_env *env, int *prev_insn_idx)
 411 {
 412         struct bpf_verifier_stack_elem *elem;
 413         int insn_idx;
 414
 415         if (env->head == NULL)
 416                 return -1;
 417
 418         memcpy(&env->cur_state, &env->head->st, sizeof(env->cur_state));
 419         insn_idx = env->head->insn_idx;
 420         if (prev_insn_idx)
 421                 *prev_insn_idx = env->head->prev_insn_idx;
 422         elem = env->head->next;
 423         kfree(env->head);
 424         env->head = elem;
 425         env->stack_size--;
 426         return insn_idx;
 427 }
 428
 429 static struct bpf_verifier_state *push_stack(struct bpf_verifier_env *env,
 430                                              int insn_idx, int prev_insn_idx)
 431 {
 432         struct bpf_verifier_stack_elem *elem;
 433
 434         elem = kmalloc(sizeof(struct bpf_verifier_stack_elem), GFP_KERNEL);
 435         if (!elem)
 436                 goto err;
 437
 438         memcpy(&elem->st, &env->cur_state, sizeof(env->cur_state));
 439         elem->insn_idx = insn_idx;
 440         elem->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
 441         elem->next = env->head;
 442         env->head = elem;
 443         env->stack_size++;
 444         if (env->stack_size > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_STACK) {
 445                 verbose("BPF program is too complex\n");
 446                 goto err;
 447         }
 448         return &elem->st;
 449 err:
 450         /* pop all elements and return */
 451         while (pop_stack(env, NULL) >= 0);
 452         return NULL;
 453 }
 454
 455 #define CALLER_SAVED_REGS 6
 456 static const int caller_saved[CALLER_SAVED_REGS] = {
 457         BPF_REG_0, BPF_REG_1, BPF_REG_2, BPF_REG_3, BPF_REG_4, BPF_REG_5
 458 };
 459
 460 static void init_reg_state(struct bpf_reg_state *regs)
 461 {
 462         int i;
 463
 464         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
 465                 regs[i].type = NOT_INIT;
 466                 regs[i].imm = 0;
 467                 regs[i].min_value = BPF_REGISTER_MIN_RANGE;
 468                 regs[i].max_value = BPF_REGISTER_MAX_RANGE;
 469         }
 470
 471         /* frame pointer */
 472         regs[BPF_REG_FP].type = FRAME_PTR;
 473
 474         /* 1st arg to a function */
 475         regs[BPF_REG_1].type = PTR_TO_CTX;
 476 }
 477
 478 static void __mark_reg_unknown_value(struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
 479 {
 480         regs[regno].type = UNKNOWN_VALUE;
 481         regs[regno].id = 0;
 482         regs[regno].imm = 0;
 483 }
 484
 485 static void mark_reg_unknown_value(struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
 486 {
 487         BUG_ON(regno >= MAX_BPF_REG);
 488         __mark_reg_unknown_value(regs, regno);
 489 }
 490
 491 static void reset_reg_range_values(struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
 492 {
 493         regs[regno].min_value = BPF_REGISTER_MIN_RANGE;
 494         regs[regno].max_value = BPF_REGISTER_MAX_RANGE;
 495 }
 496
 497 static void mark_reg_unknown_value_and_range(struct bpf_reg_state *regs,
 498                                              u32 regno)
 499 {
 500         mark_reg_unknown_value(regs, regno);
 501         reset_reg_range_values(regs, regno);
 502 }
 503
 504 enum reg_arg_type {
 505         SRC_OP,         /* register is used as source operand */
 506         DST_OP,         /* register is used as destination operand */
 507         DST_OP_NO_MARK  /* same as above, check only, don't mark */
 508 };
 509
 510 static int check_reg_arg(struct bpf_reg_state *regs, u32 regno,
 511                          enum reg_arg_type t)
 512 {
 513         if (regno >= MAX_BPF_REG) {
 514                 verbose("R%d is invalid\n", regno);
 515                 return -EINVAL;
 516         }
 517
 518         if (t == SRC_OP) {
 519                 /* check whether register used as source operand can be read */
 520                 if (regs[regno].type == NOT_INIT) {
 521                         verbose("R%d !read_ok\n", regno);
 522                         return -EACCES;
 523                 }
 524         } else {
 525                 /* check whether register used as dest operand can be written to */
 526                 if (regno == BPF_REG_FP) {
 527                         verbose("frame pointer is read only\n");
 528                         return -EACCES;
 529                 }
 530                 if (t == DST_OP)
 531                         mark_reg_unknown_value(regs, regno);
 532         }
 533         return 0;
 534 }
 535
 536 static int bpf_size_to_bytes(int bpf_size)
 537 {
 538         if (bpf_size == BPF_W)
 539                 return 4;
 540         else if (bpf_size == BPF_H)
 541                 return 2;
 542         else if (bpf_size == BPF_B)
 543                 return 1;
 544         else if (bpf_size == BPF_DW)
 545                 return 8;
 546         else
 547                 return -EINVAL;
 548 }
 549
 550 static bool is_spillable_regtype(enum bpf_reg_type type)
 551 {
 552         switch (type) {
 553         case PTR_TO_MAP_VALUE:
 554         case PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL:
 555         case PTR_TO_MAP_VALUE_ADJ:
 556         case PTR_TO_STACK:
 557         case PTR_TO_CTX:
 558         case PTR_TO_PACKET:
 559         case PTR_TO_PACKET_END:
 560         case FRAME_PTR:
 561         case CONST_PTR_TO_MAP:
 562                 return true;
 563         default:
 564                 return false;
 565         }
 566 }
 567
 568 /* check_stack_read/write functions track spill/fill of registers,
 569  * stack boundary and alignment are checked in check_mem_access()
 570  */
 571 static int check_stack_write(struct bpf_verifier_state *state, int off,
 572                              int size, int value_regno)
 573 {
 574         int i;
 575         /* caller checked that off % size == 0 and -MAX_BPF_STACK <= off < 0,
 576          * so it's aligned access and [off, off + size) are within stack limits
 577          */
 578
 579         if (value_regno >= 0 &&
 580             is_spillable_regtype(state->regs[value_regno].type)) {
 581
 582                 /* register containing pointer is being spilled into stack */
 583                 if (size != BPF_REG_SIZE) {
 584                         verbose("invalid size of register spill\n");
 585                         return -EACCES;
 586                 }
 587
 588                 /* save register state */
 589                 state->spilled_regs[(MAX_BPF_STACK + off) / BPF_REG_SIZE] =
 590                         state->regs[value_regno];
 591
 592                 for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++)
 593                         state->stack_slot_type[MAX_BPF_STACK + off + i] = STACK_SPILL;
 594         } else {
 595                 /* regular write of data into stack */
 596                 state->spilled_regs[(MAX_BPF_STACK + off) / BPF_REG_SIZE] =
 597                         (struct bpf_reg_state) {};
 598
 599                 for (i = 0; i < size; i++)
 600                         state->stack_slot_type[MAX_BPF_STACK + off + i] = STACK_MISC;
 601         }
 602         return 0;
 603 }
 604
 605 static int check_stack_read(struct bpf_verifier_state *state, int off, int size,
 606                             int value_regno)
 607 {
 608         u8 *slot_type;
 609         int i;
 610
 611         slot_type = &state->stack_slot_type[MAX_BPF_STACK + off];
 612
 613         if (slot_type[0] == STACK_SPILL) {
 614                 if (size != BPF_REG_SIZE) {
 615                         verbose("invalid size of register spill\n");
 616                         return -EACCES;
 617                 }
 618                 for (i = 1; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
 619                         if (slot_type[i] != STACK_SPILL) {
 620                                 verbose("corrupted spill memory\n");
 621                                 return -EACCES;
 622                         }
 623                 }
 624
 625                 if (value_regno >= 0)
 626                         /* restore register state from stack */
 627                         state->regs[value_regno] =
 628                                 state->spilled_regs[(MAX_BPF_STACK + off) / BPF_REG_SIZE];
 629                 return 0;
 630         } else {
 631                 for (i = 0; i < size; i++) {
 632                         if (slot_type[i] != STACK_MISC) {
 633                                 verbose("invalid read from stack off %d+%d size %d\n",
 634                                         off, i, size);
 635                                 return -EACCES;
 636                         }
 637                 }
 638                 if (value_regno >= 0)
 639                         /* have read misc data from the stack */
 640                         mark_reg_unknown_value_and_range(state->regs,
 641                                                          value_regno);
 642                 return 0;
 643         }
 644 }
 645
 646 /* check read/write into map element returned by bpf_map_lookup_elem() */
 647 static int check_map_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno, int off,
 648                             int size)
 649 {
 650         struct bpf_map *map = env->cur_state.regs[regno].map_ptr;
 651
 652         if (off < 0 || size <= 0 || off + size > map->value_size) {
 653                 verbose("invalid access to map value, value_size=%d off=%d size=%d\n",
 654                         map->value_size, off, size);
 655                 return -EACCES;
 656         }
 657         return 0;
 658 }
 659
 660 /* check read/write into an adjusted map element */
 661 static int check_map_access_adj(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
 662                                 int off, int size)
 663 {
 664         struct bpf_verifier_state *state = &env->cur_state;
 665         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regno];
 666         int err;
 667
 668         /* We adjusted the register to this map value, so we
 669          * need to change off and size to min_value and max_value
 670          * respectively to make sure our theoretical access will be
 671          * safe.
 672          */
 673         if (log_level)
 674                 print_verifier_state(state);
 675         env->varlen_map_value_access = true;
 676         /* The minimum value is only important with signed
 677          * comparisons where we can't assume the floor of a
 678          * value is 0.  If we are using signed variables for our
 679          * index'es we need to make sure that whatever we use
 680          * will have a set floor within our range.
 681          */
 682         if (reg->min_value < 0) {
 683                 verbose("R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
 684                         regno);
 685                 return -EACCES;
 686         }
 687         err = check_map_access(env, regno, reg->min_value + off, size);
 688         if (err) {
 689                 verbose("R%d min value is outside of the array range\n",
 690                         regno);
 691                 return err;
 692         }
 693
 694         /* If we haven't set a max value then we need to bail
 695          * since we can't be sure we won't do bad things.
 696          */
 697         if (reg->max_value == BPF_REGISTER_MAX_RANGE) {
 698                 verbose("R%d unbounded memory access, make sure to bounds check any array access into a map\n",
 699                         regno);
 700                 return -EACCES;
 701         }
 702         return check_map_access(env, regno, reg->max_value + off, size);
 703 }
 704
 705 #define MAX_PACKET_OFF 0xffff
 706
 707 static bool may_access_direct_pkt_data(struct bpf_verifier_env *env,
 708                                        const struct bpf_call_arg_meta *meta,
 709                                        enum bpf_access_type t)
 710 {
 711         switch (env->prog->type) {
 712         case BPF_PROG_TYPE_LWT_IN:
 713         case BPF_PROG_TYPE_LWT_OUT:
 714                 /* dst_input() and dst_output() can't write for now */
 715                 if (t == BPF_WRITE)
 716                         return false;
 717                 /* fallthrough */
 718         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
 719         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
 720         case BPF_PROG_TYPE_XDP:
 721         case BPF_PROG_TYPE_LWT_XMIT:
 722                 if (meta)
 723                         return meta->pkt_access;
 724
 725                 env->seen_direct_write = true;
 726                 return true;
 727         default:
 728                 return false;
 729         }
 730 }
 731
 732 static int check_packet_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno, int off,
 733                                int size)
 734 {
 735         struct bpf_reg_state *regs = env->cur_state.regs;
 736         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
 737
 738         off += reg->off;
 739         if (off < 0 || size <= 0 || off + size > reg->range) {
 740                 verbose("invalid access to packet, off=%d size=%d, R%d(id=%d,off=%d,r=%d)\n",
 741                         off, size, regno, reg->id, reg->off, reg->range);
 742                 return -EACCES;
 743         }
 744         return 0;
 745 }
 746
 747 /* check access to 'struct bpf_context' fields */
 748 static int check_ctx_access(struct bpf_verifier_env *env, int off, int size,
 749                             enum bpf_access_type t, enum bpf_reg_type *reg_type)
 750 {
 751         /* for analyzer ctx accesses are already validated and converted */
 752         if (env->analyzer_ops)
 753                 return 0;
 754
 755         if (env->prog->aux->ops->is_valid_access &&
 756             env->prog->aux->ops->is_valid_access(off, size, t, reg_type)) {
 757                 /* remember the offset of last byte accessed in ctx */
 758                 if (env->prog->aux->max_ctx_offset < off + size)
 759                         env->prog->aux->max_ctx_offset = off + size;
 760                 return 0;
 761         }
 762
 763         verbose("invalid bpf_context access off=%d size=%d\n", off, size);
 764         return -EACCES;
 765 }
 766
 767 static bool is_pointer_value(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
 768 {
 769         if (env->allow_ptr_leaks)
 770                 return false;
 771
 772         switch (env->cur_state.regs[regno].type) {
 773         case UNKNOWN_VALUE:
 774         case CONST_IMM:
 775                 return false;
 776         default:
 777                 return true;
 778         }
 779 }
 780
 781 static int check_pkt_ptr_alignment(const struct bpf_reg_state *reg,
 782                                    int off, int size)
 783 {
 784         if (reg->id && size != 1) {
 785                 verbose("Unknown alignment. Only byte-sized access allowed in packet access.\n");
 786                 return -EACCES;
 787         }
 788
 789         /* skb->data is NET_IP_ALIGN-ed */
 790         if ((NET_IP_ALIGN + reg->off + off) % size != 0) {
 791                 verbose("misaligned packet access off %d+%d+%d size %d\n",
 792                         NET_IP_ALIGN, reg->off, off, size);
 793                 return -EACCES;
 794         }
 795
 796         return 0;
 797 }
 798
 799 static int check_val_ptr_alignment(const struct bpf_reg_state *reg,
 800                                    int size)
 801 {
 802         if (size != 1) {
 803                 verbose("Unknown alignment. Only byte-sized access allowed in value access.\n");
 804                 return -EACCES;
 805         }
 806
 807         return 0;
 808 }
 809
 810 static int check_ptr_alignment(const struct bpf_reg_state *reg,
 811                                int off, int size)
 812 {
 813         switch (reg->type) {
 814         case PTR_TO_PACKET:
 815                 return IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS) ? 0 :
 816                        check_pkt_ptr_alignment(reg, off, size);
 817         case PTR_TO_MAP_VALUE_ADJ:
 818                 return IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS) ? 0 :
 819                        check_val_ptr_alignment(reg, size);
 820         default:
 821                 if (off % size != 0) {
 822                         verbose("misaligned access off %d size %d\n",
 823                                 off, size);
 824                         return -EACCES;
 825                 }
 826
 827                 return 0;
 828         }
 829 }
 830
 831 /* check whether memory at (regno + off) is accessible for t = (read | write)
 832  * if t==write, value_regno is a register which value is stored into memory
 833  * if t==read, value_regno is a register which will receive the value from memory
 834  * if t==write && value_regno==-1, some unknown value is stored into memory
 835  * if t==read && value_regno==-1, don't care what we read from memory
 836  */
 837 static int check_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno, int off,
 838                             int bpf_size, enum bpf_access_type t,
 839                             int value_regno)
 840 {
 841         struct bpf_verifier_state *state = &env->cur_state;
 842         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regno];
 843         int size, err = 0;
 844
 845         if (reg->type == PTR_TO_STACK)
 846                 off += reg->imm;
 847
 848         size = bpf_size_to_bytes(bpf_size);
 849         if (size < 0)
 850                 return size;
 851
 852         err = check_ptr_alignment(reg, off, size);
 853         if (err)
 854                 return err;
 855
 856         if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE ||
 857             reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE_ADJ) {
 858                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
 859                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
 860                         verbose("R%d leaks addr into map\n", value_regno);
 861                         return -EACCES;
 862                 }
 863
 864                 if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE_ADJ)
 865                         err = check_map_access_adj(env, regno, off, size);
 866                 else
 867                         err = check_map_access(env, regno, off, size);
 868                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
 869                         mark_reg_unknown_value_and_range(state->regs,
 870                                                          value_regno);
 871
 872         } else if (reg->type == PTR_TO_CTX) {
 873                 enum bpf_reg_type reg_type = UNKNOWN_VALUE;
 874
 875                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
 876                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
 877                         verbose("R%d leaks addr into ctx\n", value_regno);
 878                         return -EACCES;
 879                 }
 880                 err = check_ctx_access(env, off, size, t, &reg_type);
 881                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0) {
 882                         mark_reg_unknown_value_and_range(state->regs,
 883                                                          value_regno);
 884                         /* note that reg.[id|off|range] == 0 */
 885                         state->regs[value_regno].type = reg_type;
 886                 }
 887
 888         } else if (reg->type == FRAME_PTR || reg->type == PTR_TO_STACK) {
 889                 if (off >= 0 || off < -MAX_BPF_STACK) {
 890                         verbose("invalid stack off=%d size=%d\n", off, size);
 891                         return -EACCES;
 892                 }
 893                 if (t == BPF_WRITE) {
 894                         if (!env->allow_ptr_leaks &&
 895                             state->stack_slot_type[MAX_BPF_STACK + off] == STACK_SPILL &&
 896                             size != BPF_REG_SIZE) {
 897                                 verbose("attempt to corrupt spilled pointer on stack\n");
 898                                 return -EACCES;
 899                         }
 900                         err = check_stack_write(state, off, size, value_regno);
 901                 } else {
 902                         err = check_stack_read(state, off, size, value_regno);
 903                 }
 904         } else if (state->regs[regno].type == PTR_TO_PACKET) {
 905                 if (t == BPF_WRITE && !may_access_direct_pkt_data(env, NULL, t)) {
 906                         verbose("cannot write into packet\n");
 907                         return -EACCES;
 908                 }
 909                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
 910                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
 911                         verbose("R%d leaks addr into packet\n", value_regno);
 912                         return -EACCES;
 913                 }
 914                 err = check_packet_access(env, regno, off, size);
 915                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
 916                         mark_reg_unknown_value_and_range(state->regs,
 917                                                          value_regno);
 918         } else {
 919                 verbose("R%d invalid mem access '%s'\n",
 920                         regno, reg_type_str[reg->type]);
 921                 return -EACCES;
 922         }
 923
 924         if (!err && size <= 2 && value_regno >= 0 && env->allow_ptr_leaks &&
 925             state->regs[value_regno].type == UNKNOWN_VALUE) {
 926                 /* 1 or 2 byte load zero-extends, determine the number of
 927                  * zero upper bits. Not doing it fo 4 byte load, since
 928                  * such values cannot be added to ptr_to_packet anyway.
