arch/s390/net/bpf_jit_comp.c

   1 /*
   2  * BPF Jit compiler for s390.
   3  *
   4  * Minimum build requirements:
   5  *
   6  *  - HAVE_MARCH_Z196_FEATURES: laal, laalg
   7  *  - HAVE_MARCH_Z10_FEATURES: msfi, cgrj, clgrj
   8  *  - HAVE_MARCH_Z9_109_FEATURES: alfi, llilf, clfi, oilf, nilf
   9  *  - PACK_STACK
  10  *  - 64BIT
  11  *
  12  * Copyright IBM Corp. 2012,2015
  13  *
  14  * Author(s): Martin Schwidefsky <schwidefsky@de.ibm.com>
  15  *            Michael Holzheu <holzheu@linux.vnet.ibm.com>
  16  */
  17
  18 #define KMSG_COMPONENT "bpf_jit"
  19 #define pr_fmt(fmt) KMSG_COMPONENT ": " fmt
  20
  21 #include <linux/netdevice.h>
  22 #include <linux/filter.h>
  23 #include <linux/init.h>
  24 #include <asm/cacheflush.h>
  25 #include <asm/dis.h>
  26 #include "bpf_jit.h"
  27
  28 int bpf_jit_enable __read_mostly;
  29
  30 struct bpf_jit {
  31         u32 seen;               /* Flags to remember seen eBPF instructions */
  32         u32 seen_reg[16];       /* Array to remember which registers are used */
  33         u32 *addrs;             /* Array with relative instruction addresses */
  34         u8 *prg_buf;            /* Start of program */
  35         int size;               /* Size of program and literal pool */
  36         int size_prg;           /* Size of program */
  37         int prg;                /* Current position in program */
  38         int lit_start;          /* Start of literal pool */
  39         int lit;                /* Current position in literal pool */
  40         int base_ip;            /* Base address for literal pool */
  41         int ret0_ip;            /* Address of return 0 */
  42         int exit_ip;            /* Address of exit */
  43 };
  44
  45 #define BPF_SIZE_MAX    4096    /* Max size for program */
  46
  47 #define SEEN_SKB        1       /* skb access */
  48 #define SEEN_MEM        2       /* use mem[] for temporary storage */
  49 #define SEEN_RET0       4       /* ret0_ip points to a valid return 0 */
  50 #define SEEN_LITERAL    8       /* code uses literals */
  51 #define SEEN_FUNC       16      /* calls C functions */
  52 #define SEEN_STACK      (SEEN_FUNC | SEEN_MEM | SEEN_SKB)
  53
  54 /*
  55  * s390 registers
  56  */
  57 #define REG_W0          (__MAX_BPF_REG+0)       /* Work register 1 (even) */
  58 #define REG_W1          (__MAX_BPF_REG+1)       /* Work register 2 (odd) */
  59 #define REG_SKB_DATA    (__MAX_BPF_REG+2)       /* SKB data register */
  60 #define REG_L           (__MAX_BPF_REG+3)       /* Literal pool register */
  61 #define REG_15          (__MAX_BPF_REG+4)       /* Register 15 */
  62 #define REG_0           REG_W0                  /* Register 0 */
  63 #define REG_2           BPF_REG_1               /* Register 2 */
  64 #define REG_14          BPF_REG_0               /* Register 14 */
  65
  66 /*
  67  * Mapping of BPF registers to s390 registers
  68  */
  69 static const int reg2hex[] = {
  70         /* Return code */
  71         [BPF_REG_0]     = 14,
  72         /* Function parameters */
  73         [BPF_REG_1]     = 2,
  74         [BPF_REG_2]     = 3,
  75         [BPF_REG_3]     = 4,
  76         [BPF_REG_4]     = 5,
  77         [BPF_REG_5]     = 6,
  78         /* Call saved registers */
  79         [BPF_REG_6]     = 7,
  80         [BPF_REG_7]     = 8,
  81         [BPF_REG_8]     = 9,
  82         [BPF_REG_9]     = 10,
  83         /* BPF stack pointer */
  84         [BPF_REG_FP]    = 13,
  85         /* SKB data pointer */
  86         [REG_SKB_DATA]  = 12,
  87         /* Work registers for s390x backend */
  88         [REG_W0]        = 0,
  89         [REG_W1]        = 1,
  90         [REG_L]         = 11,
  91         [REG_15]        = 15,
  92 };
  93
  94 static inline u32 reg(u32 dst_reg, u32 src_reg)
  95 {
  96         return reg2hex[dst_reg] << 4 | reg2hex[src_reg];
  97 }
  98
  99 static inline u32 reg_high(u32 reg)
 100 {
 101         return reg2hex[reg] << 4;
 102 }
 103
 104 static inline void reg_set_seen(struct bpf_jit *jit, u32 b1)
 105 {
 106         u32 r1 = reg2hex[b1];
 107
 108         if (!jit->seen_reg[r1] && r1 >= 6 && r1 <= 15)
 109                 jit->seen_reg[r1] = 1;
 110 }
 111