 929                  */
 930                 state->regs[value_regno].imm = 64 - size * 8;
 931         }
 932         return err;
 933 }
 934
 935 static int check_xadd(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
 936 {
 937         struct bpf_reg_state *regs = env->cur_state.regs;
 938         int err;
 939
 940         if ((BPF_SIZE(insn->code) != BPF_W && BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW) ||
 941             insn->imm != 0) {
 942                 verbose("BPF_XADD uses reserved fields\n");
 943                 return -EINVAL;
 944         }
 945
 946         /* check src1 operand */
 947         err = check_reg_arg(regs, insn->src_reg, SRC_OP);
 948         if (err)
 949                 return err;
 950
 951         /* check src2 operand */
 952         err = check_reg_arg(regs, insn->dst_reg, SRC_OP);
 953         if (err)
 954                 return err;
 955
 956         /* check whether atomic_add can read the memory */
 957         err = check_mem_access(env, insn->dst_reg, insn->off,
 958                                BPF_SIZE(insn->code), BPF_READ, -1);
 959         if (err)
 960                 return err;
 961
 962         /* check whether atomic_add can write into the same memory */
 963         return check_mem_access(env, insn->dst_reg, insn->off,
 964                                 BPF_SIZE(insn->code), BPF_WRITE, -1);
 965 }
 966
 967 /* when register 'regno' is passed into function that will read 'access_size'
 968  * bytes from that pointer, make sure that it's within stack boundary
 969  * and all elements of stack are initialized
 970  */
 971 static int check_stack_boundary(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
 972                                 int access_size, bool zero_size_allowed,
 973                                 struct bpf_call_arg_meta *meta)
 974 {
 975         struct bpf_verifier_state *state = &env->cur_state;
 976         struct bpf_reg_state *regs = state->regs;
 977         int off, i;
 978
 979         if (regs[regno].type != PTR_TO_STACK) {
 980                 if (zero_size_allowed && access_size == 0 &&
 981                     regs[regno].type == CONST_IMM &&
 982                     regs[regno].imm  == 0)
 983                         return 0;
 984
 985                 verbose("R%d type=%s expected=%s\n", regno,
 986                         reg_type_str[regs[regno].type],
 987                         reg_type_str[PTR_TO_STACK]);
 988                 return -EACCES;
 989         }
 990
 991         off = regs[regno].imm;
 992         if (off >= 0 || off < -MAX_BPF_STACK || off + access_size > 0 ||
 993             access_size <= 0) {
 994                 verbose("invalid stack type R%d off=%d access_size=%d\n",
 995                         regno, off, access_size);
 996                 return -EACCES;
 997         }
 998
 999         if (meta && meta->raw_mode) {
1000                 meta->access_size = access_size;
1001                 meta->regno = regno;
1002                 return 0;
1003         }
1004
1005         for (i = 0; i < access_size; i++) {
1006                 if (state->stack_slot_type[MAX_BPF_STACK + off + i] != STACK_MISC) {
1007                         verbose("invalid indirect read from stack off %d+%d size %d\n",
1008                                 off, i, access_size);
1009                         return -EACCES;
1010                 }
1011         }
1012         return 0;
1013 }
1014
1015 static int check_helper_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
1016                                    int access_size, bool zero_size_allowed,
1017                                    struct bpf_call_arg_meta *meta)
1018 {
1019         struct bpf_reg_state *regs = env->cur_state.regs;
1020
1021         switch (regs[regno].type) {
1022         case PTR_TO_PACKET:
1023                 return check_packet_access(env, regno, 0, access_size);
1024         case PTR_TO_MAP_VALUE:
1025                 return check_map_access(env, regno, 0, access_size);
1026         case PTR_TO_MAP_VALUE_ADJ:
1027                 return check_map_access_adj(env, regno, 0, access_size);
1028         default: /* const_imm|ptr_to_stack or invalid ptr */
1029                 return check_stack_boundary(env, regno, access_size,
1030                                             zero_size_allowed, meta);
1031         }
1032 }
1033
1034 static int check_func_arg(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
1035                           enum bpf_arg_type arg_type,
1036                           struct bpf_call_arg_meta *meta)
1037 {
1038         struct bpf_reg_state *regs = env->cur_state.regs, *reg = &regs[regno];
1039         enum bpf_reg_type expected_type, type = reg->type;
1040         int err = 0;
1041
1042         if (arg_type == ARG_DONTCARE)
1043                 return 0;
1044
1045         if (type == NOT_INIT) {
1046                 verbose("R%d !read_ok\n", regno);
1047                 return -EACCES;
1048         }
1049
1050         if (arg_type == ARG_ANYTHING) {
1051                 if (is_pointer_value(env, regno)) {
1052                         verbose("R%d leaks addr into helper function\n", regno);
1053                         return -EACCES;
1054                 }
1055                 return 0;
1056         }
1057
1058         if (type == PTR_TO_PACKET &&
1059             !may_access_direct_pkt_data(env, meta, BPF_READ)) {
1060                 verbose("helper access to the packet is not allowed\n");
1061                 return -EACCES;
1062         }
1063
1064         if (arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_KEY ||
1065             arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE) {
1066                 expected_type = PTR_TO_STACK;
1067                 if (type != PTR_TO_PACKET && type != expected_type)
1068                         goto err_type;
1069         } else if (arg_type == ARG_CONST_SIZE ||
1070                    arg_type == ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO) {
1071                 expected_type = CONST_IMM;
1072                 /* One exception. Allow UNKNOWN_VALUE registers when the
1073                  * boundaries are known and don't cause unsafe memory accesses
1074                  */
1075                 if (type != UNKNOWN_VALUE && type != expected_type)
1076                         goto err_type;
1077         } else if (arg_type == ARG_CONST_MAP_PTR) {
1078                 expected_type = CONST_PTR_TO_MAP;
1079                 if (type != expected_type)
1080                         goto err_type;
1081         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_CTX) {
1082                 expected_type = PTR_TO_CTX;
1083                 if (type != expected_type)
1084                         goto err_type;
1085         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_MEM ||
1086                    arg_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM) {
1087                 expected_type = PTR_TO_STACK;
1088                 /* One exception here. In case function allows for NULL to be
1089                  * passed in as argument, it's a CONST_IMM type. Final test
1090                  * happens during stack boundary checking.
1091                  */
1092                 if (type == CONST_IMM && reg->imm == 0)
1093                         /* final test in check_stack_boundary() */;
1094                 else if (type != PTR_TO_PACKET && type != PTR_TO_MAP_VALUE &&
1095                          type != PTR_TO_MAP_VALUE_ADJ && type != expected_type)
1096                         goto err_type;
1097                 meta->raw_mode = arg_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM;
1098         } else {
1099                 verbose("unsupported arg_type %d\n", arg_type);
1100                 return -EFAULT;
1101         }
1102
1103         if (arg_type == ARG_CONST_MAP_PTR) {
1104                 /* bpf_map_xxx(map_ptr) call: remember that map_ptr */
1105                 meta->map_ptr = reg->map_ptr;
1106         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_KEY) {
1107                 /* bpf_map_xxx(..., map_ptr, ..., key) call:
1108                  * check that [key, key + map->key_size) are within
1109                  * stack limits and initialized
1110                  */
1111                 if (!meta->map_ptr) {
1112                         /* in function declaration map_ptr must come before
1113                          * map_key, so that it's verified and known before
1114                          * we have to check map_key here. Otherwise it means
1115                          * that kernel subsystem misconfigured verifier
1116                          */
1117                         verbose("invalid map_ptr to access map->key\n");
1118                         return -EACCES;
1119                 }
1120                 if (type == PTR_TO_PACKET)
1121                         err = check_packet_access(env, regno, 0,
1122                                                   meta->map_ptr->key_size);
1123                 else
1124                         err = check_stack_boundary(env, regno,
1125                                                    meta->map_ptr->key_size,
1126                                                    false, NULL);
1127         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE) {
1128                 /* bpf_map_xxx(..., map_ptr, ..., value) call:
1129                  * check [value, value + map->value_size) validity
1130                  */
1131                 if (!meta->map_ptr) {
1132                         /* kernel subsystem misconfigured verifier */
1133                         verbose("invalid map_ptr to access map->value\n");
1134                         return -EACCES;
1135                 }
1136                 if (type == PTR_TO_PACKET)
1137                         err = check_packet_access(env, regno, 0,
1138                                                   meta->map_ptr->value_size);
1139                 else
1140                         err = check_stack_boundary(env, regno,
1141                                                    meta->map_ptr->value_size,
1142                                                    false, NULL);
1143         } else if (arg_type == ARG_CONST_SIZE ||
1144                    arg_type == ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO) {
1145                 bool zero_size_allowed = (arg_type == ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO);
1146
1147                 /* bpf_xxx(..., buf, len) call will access 'len' bytes
1148                  * from stack pointer 'buf'. Check it
1149                  * note: regno == len, regno - 1 == buf
1150                  */
1151                 if (regno == 0) {
1152                         /* kernel subsystem misconfigured verifier */
1153                         verbose("ARG_CONST_SIZE cannot be first argument\n");
1154                         return -EACCES;
1155                 }
1156
1157                 /* If the register is UNKNOWN_VALUE, the access check happens
1158                  * using its boundaries. Otherwise, just use its imm
1159                  */
1160                 if (type == UNKNOWN_VALUE) {
1161                         /* For unprivileged variable accesses, disable raw
1162                          * mode so that the program is required to
1163                          * initialize all the memory that the helper could
1164                          * just partially fill up.