 112 #define REG_SET_SEEN(b1)                                        \
 113 ({                                                              \
 114         reg_set_seen(jit, b1);                                  \
 115 })
 116
 117 #define REG_SEEN(b1) jit->seen_reg[reg2hex[(b1)]]
 118
 119 /*
 120  * EMIT macros for code generation
 121  */
 122
 123 #define _EMIT2(op)                                              \
 124 ({                                                              \
 125         if (jit->prg_buf)                                       \
 126                 *(u16 *) (jit->prg_buf + jit->prg) = op;        \
 127         jit->prg += 2;                                          \
 128 })
 129
 130 #define EMIT2(op, b1, b2)                                       \
 131 ({                                                              \
 132         _EMIT2(op | reg(b1, b2));                               \
 133         REG_SET_SEEN(b1);                                       \
 134         REG_SET_SEEN(b2);                                       \
 135 })
 136
 137 #define _EMIT4(op)                                              \
 138 ({                                                              \
 139         if (jit->prg_buf)                                       \
 140                 *(u32 *) (jit->prg_buf + jit->prg) = op;        \
 141         jit->prg += 4;                                          \
 142 })
 143
 144 #define EMIT4(op, b1, b2)                                       \
 145 ({                                                              \
 146         _EMIT4(op | reg(b1, b2));                               \
 147         REG_SET_SEEN(b1);                                       \
 148         REG_SET_SEEN(b2);                                       \
 149 })
 150
 151 #define EMIT4_RRF(op, b1, b2, b3)                               \
 152 ({                                                              \
 153         _EMIT4(op | reg_high(b3) << 8 | reg(b1, b2));           \
 154         REG_SET_SEEN(b1);                                       \
 155         REG_SET_SEEN(b2);                                       \
 156         REG_SET_SEEN(b3);                                       \
 157 })
 158
 159 #define _EMIT4_DISP(op, disp)                                   \
 160 ({                                                              \
 161         unsigned int __disp = (disp) & 0xfff;                   \
 162         _EMIT4(op | __disp);                                    \
 163 })
 164
 165 #define EMIT4_DISP(op, b1, b2, disp)                            \
 166 ({                                                              \
 167         _EMIT4_DISP(op | reg_high(b1) << 16 |                   \
 168                     reg_high(b2) << 8, disp);                   \
 169         REG_SET_SEEN(b1);                                       \
 170         REG_SET_SEEN(b2);                                       \
 171 })
 172
 173 #define EMIT4_IMM(op, b1, imm)                                  \
 174 ({                                                              \
 175         unsigned int __imm = (imm) & 0xffff;                    \
 176         _EMIT4(op | reg_high(b1) << 16 | __imm);                \
 177         REG_SET_SEEN(b1);                                       \
 178 })
 179
 180 #define EMIT4_PCREL(op, pcrel)                                  \
 181 ({                                                              \
 182         long __pcrel = ((pcrel) >> 1) & 0xffff;                 \
 183         _EMIT4(op | __pcrel);                                   \
 184 })
 185
 186 #define _EMIT6(op1, op2)                                        \
 187 ({                                                              \
 188         if (jit->prg_buf) {                                     \
 189                 *(u32 *) (jit->prg_buf + jit->prg) = op1;       \
 190                 *(u16 *) (jit->prg_buf + jit->prg + 4) = op2;   \
 191         }                                                       \
 192         jit->prg += 6;                                          \
 193 })
 194
 195 #define _EMIT6_DISP(op1, op2, disp)                             \
 196 ({                                                              \