1165                          */
1166                         meta = NULL;
1167
1168                         if (reg->min_value < 0) {
1169                                 verbose("R%d min value is negative, either use unsigned or 'var &= const'\n",
1170                                         regno);
1171                                 return -EACCES;
1172                         }
1173
1174                         if (reg->min_value == 0) {
1175                                 err = check_helper_mem_access(env, regno - 1, 0,
1176                                                               zero_size_allowed,
1177                                                               meta);
1178                                 if (err)
1179                                         return err;
1180                         }
1181
1182                         if (reg->max_value == BPF_REGISTER_MAX_RANGE) {
1183                                 verbose("R%d unbounded memory access, use 'var &= const' or 'if (var < const)'\n",
1184                                         regno);
1185                                 return -EACCES;
1186                         }
1187                         err = check_helper_mem_access(env, regno - 1,
1188                                                       reg->max_value,
1189                                                       zero_size_allowed, meta);
1190                         if (err)
1191                                 return err;
1192                 } else {
1193                         /* register is CONST_IMM */
1194                         err = check_helper_mem_access(env, regno - 1, reg->imm,
1195                                                       zero_size_allowed, meta);
1196                 }
1197         }
1198
1199         return err;
1200 err_type:
1201         verbose("R%d type=%s expected=%s\n", regno,
1202                 reg_type_str[type], reg_type_str[expected_type]);
1203         return -EACCES;
1204 }
1205
1206 static int check_map_func_compatibility(struct bpf_map *map, int func_id)
1207 {
1208         if (!map)
1209                 return 0;
1210
1211         /* We need a two way check, first is from map perspective ... */
1212         switch (map->map_type) {
1213         case BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY:
1214                 if (func_id != BPF_FUNC_tail_call)
1215                         goto error;
1216                 break;
1217         case BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY:
1218                 if (func_id != BPF_FUNC_perf_event_read &&
1219                     func_id != BPF_FUNC_perf_event_output)
1220                         goto error;
1221                 break;
1222         case BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE:
1223                 if (func_id != BPF_FUNC_get_stackid)
1224                         goto error;
1225                 break;
1226         case BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY:
1227                 if (func_id != BPF_FUNC_skb_under_cgroup &&
1228                     func_id != BPF_FUNC_current_task_under_cgroup)
1229                         goto error;
1230                 break;
1231         case BPF_MAP_TYPE_ARRAY_OF_MAPS:
1232         case BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS:
1233                 if (func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
1234                         goto error;
1235         default:
1236                 break;
1237         }
1238
1239         /* ... and second from the function itself. */
1240         switch (func_id) {
1241         case BPF_FUNC_tail_call:
1242                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY)
1243                         goto error;
1244                 break;
1245         case BPF_FUNC_perf_event_read:
1246         case BPF_FUNC_perf_event_output:
1247                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY)
1248                         goto error;
1249                 break;
1250         case BPF_FUNC_get_stackid:
1251                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE)
1252                         goto error;
1253                 break;
1254         case BPF_FUNC_current_task_under_cgroup:
1255         case BPF_FUNC_skb_under_cgroup:
1256                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY)
1257                         goto error;
1258                 break;
1259         default:
1260                 break;
1261         }
1262
1263         return 0;
1264 error:
1265         verbose("cannot pass map_type %d into func %s#%d\n",
1266                 map->map_type, func_id_name(func_id), func_id);
1267         return -EINVAL;
1268 }
1269
1270 static int check_raw_mode(const struct bpf_func_proto *fn)
1271 {
1272         int count = 0;
1273
1274         if (fn->arg1_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
1275                 count++;
1276         if (fn->arg2_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
1277                 count++;
1278         if (fn->arg3_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
1279                 count++;
1280         if (fn->arg4_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
1281                 count++;
1282         if (fn->arg5_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
1283                 count++;
1284
1285         return count > 1 ? -EINVAL : 0;
1286 }
1287
1288 static void clear_all_pkt_pointers(struct bpf_verifier_env *env)
1289 {
1290         struct bpf_verifier_state *state = &env->cur_state;
1291         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *reg;
1292         int i;
1293
1294         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
1295                 if (regs[i].type == PTR_TO_PACKET ||
1296                     regs[i].type == PTR_TO_PACKET_END)
1297                         mark_reg_unknown_value(regs, i);
1298
1299         for (i = 0; i < MAX_BPF_STACK; i += BPF_REG_SIZE) {
1300                 if (state->stack_slot_type[i] != STACK_SPILL)
1301                         continue;
1302                 reg = &state->spilled_regs[i / BPF_REG_SIZE];
1303                 if (reg->type != PTR_TO_PACKET &&
1304                     reg->type != PTR_TO_PACKET_END)
1305                         continue;
1306                 reg->type = UNKNOWN_VALUE;
1307                 reg->imm = 0;
1308         }
1309 }
1310
1311 static int check_call(struct bpf_verifier_env *env, int func_id, int insn_idx)
1312 {
1313         struct bpf_verifier_state *state = &env->cur_state;
1314         const struct bpf_func_proto *fn = NULL;
1315         struct bpf_reg_state *regs = state->regs;
1316         struct bpf_reg_state *reg;
1317         struct bpf_call_arg_meta meta;
1318         bool changes_data;
1319         int i, err;
1320
1321         /* find function prototype */
1322         if (func_id < 0 || func_id >= __BPF_FUNC_MAX_ID) {
1323                 verbose("invalid func %s#%d\n", func_id_name(func_id), func_id);
1324                 return -EINVAL;
1325         }
1326
1327         if (env->prog->aux->ops->get_func_proto)
1328                 fn = env->prog->aux->ops->get_func_proto(func_id);
1329
1330         if (!fn) {
1331                 verbose("unknown func %s#%d\n", func_id_name(func_id), func_id);
1332                 return -EINVAL;
1333         }
1334
1335         /* eBPF programs must be GPL compatible to use GPL-ed functions */
1336         if (!env->prog->gpl_compatible && fn->gpl_only) {
1337                 verbose("cannot call GPL only function from proprietary program\n");
1338                 return -EINVAL;
1339         }
1340
1341         changes_data = bpf_helper_changes_pkt_data(fn->func);
1342
1343         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
1344         meta.pkt_access = fn->pkt_access;
1345
1346         /* We only support one arg being in raw mode at the moment, which
1347          * is sufficient for the helper functions we have right now.
1348          */
1349         err = check_raw_mode(fn);
1350         if (err) {
1351                 verbose("kernel subsystem misconfigured func %s#%d\n",
1352                         func_id_name(func_id), func_id);
1353                 return err;
1354         }
1355
1356         /* check args */
1357         err = check_func_arg(env, BPF_REG_1, fn->arg1_type, &meta);
1358         if (err)
1359                 return err;
1360         err = check_func_arg(env, BPF_REG_2, fn->arg2_type, &meta);
1361         if (err)
1362                 return err;
1363         err = check_func_arg(env, BPF_REG_3, fn->arg3_type, &meta);
1364         if (err)
1365                 return err;
1366         err = check_func_arg(env, BPF_REG_4, fn->arg4_type, &meta);
1367         if (err)
1368                 return err;
1369         err = check_func_arg(env, BPF_REG_5, fn->arg5_type, &meta);
1370         if (err)
1371                 return err;
1372
1373         /* Mark slots with STACK_MISC in case of raw mode, stack offset
1374          * is inferred from register state.
1375          */
1376         for (i = 0; i < meta.access_size; i++) {
1377                 err = check_mem_access(env, meta.regno, i, BPF_B, BPF_WRITE, -1);
1378                 if (err)
1379                         return err;
1380         }
1381
1382         /* reset caller saved regs */
1383         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
1384                 reg = regs + caller_saved[i];
1385                 reg->type = NOT_INIT;
1386                 reg->imm = 0;
1387         }
1388
1389         /* update return register */
1390         if (fn->ret_type == RET_INTEGER) {
1391                 regs[BPF_REG_0].type = UNKNOWN_VALUE;
1392         } else if (fn->ret_type == RET_VOID) {
1393                 regs[BPF_REG_0].type = NOT_INIT;
1394         } else if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL) {
1395                 struct bpf_insn_aux_data *insn_aux;
1396
1397                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL;
1398                 regs[BPF_REG_0].max_value = regs[BPF_REG_0].min_value = 0;
1399                 /* remember map_ptr, so that check_map_access()
1400                  * can check 'value_size' boundary of memory access
1401                  * to map element returned from bpf_map_lookup_elem()
1402                  */
1403                 if (meta.map_ptr == NULL) {
1404                         verbose("kernel subsystem misconfigured verifier\n");
1405                         return -EINVAL;
1406                 }
1407                 regs[BPF_REG_0].map_ptr = meta.map_ptr;
1408                 regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
1409                 insn_aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
1410                 if (!insn_aux->map_ptr)
1411                         insn_aux->map_ptr = meta.map_ptr;
1412                 else if (insn_aux->map_ptr != meta.map_ptr)
1413                         insn_aux->map_ptr = BPF_MAP_PTR_POISON;
1414         } else {
1415                 verbose("unknown return type %d of func %s#%d\n",
1416                         fn->ret_type, func_id_name(func_id), func_id);
1417                 return -EINVAL;
1418         }
1419
1420         err = check_map_func_compatibility(meta.map_ptr, func_id);
1421         if (err)
1422                 return err;
1423
1424         if (changes_data)
1425                 clear_all_pkt_pointers(env);
1426         return 0;
1427 }
1428
1429 static int check_packet_ptr_add(struct bpf_verifier_env *env,
1430                                 struct bpf_insn *insn)
1431 {
1432         struct bpf_reg_state *regs = env->cur_state.regs;
1433         struct bpf_reg_state *dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
1434         struct bpf_reg_state *src_reg = &regs[insn->src_reg];
1435         struct bpf_reg_state tmp_reg;
1436         s32 imm;
1437
1438         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
1439                 /* pkt_ptr += imm */
1440                 imm = insn->imm;
1441
1442 add_imm:
1443                 if (imm < 0) {
1444                         verbose("addition of negative constant to packet pointer is not allowed\n");
1445                         return -EACCES;
1446                 }
1447                 if (imm >= MAX_PACKET_OFF ||
1448                     imm + dst_reg->off >= MAX_PACKET_OFF) {
1449                         verbose("constant %d is too large to add to packet pointer\n",
1450                                 imm);
1451                         return -EACCES;
1452                 }
1453                 /* a constant was added to pkt_ptr.
1454                  * Remember it while keeping the same 'id'
1455                  */
1456                 dst_reg->off += imm;
1457         } else {
1458                 if (src_reg->type == PTR_TO_PACKET) {
1459                         /* R6=pkt(id=0,off=0,r=62) R7=imm22; r7 += r6 */
1460                         tmp_reg = *dst_reg;  /* save r7 state */
1461                         *dst_reg = *src_reg; /* copy pkt_ptr state r6 into r7 */
1462                         src_reg = &tmp_reg;  /* pretend it's src_reg state */
1463                         /* if the checks below reject it, the copy won't matter,
1464                          * since we're rejecting the whole program. If all ok,
1465                          * then imm22 state will be added to r7
1466                          * and r7 will be pkt(id=0,off=22,r=62) while
1467                          * r6 will stay as pkt(id=0,off=0,r=62)
1468                          */
1469                 }
1470
1471                 if (src_reg->type == CONST_IMM) {
1472                         /* pkt_ptr += reg where reg is known constant */
1473                         imm = src_reg->imm;
1474                         goto add_imm;
1475                 }
1476                 /* disallow pkt_ptr += reg
1477                  * if reg is not uknown_value with guaranteed zero upper bits
1478                  * otherwise pkt_ptr may overflow and addition will become
1479                  * subtraction which is not allowed
1480                  */
1481                 if (src_reg->type != UNKNOWN_VALUE) {
1482                         verbose("cannot add '%s' to ptr_to_packet\n",
1483                                 reg_type_str[src_reg->type]);
1484                         return -EACCES;
1485                 }
1486                 if (src_reg->imm < 48) {
1487                         verbose("cannot add integer value with %lld upper zero bits to ptr_to_packet\n",
1488                                 src_reg->imm);
1489                         return -EACCES;
1490                 }
1491                 /* dst_reg stays as pkt_ptr type and since some positive
1492                  * integer value was added to the pointer, increment its 'id'
1493                  */
1494                 dst_reg->id = ++env->id_gen;
1495
1496                 /* something was added to pkt_ptr, set range and off to zero */
1497                 dst_reg->off = 0;
1498                 dst_reg->range = 0;
1499         }
1500         return 0;
1501 }
1502
1503 static int evaluate_reg_alu(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
1504 {
1505         struct bpf_reg_state *regs = env->cur_state.regs;
1506         struct bpf_reg_state *dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
1507         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
1508         s64 imm_log2;
1509
1510         /* for type == UNKNOWN_VALUE:
1511          * imm > 0 -> number of zero upper bits
1512          * imm == 0 -> don't track which is the same as all bits can be non-zero
1513          */
1514
1515         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
1516                 struct bpf_reg_state *src_reg = &regs[insn->src_reg];
1517
1518                 if (src_reg->type == UNKNOWN_VALUE && src_reg->imm > 0 &&
1519                     dst_reg->imm && opcode == BPF_ADD) {
1520                         /* dreg += sreg
1521                          * where both have zero upper bits. Adding them
1522                          * can only result making one more bit non-zero
1523                          * in the larger value.
1524                          * Ex. 0xffff (imm=48) + 1 (imm=63) = 0x10000 (imm=47)
1525                          *     0xffff (imm=48) + 0xffff = 0x1fffe (imm=47)
1526                          */
1527                         dst_reg->imm = min(dst_reg->imm, src_reg->imm);
1528                         dst_reg->imm--;
1529                         return 0;
1530                 }
1531                 if (src_reg->type == CONST_IMM && src_reg->imm > 0 &&
1532                     dst_reg->imm && opcode == BPF_ADD) {
1533                         /* dreg += sreg
1534                          * where dreg has zero upper bits and sreg is const.
1535                          * Adding them can only result making one more bit
1536                          * non-zero in the larger value.
1537                          */
1538                         imm_log2 = __ilog2_u64((long long)src_reg->imm);
1539                         dst_reg->imm = min(dst_reg->imm, 63 - imm_log2);
1540                         dst_reg->imm--;
1541                         return 0;
1542                 }
1543                 /* all other cases non supported yet, just mark dst_reg */
1544                 dst_reg->imm = 0;
1545                 return 0;
1546         }
1547
1548         /* sign extend 32-bit imm into 64-bit to make sure that
1549          * negative values occupy bit 63. Note ilog2() would have
1550          * been incorrect, since sizeof(insn->imm) == 4
1551          */
1552         imm_log2 = __ilog2_u64((long long)insn->imm);
1553
1554         if (dst_reg->imm && opcode == BPF_LSH) {
1555                 /* reg <<= imm
1556                  * if reg was a result of 2 byte load, then its imm == 48
1557                  * which means that upper 48 bits are zero and shifting this reg
1558                  * left by 4 would mean that upper 44 bits are still zero
1559                  */
1560                 dst_reg->imm -= insn->imm;
1561         } else if (dst_reg->imm && opcode == BPF_MUL) {
1562                 /* reg *= imm
1563                  * if multiplying by 14 subtract 4
1564                  * This is conservative calculation of upper zero bits.
1565                  * It's not trying to special case insn->imm == 1 or 0 cases
1566                  */
1567                 dst_reg->imm -= imm_log2 + 1;
1568         } else if (opcode == BPF_AND) {
1569                 /* reg &= imm */
1570                 dst_reg->imm = 63 - imm_log2;
1571         } else if (dst_reg->imm && opcode == BPF_ADD) {
1572                 /* reg += imm */
1573                 dst_reg->imm = min(dst_reg->imm, 63 - imm_log2);
1574                 dst_reg->imm--;
1575         } else if (opcode == BPF_RSH) {
1576                 /* reg >>= imm
1577                  * which means that after right shift, upper bits will be zero
1578                  * note that verifier already checked that
1579                  * 0 <= imm < 64 for shift insn
1580                  */
1581                 dst_reg->imm += insn->imm;
1582                 if (unlikely(dst_reg->imm > 64))
1583                         /* some dumb code did:
1584                          * r2 = *(u32 *)mem;
1585                          * r2 >>= 32;
1586                          * and all bits are zero now */
1587                         dst_reg->imm = 64;
1588         } else {
1589                 /* all other alu ops, means that we don't know what will
1590                  * happen to the value, mark it with unknown number of zero bits
1591                  */
1592                 dst_reg->imm = 0;
1593         }
1594
1595         if (dst_reg->imm < 0) {
1596                 /* all 64 bits of the register can contain non-zero bits
1597                  * and such value cannot be added to ptr_to_packet, since it
1598                  * may overflow, mark it as unknown to avoid further eval
1599                  */
1600                 dst_reg->imm = 0;
1601         }
1602         return 0;
1603 }
1604
1605 static int evaluate_reg_imm_alu(struct bpf_verifier_env *env,
1606                                 struct bpf_insn *insn)
1607 {
1608         struct bpf_reg_state *regs = env->cur_state.regs;
1609         struct bpf_reg_state *dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
1610         struct bpf_reg_state *src_reg = &regs[insn->src_reg];
1611         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
1612         u64 dst_imm = dst_reg->imm;
1613
1614         /* dst_reg->type == CONST_IMM here. Simulate execution of insns
1615          * containing ALU ops. Don't care about overflow or negative
1616          * values, just add/sub/... them; registers are in u64.