 197         unsigned int __disp = (disp) & 0xfff;                   \
 198         _EMIT6(op1 | __disp, op2);                              \
 199 })
 200
 201 #define EMIT6_DISP(op1, op2, b1, b2, b3, disp)                  \
 202 ({                                                              \
 203         _EMIT6_DISP(op1 | reg(b1, b2) << 16 |                   \
 204                     reg_high(b3) << 8, op2, disp);              \
 205         REG_SET_SEEN(b1);                                       \
 206         REG_SET_SEEN(b2);                                       \
 207         REG_SET_SEEN(b3);                                       \
 208 })
 209
 210 #define _EMIT6_DISP_LH(op1, op2, disp)                          \
 211 ({                                                              \
 212         unsigned int __disp_h = ((u32)disp) & 0xff000;          \
 213         unsigned int __disp_l = ((u32)disp) & 0x00fff;          \
 214         _EMIT6(op1 | __disp_l, op2 | __disp_h >> 4);            \
 215 })
 216
 217 #define EMIT6_DISP_LH(op1, op2, b1, b2, b3, disp)               \
 218 ({                                                              \
 219         _EMIT6_DISP_LH(op1 | reg(b1, b2) << 16 |                \
 220                        reg_high(b3) << 8, op2, disp);           \
 221         REG_SET_SEEN(b1);                                       \
 222         REG_SET_SEEN(b2);                                       \
 223         REG_SET_SEEN(b3);                                       \
 224 })
 225
 226 #define EMIT6_PCREL(op1, op2, b1, b2, i, off, mask)             \
 227 ({                                                              \
 228         /* Branch instruction needs 6 bytes */                  \
 229         int rel = (addrs[i + off + 1] - (addrs[i + 1] - 6)) / 2;\
 230         _EMIT6(op1 | reg(b1, b2) << 16 | rel, op2 | mask);      \
 231         REG_SET_SEEN(b1);                                       \
 232         REG_SET_SEEN(b2);                                       \
 233 })
 234
 235 #define _EMIT6_IMM(op, imm)                                     \
 236 ({                                                              \
 237         unsigned int __imm = (imm);                             \
 238         _EMIT6(op | (__imm >> 16), __imm & 0xffff);             \
 239 })
 240
 241 #define EMIT6_IMM(op, b1, imm)                                  \
 242 ({                                                              \
 243         _EMIT6_IMM(op | reg_high(b1) << 16, imm);               \
 244         REG_SET_SEEN(b1);                                       \
 245 })
 246
 247 #define EMIT_CONST_U32(val)                                     \
 248 ({                                                              \
 249         unsigned int ret;                                       \
 250         ret = jit->lit - jit->base_ip;                          \
 251         jit->seen |= SEEN_LITERAL;                              \
 252         if (jit->prg_buf)                                       \
 253                 *(u32 *) (jit->prg_buf + jit->lit) = (u32) val; \
 254         jit->lit += 4;                                          \
 255         ret;                                                    \
 256 })
 257
 258 #define EMIT_CONST_U64(val)                                     \
 259 ({                                                              \
 260         unsigned int ret;                                       \
 261         ret = jit->lit - jit->base_ip;                          \
 262         jit->seen |= SEEN_LITERAL;                              \
 263         if (jit->prg_buf)                                       \
 264                 *(u64 *) (jit->prg_buf + jit->lit) = (u64) val; \
 265         jit->lit += 8;                                          \
 266         ret;                                                    \
 267 })
 268
 269 #define EMIT_ZERO(b1)                                           \
 270 ({                                                              \
 271         /* llgfr %dst,%dst (zero extend to 64 bit) */           \
 272         EMIT4(0xb9160000, b1, b1);                              \