1617          */
1618         if (opcode == BPF_ADD && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
1619                 dst_imm += insn->imm;
1620         } else if (opcode == BPF_ADD && BPF_SRC(insn->code) == BPF_X &&
1621                    src_reg->type == CONST_IMM) {
1622                 dst_imm += src_reg->imm;
1623         } else if (opcode == BPF_SUB && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
1624                 dst_imm -= insn->imm;
1625         } else if (opcode == BPF_SUB && BPF_SRC(insn->code) == BPF_X &&
1626                    src_reg->type == CONST_IMM) {
1627                 dst_imm -= src_reg->imm;
1628         } else if (opcode == BPF_MUL && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
1629                 dst_imm *= insn->imm;
1630         } else if (opcode == BPF_MUL && BPF_SRC(insn->code) == BPF_X &&
1631                    src_reg->type == CONST_IMM) {
1632                 dst_imm *= src_reg->imm;
1633         } else if (opcode == BPF_OR && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
1634                 dst_imm |= insn->imm;
1635         } else if (opcode == BPF_OR && BPF_SRC(insn->code) == BPF_X &&
1636                    src_reg->type == CONST_IMM) {
1637                 dst_imm |= src_reg->imm;
1638         } else if (opcode == BPF_AND && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
1639                 dst_imm &= insn->imm;
1640         } else if (opcode == BPF_AND && BPF_SRC(insn->code) == BPF_X &&
1641                    src_reg->type == CONST_IMM) {
1642                 dst_imm &= src_reg->imm;
1643         } else if (opcode == BPF_RSH && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
1644                 dst_imm >>= insn->imm;
1645         } else if (opcode == BPF_RSH && BPF_SRC(insn->code) == BPF_X &&
1646                    src_reg->type == CONST_IMM) {
1647                 dst_imm >>= src_reg->imm;
1648         } else if (opcode == BPF_LSH && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
1649                 dst_imm <<= insn->imm;
1650         } else if (opcode == BPF_LSH && BPF_SRC(insn->code) == BPF_X &&
1651                    src_reg->type == CONST_IMM) {
1652                 dst_imm <<= src_reg->imm;
1653         } else {
1654                 mark_reg_unknown_value(regs, insn->dst_reg);
1655                 goto out;
1656         }
1657
1658         dst_reg->imm = dst_imm;
1659 out:
1660         return 0;
1661 }
1662
1663 static void check_reg_overflow(struct bpf_reg_state *reg)
1664 {
1665         if (reg->max_value > BPF_REGISTER_MAX_RANGE)
1666                 reg->max_value = BPF_REGISTER_MAX_RANGE;
1667         if (reg->min_value < BPF_REGISTER_MIN_RANGE ||
1668             reg->min_value > BPF_REGISTER_MAX_RANGE)
1669                 reg->min_value = BPF_REGISTER_MIN_RANGE;
1670 }
1671
1672 static void adjust_reg_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
1673                                     struct bpf_insn *insn)
1674 {
1675         struct bpf_reg_state *regs = env->cur_state.regs, *dst_reg;
1676         s64 min_val = BPF_REGISTER_MIN_RANGE;
1677         u64 max_val = BPF_REGISTER_MAX_RANGE;
1678         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
1679
1680         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
1681         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
1682                 check_reg_overflow(&regs[insn->src_reg]);
1683                 min_val = regs[insn->src_reg].min_value;
1684                 max_val = regs[insn->src_reg].max_value;
1685
1686                 /* If the source register is a random pointer then the
1687                  * min_value/max_value values represent the range of the known
1688                  * accesses into that value, not the actual min/max value of the
1689                  * register itself.  In this case we have to reset the reg range
1690                  * values so we know it is not safe to look at.
1691                  */
1692                 if (regs[insn->src_reg].type != CONST_IMM &&
1693                     regs[insn->src_reg].type != UNKNOWN_VALUE) {
1694                         min_val = BPF_REGISTER_MIN_RANGE;
1695                         max_val = BPF_REGISTER_MAX_RANGE;
1696                 }
1697         } else if (insn->imm < BPF_REGISTER_MAX_RANGE &&
1698                    (s64)insn->imm > BPF_REGISTER_MIN_RANGE) {
1699                 min_val = max_val = insn->imm;
1700         }
1701
1702         /* We don't know anything about what was done to this register, mark it
1703          * as unknown.
1704          */
1705         if (min_val == BPF_REGISTER_MIN_RANGE &&
1706             max_val == BPF_REGISTER_MAX_RANGE) {
1707                 reset_reg_range_values(regs, insn->dst_reg);
1708                 return;
1709         }
1710
1711         /* If one of our values was at the end of our ranges then we can't just
1712          * do our normal operations to the register, we need to set the values
1713          * to the min/max since they are undefined.
1714          */
1715         if (min_val == BPF_REGISTER_MIN_RANGE)
1716                 dst_reg->min_value = BPF_REGISTER_MIN_RANGE;
1717         if (max_val == BPF_REGISTER_MAX_RANGE)
1718                 dst_reg->max_value = BPF_REGISTER_MAX_RANGE;
1719
1720         switch (opcode) {
1721         case BPF_ADD:
1722                 if (dst_reg->min_value != BPF_REGISTER_MIN_RANGE)
1723                         dst_reg->min_value += min_val;
1724                 if (dst_reg->max_value != BPF_REGISTER_MAX_RANGE)
1725                         dst_reg->max_value += max_val;
1726                 break;
1727         case BPF_SUB:
1728                 if (dst_reg->min_value != BPF_REGISTER_MIN_RANGE)
1729                         dst_reg->min_value -= min_val;
1730                 if (dst_reg->max_value != BPF_REGISTER_MAX_RANGE)
1731                         dst_reg->max_value -= max_val;
1732                 break;
1733         case BPF_MUL:
1734                 if (dst_reg->min_value != BPF_REGISTER_MIN_RANGE)
1735                         dst_reg->min_value *= min_val;
1736                 if (dst_reg->max_value != BPF_REGISTER_MAX_RANGE)
1737                         dst_reg->max_value *= max_val;
1738                 break;
1739         case BPF_AND:
1740                 /* Disallow AND'ing of negative numbers, ain't nobody got time
1741                  * for that.  Otherwise the minimum is 0 and the max is the max
1742                  * value we could AND against.
1743                  */
1744                 if (min_val < 0)
1745                         dst_reg->min_value = BPF_REGISTER_MIN_RANGE;
1746                 else
1747                         dst_reg->min_value = 0;
1748                 dst_reg->max_value = max_val;
1749                 break;
1750         case BPF_LSH:
1751                 /* Gotta have special overflow logic here, if we're shifting
1752                  * more than MAX_RANGE then just assume we have an invalid
1753                  * range.
1754                  */
1755                 if (min_val > ilog2(BPF_REGISTER_MAX_RANGE))
1756                         dst_reg->min_value = BPF_REGISTER_MIN_RANGE;
1757                 else if (dst_reg->min_value != BPF_REGISTER_MIN_RANGE)
1758                         dst_reg->min_value <<= min_val;
1759
1760                 if (max_val > ilog2(BPF_REGISTER_MAX_RANGE))
1761                         dst_reg->max_value = BPF_REGISTER_MAX_RANGE;
1762                 else if (dst_reg->max_value != BPF_REGISTER_MAX_RANGE)
1763                         dst_reg->max_value <<= max_val;
1764                 break;
1765         case BPF_RSH:
1766                 /* RSH by a negative number is undefined, and the BPF_RSH is an
1767                  * unsigned shift, so make the appropriate casts.
1768                  */
1769                 if (min_val < 0 || dst_reg->min_value < 0)
1770                         dst_reg->min_value = BPF_REGISTER_MIN_RANGE;
1771                 else
1772                         dst_reg->min_value =
1773                                 (u64)(dst_reg->min_value) >> min_val;
1774                 if (dst_reg->max_value != BPF_REGISTER_MAX_RANGE)
1775                         dst_reg->max_value >>= max_val;
1776                 break;
1777         default:
1778                 reset_reg_range_values(regs, insn->dst_reg);
1779                 break;
1780         }
1781
1782         check_reg_overflow(dst_reg);
1783 }
1784
1785 /* check validity of 32-bit and 64-bit arithmetic operations */
1786 static int check_alu_op(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
1787 {
1788         struct bpf_reg_state *regs = env->cur_state.regs, *dst_reg;
1789         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
1790         int err;
1791
1792         if (opcode == BPF_END || opcode == BPF_NEG) {
1793                 if (opcode == BPF_NEG) {
1794                         if (BPF_SRC(insn->code) != 0 ||
1795                             insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
1796                             insn->off != 0 || insn->imm != 0) {
1797                                 verbose("BPF_NEG uses reserved fields\n");
1798                                 return -EINVAL;
1799                         }
1800                 } else {
1801                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0 ||
1802                             (insn->imm != 16 && insn->imm != 32 && insn->imm != 64)) {
1803                                 verbose("BPF_END uses reserved fields\n");
1804                                 return -EINVAL;
1805                         }
1806                 }
1807
1808                 /* check src operand */
1809                 err = check_reg_arg(regs, insn->dst_reg, SRC_OP);
1810                 if (err)
1811                         return err;
1812
1813                 if (is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
1814                         verbose("R%d pointer arithmetic prohibited\n",
1815                                 insn->dst_reg);
1816                         return -EACCES;
1817                 }
1818
1819                 /* check dest operand */
1820                 err = check_reg_arg(regs, insn->dst_reg, DST_OP);
1821                 if (err)
1822                         return err;
1823
1824         } else if (opcode == BPF_MOV) {
1825
1826                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
1827                         if (insn->imm != 0 || insn->off != 0) {
1828                                 verbose("BPF_MOV uses reserved fields\n");
1829                                 return -EINVAL;
1830                         }
1831
1832                         /* check src operand */
1833                         err = check_reg_arg(regs, insn->src_reg, SRC_OP);
1834                         if (err)
1835                                 return err;
1836                 } else {
1837                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0) {
1838                                 verbose("BPF_MOV uses reserved fields\n");
1839                                 return -EINVAL;
1840                         }
1841                 }
1842
1843                 /* check dest operand */
1844                 err = check_reg_arg(regs, insn->dst_reg, DST_OP);
1845                 if (err)
1846                         return err;
1847
1848                 /* we are setting our register to something new, we need to
1849                  * reset its range values.
1850                  */
1851                 reset_reg_range_values(regs, insn->dst_reg);
1852
1853                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
1854                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
1855                                 /* case: R1 = R2
1856                                  * copy register state to dest reg
1857                                  */
1858                                 regs[insn->dst_reg] = regs[insn->src_reg];
1859                         } else {
1860                                 if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
1861                                         verbose("R%d partial copy of pointer\n",
1862                                                 insn->src_reg);
1863                                         return -EACCES;
1864                                 }
1865                                 mark_reg_unknown_value(regs, insn->dst_reg);
1866                         }
1867                 } else {
1868                         /* case: R = imm
1869                          * remember the value we stored into this reg
1870                          */
1871                         regs[insn->dst_reg].type = CONST_IMM;
1872                         regs[insn->dst_reg].imm = insn->imm;
1873                         regs[insn->dst_reg].max_value = insn->imm;
1874                         regs[insn->dst_reg].min_value = insn->imm;
1875                 }
1876
1877         } else if (opcode > BPF_END) {
1878                 verbose("invalid BPF_ALU opcode %x\n", opcode);
1879                 return -EINVAL;
1880
1881         } else {        /* all other ALU ops: and, sub, xor, add, ... */
1882
1883                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
1884                         if (insn->imm != 0 || insn->off != 0) {
1885                                 verbose("BPF_ALU uses reserved fields\n");
1886                                 return -EINVAL;
1887                         }
1888                         /* check src1 operand */
1889                         err = check_reg_arg(regs, insn->src_reg, SRC_OP);
1890                         if (err)
1891                                 return err;
1892                 } else {
1893                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0) {
1894                                 verbose("BPF_ALU uses reserved fields\n");
1895                                 return -EINVAL;
1896                         }
1897                 }
1898
1899                 /* check src2 operand */
1900                 err = check_reg_arg(regs, insn->dst_reg, SRC_OP);
1901                 if (err)
1902                         return err;
1903
1904                 if ((opcode == BPF_MOD || opcode == BPF_DIV) &&
1905                     BPF_SRC(insn->code) == BPF_K && insn->imm == 0) {
1906                         verbose("div by zero\n");
1907                         return -EINVAL;
1908                 }
1909
1910                 if ((opcode == BPF_LSH || opcode == BPF_RSH ||
1911                      opcode == BPF_ARSH) && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
1912                         int size = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64 ? 64 : 32;
1913
1914                         if (insn->imm < 0 || insn->imm >= size) {
1915                                 verbose("invalid shift %d\n", insn->imm);
1916                                 return -EINVAL;
1917                         }
1918                 }
1919
1920                 /* check dest operand */
1921                 err = check_reg_arg(regs, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
1922                 if (err)
1923                         return err;
1924
1925                 dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
1926
1927                 /* first we want to adjust our ranges. */
1928                 adjust_reg_min_max_vals(env, insn);
1929
1930                 /* pattern match 'bpf_add Rx, imm' instruction */
1931                 if (opcode == BPF_ADD && BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64 &&
1932                     dst_reg->type == FRAME_PTR && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
1933                         dst_reg->type = PTR_TO_STACK;
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_STACK &&
1939                            ((BPF_SRC(insn->code) == BPF_X &&
1940                              regs[insn->src_reg].type == CONST_IMM) ||
1941                             BPF_SRC(insn->code) == BPF_K)) {
1942                         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X)
1943                                 dst_reg->imm += regs[insn->src_reg].imm;
1944                         else
1945                                 dst_reg->imm += insn->imm;
1946                         return 0;
1947                 } else if (opcode == BPF_ADD &&
1948                            BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64 &&
1949                            (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET ||
1950                             (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X &&
1951                              regs[insn->src_reg].type == PTR_TO_PACKET))) {
1952                         /* ptr_to_packet += K|X */
1953                         return check_packet_ptr_add(env, insn);
1954                 } else if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64 &&
1955                            dst_reg->type == UNKNOWN_VALUE &&
1956                            env->allow_ptr_leaks) {
1957                         /* unknown += K|X */
1958                         return evaluate_reg_alu(env, insn);
1959                 } else if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64 &&
1960                            dst_reg->type == CONST_IMM &&
1961                            env->allow_ptr_leaks) {
1962                         /* reg_imm += K|X */
1963                         return evaluate_reg_imm_alu(env, insn);
1964                 } else if (is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
1965                         verbose("R%d pointer arithmetic prohibited\n",
1966                                 insn->dst_reg);
1967                         return -EACCES;
1968                 } else if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X &&
1969                            is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
1970                         verbose("R%d pointer arithmetic prohibited\n",
1971                                 insn->src_reg);
1972                         return -EACCES;
1973                 }
1974
1975                 /* If we did pointer math on a map value then just set it to our
1976                  * PTR_TO_MAP_VALUE_ADJ type so we can deal with any stores or
1977                  * loads to this register appropriately, otherwise just mark the
1978                  * register as unknown.
1979                  */
1980                 if (env->allow_ptr_leaks &&
1981                     BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64 && opcode == BPF_ADD &&
1982                     (dst_reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE ||
1983                      dst_reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE_ADJ))
1984                         dst_reg->type = PTR_TO_MAP_VALUE_ADJ;
1985                 else
1986                         mark_reg_unknown_value(regs, insn->dst_reg);
1987         }
1988
1989         return 0;
1990 }
1991
1992 static void find_good_pkt_pointers(struct bpf_verifier_state *state,
1993                                    struct bpf_reg_state *dst_reg)
1994 {
1995         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *reg;
1996         int i;
1997
1998         /* LLVM can generate two kind of checks:
1999          *
2000          * Type 1:
2001          *
2002          *   r2 = r3;
2003          *   r2 += 8;
2004          *   if (r2 > pkt_end) goto <handle exception>
2005          *   <access okay>
2006          *
2007          *   Where:
2008          *     r2 == dst_reg, pkt_end == src_reg
2009          *     r2=pkt(id=n,off=8,r=0)
2010          *     r3=pkt(id=n,off=0,r=0)
2011          *
2012          * Type 2:
2013          *
2014          *   r2 = r3;
2015          *   r2 += 8;
2016          *   if (pkt_end >= r2) goto <access okay>
2017          *   <handle exception>
2018          *
2019          *   Where:
2020          *     pkt_end == dst_reg, r2 == src_reg
2021          *     r2=pkt(id=n,off=8,r=0)
2022          *     r3=pkt(id=n,off=0,r=0)
2023          *
2024          * Find register r3 and mark its range as r3=pkt(id=n,off=0,r=8)
2025          * so that range of bytes [r3, r3 + 8) is safe to access.
2026          */
2027
2028         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
2029                 if (regs[i].type == PTR_TO_PACKET && regs[i].id == dst_reg->id)
2030                         /* keep the maximum range already checked */
2031                         regs[i].range = max(regs[i].range, dst_reg->off);
2032
2033         for (i = 0; i < MAX_BPF_STACK; i += BPF_REG_SIZE) {
2034                 if (state->stack_slot_type[i] != STACK_SPILL)
2035                         continue;
2036                 reg = &state->spilled_regs[i / BPF_REG_SIZE];
2037                 if (reg->type == PTR_TO_PACKET && reg->id == dst_reg->id)
2038                         reg->range = max(reg->range, dst_reg->off);
2039         }
2040 }
2041
2042 /* Adjusts the register min/max values in the case that the dst_reg is the
2043  * variable register that we are working on, and src_reg is a constant or we're
2044  * simply doing a BPF_K check.
2045  */
2046 static void reg_set_min_max(struct bpf_reg_state *true_reg,
2047                             struct bpf_reg_state *false_reg, u64 val,
2048                             u8 opcode)
2049 {
2050         switch (opcode) {
2051         case BPF_JEQ:
2052                 /* If this is false then we know nothing Jon Snow, but if it is
2053                  * true then we know for sure.
2054                  */
2055                 true_reg->max_value = true_reg->min_value = val;
2056                 break;
2057         case BPF_JNE:
2058                 /* If this is true we know nothing Jon Snow, but if it is false
2059                  * we know the value for sure;
2060                  */
2061                 false_reg->max_value = false_reg->min_value = val;
2062                 break;
2063         case BPF_JGT:
2064                 /* Unsigned comparison, the minimum value is 0. */
2065                 false_reg->min_value = 0;
2066                 /* fallthrough */
2067         case BPF_JSGT:
2068                 /* If this is false then we know the maximum val is val,
2069                  * otherwise we know the min val is val+1.
2070                  */
2071                 false_reg->max_value = val;
2072                 true_reg->min_value = val + 1;
2073                 break;
2074         case BPF_JGE:
2075                 /* Unsigned comparison, the minimum value is 0. */
2076                 false_reg->min_value = 0;
2077                 /* fallthrough */
2078         case BPF_JSGE:
2079                 /* If this is false then we know the maximum value is val - 1,
2080                  * otherwise we know the mimimum value is val.
2081                  */
2082                 false_reg->max_value = val - 1;
2083                 true_reg->min_value = val;
2084                 break;
2085         default:
2086                 break;
2087         }
2088
2089         check_reg_overflow(false_reg);
2090         check_reg_overflow(true_reg);
2091 }
2092
2093 /* Same as above, but for the case that dst_reg is a CONST_IMM reg and src_reg
2094  * is the variable reg.
2095  */
2096 static void reg_set_min_max_inv(struct bpf_reg_state *true_reg,
2097                                 struct bpf_reg_state *false_reg, u64 val,
2098                                 u8 opcode)
2099 {
2100         switch (opcode) {
2101         case BPF_JEQ:
2102                 /* If this is false then we know nothing Jon Snow, but if it is
2103                  * true then we know for sure.
2104                  */
2105                 true_reg->max_value = true_reg->min_value = val;
2106                 break;
2107         case BPF_JNE:
2108                 /* If this is true we know nothing Jon Snow, but if it is false
2109                  * we know the value for sure;
2110                  */
2111                 false_reg->max_value = false_reg->min_value = val;
2112                 break;
2113         case BPF_JGT:
2114                 /* Unsigned comparison, the minimum value is 0. */
2115                 true_reg->min_value = 0;
2116                 /* fallthrough */
2117         case BPF_JSGT:
2118                 /*
2119                  * If this is false, then the val is <= the register, if it is
2120                  * true the register <= to the val.
2121                  */
2122                 false_reg->min_value = val;
2123                 true_reg->max_value = val - 1;
2124                 break;
2125         case BPF_JGE:
2126                 /* Unsigned comparison, the minimum value is 0. */
2127                 true_reg->min_value = 0;
2128                 /* fallthrough */
2129         case BPF_JSGE:
2130                 /* If this is false then constant < register, if it is true then
2131                  * the register < constant.
2132                  */
2133                 false_reg->min_value = val + 1;
2134                 true_reg->max_value = val;
2135                 break;
2136         default:
2137                 break;
2138         }
2139
2140         check_reg_overflow(false_reg);
2141         check_reg_overflow(true_reg);
2142 }
2143
2144 static void mark_map_reg(struct bpf_reg_state *regs, u32 regno, u32 id,
2145                          enum bpf_reg_type type)
2146 {
2147         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
2148
2149         if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL && reg->id == id) {
2150                 if (type == UNKNOWN_VALUE) {
2151                         __mark_reg_unknown_value(regs, regno);
2152                 } else if (reg->map_ptr->inner_map_meta) {
2153                         reg->type = CONST_PTR_TO_MAP;
2154                         reg->map_ptr = reg->map_ptr->inner_map_meta;
2155                 } else {
2156                         reg->type = type;
2157                 }
2158                 /* We don't need id from this point onwards anymore, thus we
2159                  * should better reset it, so that state pruning has chances
2160                  * to take effect.
2161                  */
2162                 reg->id = 0;
2163         }
2164 }
2165
2166 /* The logic is similar to find_good_pkt_pointers(), both could eventually
2167  * be folded together at some point.
2168  */
2169 static void mark_map_regs(struct bpf_verifier_state *state, u32 regno,
2170                           enum bpf_reg_type type)
2171 {
2172         struct bpf_reg_state *regs = state->regs;
2173         u32 id = regs[regno].id;
2174         int i;
2175
2176         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
2177                 mark_map_reg(regs, i, id, type);
2178
2179         for (i = 0; i < MAX_BPF_STACK; i += BPF_REG_SIZE) {
2180                 if (state->stack_slot_type[i] != STACK_SPILL)
2181                         continue;
2182                 mark_map_reg(state->spilled_regs, i / BPF_REG_SIZE, id, type);
2183         }
2184 }
2185
2186 static int check_cond_jmp_op(struct bpf_verifier_env *env,
2187                              struct bpf_insn *insn, int *insn_idx)
2188 {
2189         struct bpf_verifier_state *other_branch, *this_branch = &env->cur_state;
2190         struct bpf_reg_state *regs = this_branch->regs, *dst_reg;
2191         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
2192         int err;
2193
2194         if (opcode > BPF_EXIT) {
2195                 verbose("invalid BPF_JMP opcode %x\n", opcode);
2196                 return -EINVAL;
2197         }
2198
2199         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
2200                 if (insn->imm != 0) {
2201                         verbose("BPF_JMP uses reserved fields\n");
2202                         return -EINVAL;
2203                 }
2204
2205                 /* check src1 operand */
2206                 err = check_reg_arg(regs, insn->src_reg, SRC_OP);
2207                 if (err)
2208                         return err;
2209
2210                 if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
2211                         verbose("R%d pointer comparison prohibited\n",
2212                                 insn->src_reg);
2213                         return -EACCES;
2214                 }
2215         } else {
2216                 if (insn->src_reg != BPF_REG_0) {
2217                         verbose("BPF_JMP uses reserved fields\n");
2218                         return -EINVAL;
2219                 }
2220         }
2221
2222         /* check src2 operand */
2223         err = check_reg_arg(regs, insn->dst_reg, SRC_OP);
2224         if (err)
2225                 return err;
2226
2227         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
2228
2229         /* detect if R == 0 where R was initialized to zero earlier */
2230         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_K &&
2231             (opcode == BPF_JEQ || opcode == BPF_JNE) &&
2232             dst_reg->type == CONST_IMM && dst_reg->imm == insn->imm) {
2233                 if (opcode == BPF_JEQ) {
2234                         /* if (imm == imm) goto pc+off;
2235                          * only follow the goto, ignore fall-through
2236                          */
2237                         *insn_idx += insn->off;
2238                         return 0;
2239                 } else {
2240                         /* if (imm != imm) goto pc+off;
2241                          * only follow fall-through branch, since
2242                          * that's where the program will go
2243                          */
2244                         return 0;
2245                 }
2246         }
2247
2248         other_branch = push_stack(env, *insn_idx + insn->off + 1, *insn_idx);
2249         if (!other_branch)
2250                 return -EFAULT;
2251
2252         /* detect if we are comparing against a constant value so we can adjust
2253          * our min/max values for our dst register.
2254          */
2255         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
2256                 if (regs[insn->src_reg].type == CONST_IMM)
2257                         reg_set_min_max(&other_branch->regs[insn->dst_reg],
2258                                         dst_reg, regs[insn->src_reg].imm,
2259                                         opcode);
2260                 else if (dst_reg->type == CONST_IMM)
2261                         reg_set_min_max_inv(&other_branch->regs[insn->src_reg],
2262                                             &regs[insn->src_reg], dst_reg->imm,
2263                                             opcode);
2264         } else {
2265                 reg_set_min_max(&other_branch->regs[insn->dst_reg],
2266                                         dst_reg, insn->imm, opcode);
2267         }
2268
2269         /* detect if R == 0 where R is returned from bpf_map_lookup_elem() */
2270         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_K &&
2271             insn->imm == 0 && (opcode == BPF_JEQ || opcode == BPF_JNE) &&
2272             dst_reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL) {
2273                 /* Mark all identical map registers in each branch as either
2274                  * safe or unknown depending R == 0 or R != 0 conditional.