 273         REG_SET_SEEN(b1);                                       \
 274 })
 275
 276 /*
 277  * Fill whole space with illegal instructions
 278  */
 279 static void jit_fill_hole(void *area, unsigned int size)
 280 {
 281         memset(area, 0, size);
 282 }
 283
 284 /*
 285  * Save registers from "rs" (register start) to "re" (register end) on stack
 286  */
 287 static void save_regs(struct bpf_jit *jit, u32 rs, u32 re)
 288 {
 289         u32 off = 72 + (rs - 6) * 8;
 290
 291         if (rs == re)
 292                 /* stg %rs,off(%r15) */
 293                 _EMIT6(0xe300f000 | rs << 20 | off, 0x0024);
 294         else
 295                 /* stmg %rs,%re,off(%r15) */
 296                 _EMIT6_DISP(0xeb00f000 | rs << 20 | re << 16, 0x0024, off);
 297 }
 298
 299 /*
 300  * Restore registers from "rs" (register start) to "re" (register end) on stack
 301  */
 302 static void restore_regs(struct bpf_jit *jit, u32 rs, u32 re)
 303 {
 304         u32 off = 72 + (rs - 6) * 8;
 305
 306         if (jit->seen & SEEN_STACK)
 307                 off += STK_OFF;
 308
 309         if (rs == re)
 310                 /* lg %rs,off(%r15) */
 311                 _EMIT6(0xe300f000 | rs << 20 | off, 0x0004);
 312         else
 313                 /* lmg %rs,%re,off(%r15) */
 314                 _EMIT6_DISP(0xeb00f000 | rs << 20 | re << 16, 0x0004, off);
 315 }
 316
 317 /*
 318  * Return first seen register (from start)
 319  */
 320 static int get_start(struct bpf_jit *jit, int start)
 321 {
 322         int i;
 323
 324         for (i = start; i <= 15; i++) {
 325                 if (jit->seen_reg[i])
 326                         return i;
 327         }
 328         return 0;
 329 }
 330
 331 /*
 332  * Return last seen register (from start) (gap >= 2)
 333  */
 334 static int get_end(struct bpf_jit *jit, int start)
 335 {
 336         int i;
 337
 338         for (i = start; i < 15; i++) {
 339                 if (!jit->seen_reg[i] && !jit->seen_reg[i + 1])
 340                         return i - 1;
 341         }
 342         return jit->seen_reg[15] ? 15 : 14;
 343 }
 344
 345 #define REGS_SAVE       1
 346 #define REGS_RESTORE    0
 347 /*
 348  * Save and restore clobbered registers (6-15) on stack.
 349  * We save/restore registers in chunks with gap >= 2 registers.
 350  */
 351 static void save_restore_regs(struct bpf_jit *jit, int op)
 352 {
 353
 354         int re = 6, rs;
 355
 356         do {
 357                 rs = get_start(jit, re);
 358                 if (!rs)
 359                         break;
 360                 re = get_end(jit, rs + 1);
 361                 if (op == REGS_SAVE)
 362                         save_regs(jit, rs, re);
 363                 else
 364                         restore_regs(jit, rs, re);
 365                 re++;
 366         } while (re <= 15);
 367 }
 368
 369 /*
 370  * Emit function prologue
 371  *
 372  * Save registers and create stack frame if necessary.
 373  * See stack frame layout desription in "bpf_jit.h"!
 374  */
 375 static void bpf_jit_prologue(struct bpf_jit *jit)
 376 {
 377         /* Save registers */
 378         save_restore_regs(jit, REGS_SAVE);
 379         /* Setup literal pool */
 380         if (jit->seen & SEEN_LITERAL) {
 381                 /* basr %r13,0 */
 382                 EMIT2(0x0d00, REG_L, REG_0);
 383                 jit->base_ip = jit->prg;
 384         }
 385         /* Setup stack and backchain */
 386         if (jit->seen & SEEN_STACK) {
 387                 /* lgr %bfp,%r15 (BPF frame pointer) */
 388                 EMIT4(0xb9040000, BPF_REG_FP, REG_15);
 389                 /* aghi %r15,-STK_OFF */
 390                 EMIT4_IMM(0xa70b0000, REG_15, -STK_OFF);
 391                 if (jit->seen & SEEN_FUNC)
 392                         /* stg %bfp,152(%r15) (backchain) */
 393                         EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0024, BPF_REG_FP, REG_0,
 394                                       REG_15, 152);
 395         }
 396         /*
 397          * For SKB access %b1 contains the SKB pointer. For "bpf_jit.S"
 398          * we store the SKB header length on the stack and the SKB data
 399          * pointer in REG_SKB_DATA.