2275                  */
2276                 mark_map_regs(this_branch, insn->dst_reg,
2277                               opcode == BPF_JEQ ? PTR_TO_MAP_VALUE : UNKNOWN_VALUE);
2278                 mark_map_regs(other_branch, insn->dst_reg,
2279                               opcode == BPF_JEQ ? UNKNOWN_VALUE : PTR_TO_MAP_VALUE);
2280         } else if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X && opcode == BPF_JGT &&
2281                    dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
2282                    regs[insn->src_reg].type == PTR_TO_PACKET_END) {
2283                 find_good_pkt_pointers(this_branch, dst_reg);
2284         } else if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X && opcode == BPF_JGE &&
2285                    dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
2286                    regs[insn->src_reg].type == PTR_TO_PACKET) {
2287                 find_good_pkt_pointers(other_branch, &regs[insn->src_reg]);
2288         } else if (is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
2289                 verbose("R%d pointer comparison prohibited\n", insn->dst_reg);
2290                 return -EACCES;
2291         }
2292         if (log_level)
2293                 print_verifier_state(this_branch);
2294         return 0;
2295 }
2296
2297 /* return the map pointer stored inside BPF_LD_IMM64 instruction */
2298 static struct bpf_map *ld_imm64_to_map_ptr(struct bpf_insn *insn)
2299 {
2300         u64 imm64 = ((u64) (u32) insn[0].imm) | ((u64) (u32) insn[1].imm) << 32;
2301
2302         return (struct bpf_map *) (unsigned long) imm64;
2303 }
2304
2305 /* verify BPF_LD_IMM64 instruction */
2306 static int check_ld_imm(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
2307 {
2308         struct bpf_reg_state *regs = env->cur_state.regs;
2309         int err;
2310
2311         if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW) {
2312                 verbose("invalid BPF_LD_IMM insn\n");
2313                 return -EINVAL;
2314         }
2315         if (insn->off != 0) {
2316                 verbose("BPF_LD_IMM64 uses reserved fields\n");
2317                 return -EINVAL;
2318         }
2319
2320         err = check_reg_arg(regs, insn->dst_reg, DST_OP);
2321         if (err)
2322                 return err;
2323
2324         if (insn->src_reg == 0) {
2325                 u64 imm = ((u64)(insn + 1)->imm << 32) | (u32)insn->imm;
2326
2327                 regs[insn->dst_reg].type = CONST_IMM;
2328                 regs[insn->dst_reg].imm = imm;
2329                 return 0;
2330         }
2331
2332         /* replace_map_fd_with_map_ptr() should have caught bad ld_imm64 */
2333         BUG_ON(insn->src_reg != BPF_PSEUDO_MAP_FD);
2334
2335         regs[insn->dst_reg].type = CONST_PTR_TO_MAP;
2336         regs[insn->dst_reg].map_ptr = ld_imm64_to_map_ptr(insn);
2337         return 0;
2338 }
2339
2340 static bool may_access_skb(enum bpf_prog_type type)
2341 {
2342         switch (type) {
2343         case BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER:
2344         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
2345         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
2346                 return true;
2347         default:
2348                 return false;
2349         }
2350 }
2351
2352 /* verify safety of LD_ABS|LD_IND instructions:
2353  * - they can only appear in the programs where ctx == skb
2354  * - since they are wrappers of function calls, they scratch R1-R5 registers,
2355  *   preserve R6-R9, and store return value into R0
2356  *
2357  * Implicit input:
2358  *   ctx == skb == R6 == CTX
2359  *
2360  * Explicit input:
2361  *   SRC == any register
2362  *   IMM == 32-bit immediate
2363  *
2364  * Output:
2365  *   R0 - 8/16/32-bit skb data converted to cpu endianness
2366  */
2367 static int check_ld_abs(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
2368 {
2369         struct bpf_reg_state *regs = env->cur_state.regs;
2370         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
2371         struct bpf_reg_state *reg;
2372         int i, err;
2373
2374         if (!may_access_skb(env->prog->type)) {
2375                 verbose("BPF_LD_[ABS|IND] instructions not allowed for this program type\n");
2376                 return -EINVAL;
2377         }
2378
2379         if (insn->dst_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0 ||
2380             BPF_SIZE(insn->code) == BPF_DW ||
2381             (mode == BPF_ABS && insn->src_reg != BPF_REG_0)) {
2382                 verbose("BPF_LD_[ABS|IND] uses reserved fields\n");
2383                 return -EINVAL;
2384         }
2385
2386         /* check whether implicit source operand (register R6) is readable */
2387         err = check_reg_arg(regs, BPF_REG_6, SRC_OP);
2388         if (err)
2389                 return err;
2390
2391         if (regs[BPF_REG_6].type != PTR_TO_CTX) {
2392                 verbose("at the time of BPF_LD_ABS|IND R6 != pointer to skb\n");
2393                 return -EINVAL;
2394         }
2395
2396         if (mode == BPF_IND) {
2397                 /* check explicit source operand */
2398                 err = check_reg_arg(regs, insn->src_reg, SRC_OP);
2399                 if (err)
2400                         return err;
2401         }
2402
2403         /* reset caller saved regs to unreadable */
2404         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
2405                 reg = regs + caller_saved[i];
2406                 reg->type = NOT_INIT;
2407                 reg->imm = 0;
2408         }
2409
2410         /* mark destination R0 register as readable, since it contains
2411          * the value fetched from the packet
2412          */
2413         regs[BPF_REG_0].type = UNKNOWN_VALUE;
2414         return 0;
2415 }
2416
2417 /* non-recursive DFS pseudo code
2418  * 1  procedure DFS-iterative(G,v):
2419  * 2      label v as discovered
2420  * 3      let S be a stack
2421  * 4      S.push(v)
2422  * 5      while S is not empty
2423  * 6            t <- S.pop()
2424  * 7            if t is what we're looking for:
2425  * 8                return t
2426  * 9            for all edges e in G.adjacentEdges(t) do
2427  * 10               if edge e is already labelled
2428  * 11                   continue with the next edge
2429  * 12               w <- G.adjacentVertex(t,e)
2430  * 13               if vertex w is not discovered and not explored
2431  * 14                   label e as tree-edge
2432  * 15                   label w as discovered
2433  * 16                   S.push(w)
2434  * 17                   continue at 5
2435  * 18               else if vertex w is discovered
2436  * 19                   label e as back-edge
2437  * 20               else
2438  * 21                   // vertex w is explored
2439  * 22                   label e as forward- or cross-edge
2440  * 23           label t as explored
2441  * 24           S.pop()
2442  *
2443  * convention:
2444  * 0x10 - discovered
2445  * 0x11 - discovered and fall-through edge labelled
2446  * 0x12 - discovered and fall-through and branch edges labelled
2447  * 0x20 - explored
2448  */
2449
2450 enum {
2451         DISCOVERED = 0x10,
2452         EXPLORED = 0x20,
2453         FALLTHROUGH = 1,
2454         BRANCH = 2,
2455 };
2456
2457 #define STATE_LIST_MARK ((struct bpf_verifier_state_list *) -1L)
2458
2459 static int *insn_stack; /* stack of insns to process */
2460 static int cur_stack;   /* current stack index */
2461 static int *insn_state;
2462
2463 /* t, w, e - match pseudo-code above:
2464  * t - index of current instruction
2465  * w - next instruction
2466  * e - edge
2467  */
2468 static int push_insn(int t, int w, int e, struct bpf_verifier_env *env)
2469 {
2470         if (e == FALLTHROUGH && insn_state[t] >= (DISCOVERED | FALLTHROUGH))
2471                 return 0;
2472
2473         if (e == BRANCH && insn_state[t] >= (DISCOVERED | BRANCH))
2474                 return 0;
2475
2476         if (w < 0 || w >= env->prog->len) {
2477                 verbose("jump out of range from insn %d to %d\n", t, w);
2478                 return -EINVAL;
2479         }
2480
2481         if (e == BRANCH)
2482                 /* mark branch target for state pruning */
2483                 env->explored_states[w] = STATE_LIST_MARK;
2484
2485         if (insn_state[w] == 0) {
2486                 /* tree-edge */
2487                 insn_state[t] = DISCOVERED | e;
2488                 insn_state[w] = DISCOVERED;
2489                 if (cur_stack >= env->prog->len)
2490                         return -E2BIG;
2491                 insn_stack[cur_stack++] = w;
2492                 return 1;
2493         } else if ((insn_state[w] & 0xF0) == DISCOVERED) {
2494                 verbose("back-edge from insn %d to %d\n", t, w);
2495                 return -EINVAL;
2496         } else if (insn_state[w] == EXPLORED) {
2497                 /* forward- or cross-edge */
2498                 insn_state[t] = DISCOVERED | e;
2499         } else {
2500                 verbose("insn state internal bug\n");
2501                 return -EFAULT;
2502         }
2503         return 0;
2504 }
2505
2506 /* non-recursive depth-first-search to detect loops in BPF program
2507  * loop == back-edge in directed graph
2508  */
2509 static int check_cfg(struct bpf_verifier_env *env)
2510 {
2511         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
2512         int insn_cnt = env->prog->len;
2513         int ret = 0;
2514         int i, t;
2515
2516         insn_state = kcalloc(insn_cnt, sizeof(int), GFP_KERNEL);
2517         if (!insn_state)
2518                 return -ENOMEM;
2519
2520         insn_stack = kcalloc(insn_cnt, sizeof(int), GFP_KERNEL);
2521         if (!insn_stack) {
2522                 kfree(insn_state);
2523                 return -ENOMEM;
2524         }
2525
2526         insn_state[0] = DISCOVERED; /* mark 1st insn as discovered */
2527         insn_stack[0] = 0; /* 0 is the first instruction */
2528         cur_stack = 1;
2529
2530 peek_stack:
2531         if (cur_stack == 0)
2532                 goto check_state;
2533         t = insn_stack[cur_stack - 1];
2534
2535         if (BPF_CLASS(insns[t].code) == BPF_JMP) {
2536                 u8 opcode = BPF_OP(insns[t].code);
2537
2538                 if (opcode == BPF_EXIT) {
2539                         goto mark_explored;
2540                 } else if (opcode == BPF_CALL) {
2541                         ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env);
2542                         if (ret == 1)
2543                                 goto peek_stack;
2544                         else if (ret < 0)
2545                                 goto err_free;
2546                         if (t + 1 < insn_cnt)
2547                                 env->explored_states[t + 1] = STATE_LIST_MARK;
2548                 } else if (opcode == BPF_JA) {
2549                         if (BPF_SRC(insns[t].code) != BPF_K) {
2550                                 ret = -EINVAL;
2551                                 goto err_free;
2552                         }
2553                         /* unconditional jump with single edge */
2554                         ret = push_insn(t, t + insns[t].off + 1,
2555                                         FALLTHROUGH, env);
2556                         if (ret == 1)
2557                                 goto peek_stack;
2558                         else if (ret < 0)
2559                                 goto err_free;
2560                         /* tell verifier to check for equivalent states
2561                          * after every call and jump
2562                          */
2563                         if (t + 1 < insn_cnt)
2564                                 env->explored_states[t + 1] = STATE_LIST_MARK;
2565                 } else {
2566                         /* conditional jump with two edges */
2567                         ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env);
2568                         if (ret == 1)
2569                                 goto peek_stack;
2570                         else if (ret < 0)
2571                                 goto err_free;
2572
2573                         ret = push_insn(t, t + insns[t].off + 1, BRANCH, env);
2574                         if (ret == 1)
2575                                 goto peek_stack;
2576                         else if (ret < 0)
2577                                 goto err_free;
2578                 }
2579         } else {
2580                 /* all other non-branch instructions with single
2581                  * fall-through edge
2582                  */
2583                 ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env);
2584                 if (ret == 1)
2585                         goto peek_stack;
2586                 else if (ret < 0)
2587                         goto err_free;
2588         }
2589
2590 mark_explored:
2591         insn_state[t] = EXPLORED;
2592         if (cur_stack-- <= 0) {
2593                 verbose("pop stack internal bug\n");
2594                 ret = -EFAULT;
2595                 goto err_free;
2596         }
2597         goto peek_stack;
2598
2599 check_state:
2600         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
2601                 if (insn_state[i] != EXPLORED) {
2602                         verbose("unreachable insn %d\n", i);
2603                         ret = -EINVAL;
2604                         goto err_free;
2605                 }
2606         }
2607         ret = 0; /* cfg looks good */
2608
2609 err_free:
2610         kfree(insn_state);
2611         kfree(insn_stack);
2612         return ret;
2613 }
2614
2615 /* the following conditions reduce the number of explored insns
2616  * from ~140k to ~80k for ultra large programs that use a lot of ptr_to_packet
2617  */
2618 static bool compare_ptrs_to_packet(struct bpf_reg_state *old,
2619                                    struct bpf_reg_state *cur)
2620 {
2621         if (old->id != cur->id)
2622                 return false;
2623
2624         /* old ptr_to_packet is more conservative, since it allows smaller
2625          * range. Ex:
2626          * old(off=0,r=10) is equal to cur(off=0,r=20), because
2627          * old(off=0,r=10) means that with range=10 the verifier proceeded
2628          * further and found no issues with the program. Now we're in the same
2629          * spot with cur(off=0,r=20), so we're safe too, since anything further
2630          * will only be looking at most 10 bytes after this pointer.
2631          */
2632         if (old->off == cur->off && old->range < cur->range)
2633                 return true;
2634
2635         /* old(off=20,r=10) is equal to cur(off=22,re=22 or 5 or 0)
2636          * since both cannot be used for packet access and safe(old)
2637          * pointer has smaller off that could be used for further
2638          * 'if (ptr > data_end)' check
2639          * Ex:
2640          * old(off=20,r=10) and cur(off=22,r=22) and cur(off=22,r=0) mean
2641          * that we cannot access the packet.
2642          * The safe range is:
2643          * [ptr, ptr + range - off)
2644          * so whenever off >=range, it means no safe bytes from this pointer.
2645          * When comparing old->off <= cur->off, it means that older code
2646          * went with smaller offset and that offset was later
2647          * used to figure out the safe range after 'if (ptr > data_end)' check
2648          * Say, 'old' state was explored like:
2649          * ... R3(off=0, r=0)
2650          * R4 = R3 + 20
2651          * ... now R4(off=20,r=0)  <-- here
2652          * if (R4 > data_end)
2653          * ... R4(off=20,r=20), R3(off=0,r=20) and R3 can be used to access.
2654          * ... the code further went all the way to bpf_exit.
2655          * Now the 'cur' state at the mark 'here' has R4(off=30,r=0).
2656          * old_R4(off=20,r=0) equal to cur_R4(off=30,r=0), since if the verifier
2657          * goes further, such cur_R4 will give larger safe packet range after
2658          * 'if (R4 > data_end)' and all further insn were already good with r=20,
2659          * so they will be good with r=30 and we can prune the search.
2660          */
2661         if (old->off <= cur->off &&
2662             old->off >= old->range && cur->off >= cur->range)
2663                 return true;
2664
2665         return false;
2666 }
2667
2668 /* compare two verifier states
2669  *
2670  * all states stored in state_list are known to be valid, since
2671  * verifier reached 'bpf_exit' instruction through them
2672  *
2673  * this function is called when verifier exploring different branches of
2674  * execution popped from the state stack. If it sees an old state that has
2675  * more strict register state and more strict stack state then this execution
2676  * branch doesn't need to be explored further, since verifier already
2677  * concluded that more strict state leads to valid finish.
2678  *
2679  * Therefore two states are equivalent if register state is more conservative
2680  * and explored stack state is more conservative than the current one.
2681  * Example:
2682  *       explored                   current
2683  * (slot1=INV slot2=MISC) == (slot1=MISC slot2=MISC)
2684  * (slot1=MISC slot2=MISC) != (slot1=INV slot2=MISC)
2685  *
2686  * In other words if current stack state (one being explored) has more
2687  * valid slots than old one that already passed validation, it means
2688  * the verifier can stop exploring and conclude that current state is valid too
2689  *
2690  * Similarly with registers. If explored state has register type as invalid
2691  * whereas register type in current state is meaningful, it means that
2692  * the current state will reach 'bpf_exit' instruction safely
2693  */
2694 static bool states_equal(struct bpf_verifier_env *env,
2695                          struct bpf_verifier_state *old,
2696                          struct bpf_verifier_state *cur)
2697 {
2698         bool varlen_map_access = env->varlen_map_value_access;
2699         struct bpf_reg_state *rold, *rcur;
2700         int i;
2701
2702         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
2703                 rold = &old->regs[i];
2704                 rcur = &cur->regs[i];
2705
2706                 if (memcmp(rold, rcur, sizeof(*rold)) == 0)
2707                         continue;
2708
2709                 /* If the ranges were not the same, but everything else was and
2710                  * we didn't do a variable access into a map then we are a-ok.
2711                  */
2712                 if (!varlen_map_access &&
2713                     memcmp(rold, rcur, offsetofend(struct bpf_reg_state, id)) == 0)
2714                         continue;
2715
2716                 /* If we didn't map access then again we don't care about the
2717                  * mismatched range values and it's ok if our old type was
2718                  * UNKNOWN and we didn't go to a NOT_INIT'ed reg.
2719                  */
2720                 if (rold->type == NOT_INIT ||
2721                     (!varlen_map_access && rold->type == UNKNOWN_VALUE &&
2722                      rcur->type != NOT_INIT))
2723                         continue;
2724
2725                 if (rold->type == PTR_TO_PACKET && rcur->type == PTR_TO_PACKET &&
2726                     compare_ptrs_to_packet(rold, rcur))
2727                         continue;
2728
2729                 return false;
2730         }
2731
2732         for (i = 0; i < MAX_BPF_STACK; i++) {
2733                 if (old->stack_slot_type[i] == STACK_INVALID)
2734                         continue;
2735                 if (old->stack_slot_type[i] != cur->stack_slot_type[i])
2736                         /* Ex: old explored (safe) state has STACK_SPILL in
2737                          * this stack slot, but current has has STACK_MISC ->
2738                          * this verifier states are not equivalent,
2739                          * return false to continue verification of this path
2740                          */
2741                         return false;
2742                 if (i % BPF_REG_SIZE)
2743                         continue;
2744                 if (memcmp(&old->spilled_regs[i / BPF_REG_SIZE],
2745                            &cur->spilled_regs[i / BPF_REG_SIZE],
2746                            sizeof(old->spilled_regs[0])))
2747                         /* when explored and current stack slot types are
2748                          * the same, check that stored pointers types
2749                          * are the same as well.
2750                          * Ex: explored safe path could have stored
2751                          * (bpf_reg_state) {.type = PTR_TO_STACK, .imm = -8}
2752                          * but current path has stored:
2753                          * (bpf_reg_state) {.type = PTR_TO_STACK, .imm = -16}
2754                          * such verifier states are not equivalent.