 400          */
 401         if (jit->seen & SEEN_SKB) {
 402                 /* Header length: llgf %w1,<len>(%b1) */
 403                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0016, REG_W1, REG_0, BPF_REG_1,
 404                               offsetof(struct sk_buff, len));
 405                 /* s %w1,<data_len>(%b1) */
 406                 EMIT4_DISP(0x5b000000, REG_W1, BPF_REG_1,
 407                            offsetof(struct sk_buff, data_len));
 408                 /* stg %w1,ST_OFF_HLEN(%r0,%r15) */
 409                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0024, REG_W1, REG_0, REG_15,
 410                               STK_OFF_HLEN);
 411                 /* lg %skb_data,data_off(%b1) */
 412                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0004, REG_SKB_DATA, REG_0,
 413                               BPF_REG_1, offsetof(struct sk_buff, data));
 414         }
 415         /* BPF compatibility: clear A (%b7) and X (%b8) registers */
 416         if (REG_SEEN(BPF_REG_7))
 417                 /* lghi %b7,0 */
 418                 EMIT4_IMM(0xa7090000, BPF_REG_7, 0);
 419         if (REG_SEEN(BPF_REG_8))
 420                 /* lghi %b8,0 */
 421                 EMIT4_IMM(0xa7090000, BPF_REG_8, 0);
 422 }
 423
 424 /*
 425  * Function epilogue
 426  */
 427 static void bpf_jit_epilogue(struct bpf_jit *jit)
 428 {
 429         /* Return 0 */
 430         if (jit->seen & SEEN_RET0) {
 431                 jit->ret0_ip = jit->prg;
 432                 /* lghi %b0,0 */
 433                 EMIT4_IMM(0xa7090000, BPF_REG_0, 0);
 434         }
 435         jit->exit_ip = jit->prg;
 436         /* Load exit code: lgr %r2,%b0 */
 437         EMIT4(0xb9040000, REG_2, BPF_REG_0);
 438         /* Restore registers */
 439         save_restore_regs(jit, REGS_RESTORE);
 440         /* br %r14 */
 441         _EMIT2(0x07fe);
 442 }
 443
 444 /*
 445  * Compile one eBPF instruction into s390x code
 446  *
 447  * NOTE: Use noinline because for gcov (-fprofile-arcs) gcc allocates a lot of
 448  * stack space for the large switch statement.
 449  */
 450 static noinline int bpf_jit_insn(struct bpf_jit *jit, struct bpf_prog *fp, int i)
 451 {
 452         struct bpf_insn *insn = &fp->insnsi[i];
 453         int jmp_off, last, insn_count = 1;
 454         unsigned int func_addr, mask;
 455         u32 dst_reg = insn->dst_reg;
 456         u32 src_reg = insn->src_reg;
 457         u32 *addrs = jit->addrs;
 458         s32 imm = insn->imm;
 459         s16 off = insn->off;
 460
 461         switch (insn->code) {
 462         /*
 463          * BPF_MOV
 464          */
 465         case BPF_ALU | BPF_MOV | BPF_X: /* dst = (u32) src */
 466                 /* llgfr %dst,%src */
 467                 EMIT4(0xb9160000, dst_reg, src_reg);
 468                 break;
 469         case BPF_ALU64 | BPF_MOV | BPF_X: /* dst = src */
 470                 /* lgr %dst,%src */
 471                 EMIT4(0xb9040000, dst_reg, src_reg);
 472                 break;
 473         case BPF_ALU | BPF_MOV | BPF_K: /* dst = (u32) imm */
 474                 /* llilf %dst,imm */
 475                 EMIT6_IMM(0xc00f0000, dst_reg, imm);
 476                 break;
 477         case BPF_ALU64 | BPF_MOV | BPF_K: /* dst = imm */
 478                 /* lgfi %dst,imm */
 479                 EMIT6_IMM(0xc0010000, dst_reg, imm);
 480                 break;
 481         /*
 482          * BPF_LD 64
 483          */
 484         case BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW: /* dst = (u64) imm */
 485         {