2755                          * return false to continue verification of this path
2756                          */
2757                         return false;
2758                 else
2759                         continue;
2760         }
2761         return true;
2762 }
2763
2764 static int is_state_visited(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
2765 {
2766         struct bpf_verifier_state_list *new_sl;
2767         struct bpf_verifier_state_list *sl;
2768
2769         sl = env->explored_states[insn_idx];
2770         if (!sl)
2771                 /* this 'insn_idx' instruction wasn't marked, so we will not
2772                  * be doing state search here
2773                  */
2774                 return 0;
2775
2776         while (sl != STATE_LIST_MARK) {
2777                 if (states_equal(env, &sl->state, &env->cur_state))
2778                         /* reached equivalent register/stack state,
2779                          * prune the search
2780                          */
2781                         return 1;
2782                 sl = sl->next;
2783         }
2784
2785         /* there were no equivalent states, remember current one.
2786          * technically the current state is not proven to be safe yet,
2787          * but it will either reach bpf_exit (which means it's safe) or
2788          * it will be rejected. Since there are no loops, we won't be
2789          * seeing this 'insn_idx' instruction again on the way to bpf_exit
2790          */
2791         new_sl = kmalloc(sizeof(struct bpf_verifier_state_list), GFP_USER);
2792         if (!new_sl)
2793                 return -ENOMEM;
2794
2795         /* add new state to the head of linked list */
2796         memcpy(&new_sl->state, &env->cur_state, sizeof(env->cur_state));
2797         new_sl->next = env->explored_states[insn_idx];
2798         env->explored_states[insn_idx] = new_sl;
2799         return 0;
2800 }
2801
2802 static int ext_analyzer_insn_hook(struct bpf_verifier_env *env,
2803                                   int insn_idx, int prev_insn_idx)
2804 {
2805         if (!env->analyzer_ops || !env->analyzer_ops->insn_hook)
2806                 return 0;
2807
2808         return env->analyzer_ops->insn_hook(env, insn_idx, prev_insn_idx);
2809 }
2810
2811 static int do_check(struct bpf_verifier_env *env)
2812 {
2813         struct bpf_verifier_state *state = &env->cur_state;
2814         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
2815         struct bpf_reg_state *regs = state->regs;
2816         int insn_cnt = env->prog->len;
2817         int insn_idx, prev_insn_idx = 0;
2818         int insn_processed = 0;
2819         bool do_print_state = false;
2820
2821         init_reg_state(regs);
2822         insn_idx = 0;
2823         env->varlen_map_value_access = false;
2824         for (;;) {
2825                 struct bpf_insn *insn;
2826                 u8 class;
2827                 int err;
2828
2829                 if (insn_idx >= insn_cnt) {
2830                         verbose("invalid insn idx %d insn_cnt %d\n",
2831                                 insn_idx, insn_cnt);
2832                         return -EFAULT;
2833                 }
2834
2835                 insn = &insns[insn_idx];
2836                 class = BPF_CLASS(insn->code);
2837
2838                 if (++insn_processed > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_INSNS) {
2839                         verbose("BPF program is too large. Processed %d insn\n",
2840                                 insn_processed);
2841                         return -E2BIG;
2842                 }
2843
2844                 err = is_state_visited(env, insn_idx);
2845                 if (err < 0)
2846                         return err;
2847                 if (err == 1) {
2848                         /* found equivalent state, can prune the search */
2849                         if (log_level) {
2850                                 if (do_print_state)
2851                                         verbose("\nfrom %d to %d: safe\n",
2852                                                 prev_insn_idx, insn_idx);
2853                                 else
2854                                         verbose("%d: safe\n", insn_idx);
2855                         }
2856                         goto process_bpf_exit;
2857                 }
2858
2859                 if (log_level && do_print_state) {
2860                         verbose("\nfrom %d to %d:", prev_insn_idx, insn_idx);
2861                         print_verifier_state(&env->cur_state);
2862                         do_print_state = false;
2863                 }
2864
2865                 if (log_level) {
2866                         verbose("%d: ", insn_idx);
2867                         print_bpf_insn(env, insn);
2868                 }
2869
2870                 err = ext_analyzer_insn_hook(env, insn_idx, prev_insn_idx);
2871                 if (err)
2872                         return err;
2873
2874                 if (class == BPF_ALU || class == BPF_ALU64) {
2875                         err = check_alu_op(env, insn);
2876                         if (err)
2877                                 return err;
2878
2879                 } else if (class == BPF_LDX) {
2880                         enum bpf_reg_type *prev_src_type, src_reg_type;
2881
2882                         /* check for reserved fields is already done */
2883
2884                         /* check src operand */
2885                         err = check_reg_arg(regs, insn->src_reg, SRC_OP);
2886                         if (err)
2887                                 return err;
2888
2889                         err = check_reg_arg(regs, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
2890                         if (err)
2891                                 return err;
2892
2893                         src_reg_type = regs[insn->src_reg].type;
2894
2895                         /* check that memory (src_reg + off) is readable,
2896                          * the state of dst_reg will be updated by this func
2897                          */
2898                         err = check_mem_access(env, insn->src_reg, insn->off,
2899                                                BPF_SIZE(insn->code), BPF_READ,
2900                                                insn->dst_reg);
2901                         if (err)
2902                                 return err;
2903
2904                         if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_W &&
2905                             BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW) {
2906                                 insn_idx++;
2907                                 continue;
2908                         }
2909
2910                         prev_src_type = &env->insn_aux_data[insn_idx].ptr_type;
2911
2912                         if (*prev_src_type == NOT_INIT) {
2913                                 /* saw a valid insn
2914                                  * dst_reg = *(u32 *)(src_reg + off)
2915                                  * save type to validate intersecting paths
2916                                  */
2917                                 *prev_src_type = src_reg_type;
2918
2919                         } else if (src_reg_type != *prev_src_type &&
2920                                    (src_reg_type == PTR_TO_CTX ||
2921                                     *prev_src_type == PTR_TO_CTX)) {
2922                                 /* ABuser program is trying to use the same insn
2923                                  * dst_reg = *(u32*) (src_reg + off)
2924                                  * with different pointer types:
2925                                  * src_reg == ctx in one branch and
2926                                  * src_reg == stack|map in some other branch.
2927                                  * Reject it.
2928                                  */
2929                                 verbose("same insn cannot be used with different pointers\n");
2930                                 return -EINVAL;
2931                         }
2932
2933                 } else if (class == BPF_STX) {
2934                         enum bpf_reg_type *prev_dst_type, dst_reg_type;
2935
2936                         if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_XADD) {
2937                                 err = check_xadd(env, insn);
2938                                 if (err)
2939                                         return err;
2940                                 insn_idx++;
2941                                 continue;
2942                         }
2943
2944                         /* check src1 operand */
2945                         err = check_reg_arg(regs, insn->src_reg, SRC_OP);
2946                         if (err)
2947                                 return err;
2948                         /* check src2 operand */
2949                         err = check_reg_arg(regs, insn->dst_reg, SRC_OP);
2950                         if (err)
2951                                 return err;
2952
2953                         dst_reg_type = regs[insn->dst_reg].type;
2954
2955                         /* check that memory (dst_reg + off) is writeable */
2956                         err = check_mem_access(env, insn->dst_reg, insn->off,
2957                                                BPF_SIZE(insn->code), BPF_WRITE,
2958                                                insn->src_reg);
2959                         if (err)
2960                                 return err;
2961
2962                         prev_dst_type = &env->insn_aux_data[insn_idx].ptr_type;
2963
2964                         if (*prev_dst_type == NOT_INIT) {
2965                                 *prev_dst_type = dst_reg_type;
2966                         } else if (dst_reg_type != *prev_dst_type &&
2967                                    (dst_reg_type == PTR_TO_CTX ||
2968                                     *prev_dst_type == PTR_TO_CTX)) {
2969                                 verbose("same insn cannot be used with different pointers\n");
2970                                 return -EINVAL;
2971                         }
2972
2973                 } else if (class == BPF_ST) {
2974                         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM ||
2975                             insn->src_reg != BPF_REG_0) {
2976                                 verbose("BPF_ST uses reserved fields\n");
2977                                 return -EINVAL;
2978                         }
2979                         /* check src operand */
2980                         err = check_reg_arg(regs, insn->dst_reg, SRC_OP);
2981                         if (err)
2982                                 return err;
2983
2984                         /* check that memory (dst_reg + off) is writeable */
2985                         err = check_mem_access(env, insn->dst_reg, insn->off,
2986                                                BPF_SIZE(insn->code), BPF_WRITE,
2987                                                -1);
2988                         if (err)
2989                                 return err;
2990
2991                 } else if (class == BPF_JMP) {
2992                         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
2993
2994                         if (opcode == BPF_CALL) {
2995                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
2996                                     insn->off != 0 ||
2997                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
2998                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0) {
2999                                         verbose("BPF_CALL uses reserved fields\n");
3000                                         return -EINVAL;
3001                                 }
3002
3003                                 err = check_call(env, insn->imm, insn_idx);
3004                                 if (err)
3005                                         return err;
3006
3007                         } else if (opcode == BPF_JA) {
3008                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
3009                                     insn->imm != 0 ||
3010                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
3011                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0) {
3012                                         verbose("BPF_JA uses reserved fields\n");
3013                                         return -EINVAL;
3014                                 }
3015
3016                                 insn_idx += insn->off + 1;
3017                                 continue;
3018
3019                         } else if (opcode == BPF_EXIT) {
3020                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
3021                                     insn->imm != 0 ||
3022                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
3023                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0) {
3024                                         verbose("BPF_EXIT uses reserved fields\n");
3025                                         return -EINVAL;
3026                                 }
3027
3028                                 /* eBPF calling convetion is such that R0 is used
3029                                  * to return the value from eBPF program.
3030                                  * Make sure that it's readable at this time
3031                                  * of bpf_exit, which means that program wrote
3032                                  * something into it earlier
3033                                  */
3034                                 err = check_reg_arg(regs, BPF_REG_0, SRC_OP);
3035                                 if (err)
3036                                         return err;
3037
3038                                 if (is_pointer_value(env, BPF_REG_0)) {
3039                                         verbose("R0 leaks addr as return value\n");
3040                                         return -EACCES;
3041                                 }
3042
3043 process_bpf_exit:
3044                                 insn_idx = pop_stack(env, &prev_insn_idx);
3045                                 if (insn_idx < 0) {
3046                                         break;
3047                                 } else {
3048                                         do_print_state = true;
3049                                         continue;
3050                                 }
3051                         } else {
3052                                 err = check_cond_jmp_op(env, insn, &insn_idx);
3053                                 if (err)
3054                                         return err;
3055                         }
3056                 } else if (class == BPF_LD) {
3057                         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
3058
3059                         if (mode == BPF_ABS || mode == BPF_IND) {
3060                                 err = check_ld_abs(env, insn);
3061                                 if (err)
3062                                         return err;
3063
3064                         } else if (mode == BPF_IMM) {
3065                                 err = check_ld_imm(env, insn);
3066                                 if (err)
3067                                         return err;
3068
3069                                 insn_idx++;
3070                         } else {
3071                                 verbose("invalid BPF_LD mode\n");
3072                                 return -EINVAL;
3073                         }
3074                         reset_reg_range_values(regs, insn->dst_reg);
3075                 } else {
3076                         verbose("unknown insn class %d\n", class);
3077                         return -EINVAL;
3078                 }
3079
3080                 insn_idx++;
3081         }
3082
3083         verbose("processed %d insns\n", insn_processed);
3084         return 0;
3085 }
3086
3087 static int check_map_prealloc(struct bpf_map *map)
3088 {
3089         return (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_HASH &&
3090                 map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH &&
3091                 map->map_type != BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS) ||
3092                 !(map->map_flags & BPF_F_NO_PREALLOC);
3093 }
3094
3095 static int check_map_prog_compatibility(struct bpf_map *map,
3096                                         struct bpf_prog *prog)
3097
3098 {
3099         /* Make sure that BPF_PROG_TYPE_PERF_EVENT programs only use
3100          * preallocated hash maps, since doing memory allocation
3101          * in overflow_handler can crash depending on where nmi got
3102          * triggered.
3103          */
3104         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_PERF_EVENT) {
3105                 if (!check_map_prealloc(map)) {
3106                         verbose("perf_event programs can only use preallocated hash map\n");
3107                         return -EINVAL;
3108                 }
3109                 if (map->inner_map_meta &&
3110                     !check_map_prealloc(map->inner_map_meta)) {
3111                         verbose("perf_event programs can only use preallocated inner hash map\n");
3112                         return -EINVAL;
3113                 }
3114         }
3115         return 0;
3116 }
3117
3118 /* look for pseudo eBPF instructions that access map FDs and
3119  * replace them with actual map pointers
3120  */
3121 static int replace_map_fd_with_map_ptr(struct bpf_verifier_env *env)
3122 {
3123         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
3124         int insn_cnt = env->prog->len;
3125         int i, j, err;
3126
3127         err = bpf_prog_calc_tag(env->prog);
3128         if (err)
3129                 return err;
3130
3131         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
3132                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LDX &&
3133                     (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM || insn->imm != 0)) {
3134                         verbose("BPF_LDX uses reserved fields\n");
3135                         return -EINVAL;
3136                 }
3137
3138                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_STX &&
3139                     ((BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM &&
3140                       BPF_MODE(insn->code) != BPF_XADD) || insn->imm != 0)) {
3141                         verbose("BPF_STX uses reserved fields\n");
3142                         return -EINVAL;
3143                 }
3144
3145                 if (insn[0].code == (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW)) {
3146                         struct bpf_map *map;
3147                         struct fd f;
3148
3149                         if (i == insn_cnt - 1 || insn[1].code != 0 ||
3150                             insn[1].dst_reg != 0 || insn[1].src_reg != 0 ||
3151                             insn[1].off != 0) {
3152                                 verbose("invalid bpf_ld_imm64 insn\n");
3153                                 return -EINVAL;
3154                         }
3155
3156                         if (insn->src_reg == 0)
3157                                 /* valid generic load 64-bit imm */
3158                                 goto next_insn;
3159
3160                         if (insn->src_reg != BPF_PSEUDO_MAP_FD) {
3161                                 verbose("unrecognized bpf_ld_imm64 insn\n");
3162                                 return -EINVAL;
3163                         }
3164
3165                         f = fdget(insn->imm);
3166                         map = __bpf_map_get(f);
3167                         if (IS_ERR(map)) {
3168                                 verbose("fd %d is not pointing to valid bpf_map\n",
3169                                         insn->imm);
3170                                 return PTR_ERR(map);
3171                         }
3172
3173                         err = check_map_prog_compatibility(map, env->prog);
3174                         if (err) {
3175                                 fdput(f);
3176                                 return err;
3177                         }
3178
3179                         /* store map pointer inside BPF_LD_IMM64 instruction */
3180                         insn[0].imm = (u32) (unsigned long) map;
3181                         insn[1].imm = ((u64) (unsigned long) map) >> 32;
3182
3183                         /* check whether we recorded this map already */
3184                         for (j = 0; j < env->used_map_cnt; j++)
3185                                 if (env->used_maps[j] == map) {
3186                                         fdput(f);
3187                                         goto next_insn;
3188                                 }
3189
3190                         if (env->used_map_cnt >= MAX_USED_MAPS) {
3191                                 fdput(f);
3192                                 return -E2BIG;
3193                         }
3194
3195                         /* hold the map. If the program is rejected by verifier,
3196                          * the map will be released by release_maps() or it
3197                          * will be used by the valid program until it's unloaded
3198                          * and all maps are released in free_bpf_prog_info()
3199                          */
3200                         map = bpf_map_inc(map, false);
3201                         if (IS_ERR(map)) {
3202                                 fdput(f);
3203                                 return PTR_ERR(map);
3204                         }
3205                         env->used_maps[env->used_map_cnt++] = map;
3206
3207                         fdput(f);
3208 next_insn:
3209                         insn++;
3210                         i++;
3211                 }
3212         }
3213
3214         /* now all pseudo BPF_LD_IMM64 instructions load valid
3215          * 'struct bpf_map *' into a register instead of user map_fd.
3216          * These pointers will be used later by verifier to validate map access.
3217          */
3218         return 0;
3219 }
3220
3221 /* drop refcnt of maps used by the rejected program */
3222 static void release_maps(struct bpf_verifier_env *env)
3223 {
3224         int i;
3225
3226         for (i = 0; i < env->used_map_cnt; i++)
3227                 bpf_map_put(env->used_maps[i]);
3228 }
3229
3230 /* convert pseudo BPF_LD_IMM64 into generic BPF_LD_IMM64 */
3231 static void convert_pseudo_ld_imm64(struct bpf_verifier_env *env)
3232 {
3233         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
3234         int insn_cnt = env->prog->len;
3235         int i;
3236
3237         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++)
3238                 if (insn->code == (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW))
3239                         insn->src_reg = 0;
3240 }
3241
3242 /* single env->prog->insni[off] instruction was replaced with the range
3243  * insni[off, off + cnt).  Adjust corresponding insn_aux_data by copying
3244  * [0, off) and [off, end) to new locations, so the patched range stays zero
3245  */
3246 static int adjust_insn_aux_data(struct bpf_verifier_env *env, u32 prog_len,
3247                                 u32 off, u32 cnt)
3248 {
3249         struct bpf_insn_aux_data *new_data, *old_data = env->insn_aux_data;
3250
3251         if (cnt == 1)
3252                 return 0;
3253         new_data = vzalloc(sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * prog_len);
3254         if (!new_data)
3255                 return -ENOMEM;
3256         memcpy(new_data, old_data, sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * off);
3257         memcpy(new_data + off + cnt - 1, old_data + off,
3258                sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * (prog_len - off - cnt + 1));
3259         env->insn_aux_data = new_data;
3260         vfree(old_data);
3261         return 0;
3262 }
3263
3264 static struct bpf_prog *bpf_patch_insn_data(struct bpf_verifier_env *env, u32 off,
3265                                             const struct bpf_insn *patch, u32 len)
3266 {
3267         struct bpf_prog *new_prog;
3268
3269         new_prog = bpf_patch_insn_single(env->prog, off, patch, len);
3270         if (!new_prog)
3271                 return NULL;
3272         if (adjust_insn_aux_data(env, new_prog->len, off, len))
3273                 return NULL;
3274         return new_prog;
3275 }
3276
3277 /* convert load instructions that access fields of 'struct __sk_buff'
3278  * into sequence of instructions that access fields of 'struct sk_buff'
3279  */
3280 static int convert_ctx_accesses(struct bpf_verifier_env *env)
3281 {
3282         const struct bpf_verifier_ops *ops = env->prog->aux->ops;
3283         const int insn_cnt = env->prog->len;
3284         struct bpf_insn insn_buf[16], *insn;
3285         struct bpf_prog *new_prog;
3286         enum bpf_access_type type;
3287         int i, cnt, delta = 0;
3288
3289         if (ops->gen_prologue) {
3290                 cnt = ops->gen_prologue(insn_buf, env->seen_direct_write,
3291                                         env->prog);
3292                 if (cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
3293                         verbose("bpf verifier is misconfigured\n");
3294                         return -EINVAL;
3295                 } else if (cnt) {
3296                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, 0, insn_buf, cnt);
3297                         if (!new_prog)
3298                                 return -ENOMEM;
3299
3300                         env->prog = new_prog;
3301                         delta += cnt - 1;
3302                 }
3303         }
3304
3305         if (!ops->convert_ctx_access)
3306                 return 0;
3307
3308         insn = env->prog->insnsi + delta;
3309
3310         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
3311                 if (insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_B) ||
3312                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_H) ||
3313                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_W) ||
3314                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_DW))
3315                         type = BPF_READ;
3316                 else if (insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_B) ||
3317                          insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_H) ||
3318                          insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_W) ||
3319                          insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_DW))
3320                         type = BPF_WRITE;
3321                 else
3322                         continue;
3323
3324                 if (env->insn_aux_data[i + delta].ptr_type != PTR_TO_CTX)
3325                         continue;
3326
3327                 cnt = ops->convert_ctx_access(type, insn, insn_buf, env->prog);
3328                 if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
3329                         verbose("bpf verifier is misconfigured\n");
3330                         return -EINVAL;
3331                 }
3332
3333                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
3334                 if (!new_prog)
3335                         return -ENOMEM;
3336
3337                 delta += cnt - 1;
3338
3339                 /* keep walking new program and skip insns we just inserted */
3340                 env->prog = new_prog;
3341                 insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
3342         }
3343
3344         return 0;
3345 }
3346
3347 /* fixup insn->imm field of bpf_call instructions
3348  * and inline eligible helpers as explicit sequence of BPF instructions
3349  *
3350  * this function is called after eBPF program passed verification
3351  */
3352 static int fixup_bpf_calls(struct bpf_verifier_env *env)
3353 {
3354         struct bpf_prog *prog = env->prog;
3355         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
3356         const struct bpf_func_proto *fn;
3357         const int insn_cnt = prog->len;
3358         struct bpf_insn insn_buf[16];
3359         struct bpf_prog *new_prog;
3360         struct bpf_map *map_ptr;
3361         int i, cnt, delta = 0;
3362
3363         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
3364                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL))
3365                         continue;
3366
3367                 if (insn->imm == BPF_FUNC_get_route_realm)
3368                         prog->dst_needed = 1;
3369                 if (insn->imm == BPF_FUNC_get_prandom_u32)
3370                         bpf_user_rnd_init_once();
3371                 if (insn->imm == BPF_FUNC_tail_call) {
3372                         /* If we tail call into other programs, we
3373                          * cannot make any assumptions since they can
3374                          * be replaced dynamically during runtime in
3375                          * the program array.
3376                          */
3377                         prog->cb_access = 1;
3378
3379                         /* mark bpf_tail_call as different opcode to avoid
3380                          * conditional branch in the interpeter for every normal
3381                          * call and to prevent accidental JITing by JIT compiler
3382                          * that doesn't support bpf_tail_call yet
3383                          */
3384                         insn->imm = 0;
3385                         insn->code |= BPF_X;
3386                         continue;
3387                 }
3388
3389                 if (ebpf_jit_enabled() && insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_elem) {
3390                         map_ptr = env->insn_aux_data[i + delta].map_ptr;
3391                         if (map_ptr == BPF_MAP_PTR_POISON ||
3392                             !map_ptr->ops->map_gen_lookup)
3393                                 goto patch_call_imm;
3394
3395                         cnt = map_ptr->ops->map_gen_lookup(map_ptr, insn_buf);
3396                         if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
3397                                 verbose("bpf verifier is misconfigured\n");
3398                                 return -EINVAL;
3399                         }
3400
3401                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf,
3402                                                        cnt);
3403                         if (!new_prog)
3404                                 return -ENOMEM;
3405
3406                         delta += cnt - 1;
3407
3408                         /* keep walking new program and skip insns we just inserted */
3409                         env->prog = prog = new_prog;
3410                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
3411                         continue;
3412                 }
3413
3414 patch_call_imm:
3415                 fn = prog->aux->ops->get_func_proto(insn->imm);
3416                 /* all functions that have prototype and verifier allowed
3417                  * programs to call them, must be real in-kernel functions
3418                  */
3419                 if (!fn->func) {
3420                         verbose("kernel subsystem misconfigured func %s#%d\n",
3421                                 func_id_name(insn->imm), insn->imm);
3422                         return -EFAULT;
3423                 }
3424                 insn->imm = fn->func - __bpf_call_base;
3425         }
3426
3427         return 0;
3428 }
3429
3430 static void free_states(struct bpf_verifier_env *env)
3431 {
3432         struct bpf_verifier_state_list *sl, *sln;
3433         int i;
3434
3435         if (!env->explored_states)
3436                 return;
3437
3438         for (i = 0; i < env->prog->len; i++) {
3439                 sl = env->explored_states[i];
3440
3441                 if (sl)
3442                         while (sl != STATE_LIST_MARK) {
3443                                 sln = sl->next;
3444                                 kfree(sl);
3445                                 sl = sln;
3446                         }
3447         }
3448
3449         kfree(env->explored_states);
3450 }
3451
3452 int bpf_check(struct bpf_prog **prog, union bpf_attr *attr)
3453 {
3454         char __user *log_ubuf = NULL;
3455         struct bpf_verifier_env *env;
3456         int ret = -EINVAL;
3457
3458         /* 'struct bpf_verifier_env' can be global, but since it's not small,
3459          * allocate/free it every time bpf_check() is called
3460          */
3461         env = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_env), GFP_KERNEL);
3462         if (!env)
3463                 return -ENOMEM;
3464
3465         env->insn_aux_data = vzalloc(sizeof(struct bpf_insn_aux_data) *
3466                                      (*prog)->len);
3467         ret = -ENOMEM;
3468         if (!env->insn_aux_data)
3469                 goto err_free_env;
3470         env->prog = *prog;
3471
3472         /* grab the mutex to protect few globals used by verifier */
3473         mutex_lock(&bpf_verifier_lock);
3474
3475         if (attr->log_level || attr->log_buf || attr->log_size) {
3476                 /* user requested verbose verifier output
3477                  * and supplied buffer to store the verification trace
3478                  */
3479                 log_level = attr->log_level;
3480                 log_ubuf = (char __user *) (unsigned long) attr->log_buf;
3481                 log_size = attr->log_size;
3482                 log_len = 0;
3483
3484                 ret = -EINVAL;
3485                 /* log_* values have to be sane */
3486                 if (log_size < 128 || log_size > UINT_MAX >> 8 ||
3487                     log_level == 0 || log_ubuf == NULL)
3488                         goto err_unlock;
3489
3490                 ret = -ENOMEM;
3491                 log_buf = vmalloc(log_size);
3492                 if (!log_buf)
3493                         goto err_unlock;
3494         } else {
3495                 log_level = 0;
3496         }
3497
3498         ret = replace_map_fd_with_map_ptr(env);
3499         if (ret < 0)
3500                 goto skip_full_check;
3501
3502         env->explored_states = kcalloc(env->prog->len,
3503                                        sizeof(struct bpf_verifier_state_list *),
3504                                        GFP_USER);
3505         ret = -ENOMEM;
3506         if (!env->explored_states)
3507                 goto skip_full_check;
3508
3509         ret = check_cfg(env);
3510         if (ret < 0)
3511                 goto skip_full_check;
3512
3513         env->allow_ptr_leaks = capable(CAP_SYS_ADMIN);
3514
3515         ret = do_check(env);
3516
3517 skip_full_check:
3518         while (pop_stack(env, NULL) >= 0);
3519         free_states(env);
3520
3521         if (ret == 0)
3522                 /* program is valid, convert *(u32*)(ctx + off) accesses */
3523                 ret = convert_ctx_accesses(env);
3524
3525         if (ret == 0)
3526                 ret = fixup_bpf_calls(env);
3527
3528         if (log_level && log_len >= log_size - 1) {
3529                 BUG_ON(log_len >= log_size);
3530                 /* verifier log exceeded user supplied buffer */
3531                 ret = -ENOSPC;
3532                 /* fall through to return what was recorded */
3533         }
3534
3535         /* copy verifier log back to user space including trailing zero */
3536         if (log_level && copy_to_user(log_ubuf, log_buf, log_len + 1) != 0) {
3537                 ret = -EFAULT;
3538                 goto free_log_buf;
3539         }
3540
3541         if (ret == 0 && env->used_map_cnt) {
3542                 /* if program passed verifier, update used_maps in bpf_prog_info */
3543                 env->prog->aux->used_maps = kmalloc_array(env->used_map_cnt,
3544                                                           sizeof(env->used_maps[0]),
3545                                                           GFP_KERNEL);
3546
3547                 if (!env->prog->aux->used_maps) {
3548                         ret = -ENOMEM;
3549                         goto free_log_buf;
3550                 }
3551
3552                 memcpy(env->prog->aux->used_maps, env->used_maps,
3553                        sizeof(env->used_maps[0]) * env->used_map_cnt);
3554                 env->prog->aux->used_map_cnt = env->used_map_cnt;
3555
3556                 /* program is valid. Convert pseudo bpf_ld_imm64 into generic
3557                  * bpf_ld_imm64 instructions
3558                  */
3559                 convert_pseudo_ld_imm64(env);
3560         }
3561
3562 free_log_buf:
3563         if (log_level)
3564                 vfree(log_buf);
3565         if (!env->prog->aux->used_maps)
3566                 /* if we didn't copy map pointers into bpf_prog_info, release
3567                  * them now. Otherwise free_bpf_prog_info() will release them.
3568                  */
3569                 release_maps(env);
3570         *prog = env->prog;
3571 err_unlock:
3572         mutex_unlock(&bpf_verifier_lock);
3573         vfree(env->insn_aux_data);
3574 err_free_env:
3575         kfree(env);
3576         return ret;
3577 }
3578
3579 int bpf_analyzer(struct bpf_prog *prog, const struct bpf_ext_analyzer_ops *ops,
3580                  void *priv)
3581 {
3582         struct bpf_verifier_env *env;
3583         int ret;
3584
3585         env = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_env), GFP_KERNEL);
3586         if (!env)
3587                 return -ENOMEM;
3588
3589         env->insn_aux_data = vzalloc(sizeof(struct bpf_insn_aux_data) *
3590                                      prog->len);
3591         ret = -ENOMEM;
3592         if (!env->insn_aux_data)
3593                 goto err_free_env;
3594         env->prog = prog;
3595         env->analyzer_ops = ops;
3596         env->analyzer_priv = priv;
3597
3598         /* grab the mutex to protect few globals used by verifier */
3599         mutex_lock(&bpf_verifier_lock);
3600
3601         log_level = 0;
3602
3603         env->explored_states = kcalloc(env->prog->len,
3604                                        sizeof(struct bpf_verifier_state_list *),
3605                                        GFP_KERNEL);
3606         ret = -ENOMEM;
3607         if (!env->explored_states)
3608                 goto skip_full_check;
3609
3610         ret = check_cfg(env);
3611         if (ret < 0)
3612                 goto skip_full_check;
3613
3614         env->allow_ptr_leaks = capable(CAP_SYS_ADMIN);
3615
3616         ret = do_check(env);
3617
3618 skip_full_check:
3619         while (pop_stack(env, NULL) >= 0);
3620         free_states(env);
3621
3622         mutex_unlock(&bpf_verifier_lock);
3623         vfree(env->insn_aux_data);
3624 err_free_env:
3625         kfree(env);
3626         return ret;
3627 }
3628 EXPORT_SYMBOL_GPL(bpf_analyzer);