 486                 /* 16 byte instruction that uses two 'struct bpf_insn' */
 487                 u64 imm64;
 488
 489                 imm64 = (u64)(u32) insn[0].imm | ((u64)(u32) insn[1].imm) << 32;
 490                 /* lg %dst,<d(imm)>(%l) */
 491                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0004, dst_reg, REG_0, REG_L,
 492                               EMIT_CONST_U64(imm64));
 493                 insn_count = 2;
 494                 break;
 495         }
 496         /*
 497          * BPF_ADD
 498          */
 499         case BPF_ALU | BPF_ADD | BPF_X: /* dst = (u32) dst + (u32) src */
 500                 /* ar %dst,%src */
 501                 EMIT2(0x1a00, dst_reg, src_reg);
 502                 EMIT_ZERO(dst_reg);
 503                 break;
 504         case BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X: /* dst = dst + src */
 505                 /* agr %dst,%src */
 506                 EMIT4(0xb9080000, dst_reg, src_reg);
 507                 break;
 508         case BPF_ALU | BPF_ADD | BPF_K: /* dst = (u32) dst + (u32) imm */
 509                 if (!imm)
 510                         break;
 511                 /* alfi %dst,imm */
 512                 EMIT6_IMM(0xc20b0000, dst_reg, imm);
 513                 EMIT_ZERO(dst_reg);
 514                 break;
 515         case BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_K: /* dst = dst + imm */
 516                 if (!imm)
 517                         break;
 518                 /* agfi %dst,imm */
 519                 EMIT6_IMM(0xc2080000, dst_reg, imm);
 520                 break;
 521         /*
 522          * BPF_SUB
 523          */
 524         case BPF_ALU | BPF_SUB | BPF_X: /* dst = (u32) dst - (u32) src */
 525                 /* sr %dst,%src */
 526                 EMIT2(0x1b00, dst_reg, src_reg);
 527                 EMIT_ZERO(dst_reg);
 528                 break;
 529         case BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X: /* dst = dst - src */
 530                 /* sgr %dst,%src */
 531                 EMIT4(0xb9090000, dst_reg, src_reg);
 532                 break;
 533         case BPF_ALU | BPF_SUB | BPF_K: /* dst = (u32) dst - (u32) imm */
 534                 if (!imm)
 535                         break;
 536                 /* alfi %dst,-imm */
 537                 EMIT6_IMM(0xc20b0000, dst_reg, -imm);
 538                 EMIT_ZERO(dst_reg);
 539                 break;
 540         case BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_K: /* dst = dst - imm */
 541                 if (!imm)
 542                         break;
 543                 /* agfi %dst,-imm */
 544                 EMIT6_IMM(0xc2080000, dst_reg, -imm);
 545                 break;
 546         /*
 547          * BPF_MUL
 548          */
 549         case BPF_ALU | BPF_MUL | BPF_X: /* dst = (u32) dst * (u32) src */
 550                 /* msr %dst,%src */
 551                 EMIT4(0xb2520000, dst_reg, src_reg);
 552                 EMIT_ZERO(dst_reg);
 553                 break;
 554         case BPF_ALU64 | BPF_MUL | BPF_X: /* dst = dst * src */
 555                 /* msgr %dst,%src */
 556                 EMIT4(0xb90c0000, dst_reg, src_reg);
 557                 break;
 558         case BPF_ALU | BPF_MUL | BPF_K: /* dst = (u32) dst * (u32) imm */
 559                 if (imm == 1)
 560                         break;
 561                 /* msfi %r5,imm */
 562                 EMIT6_IMM(0xc2010000, dst_reg, imm);
 563                 EMIT_ZERO(dst_reg);
 564                 break;
 565         case BPF_ALU64 | BPF_MUL | BPF_K: /* dst = dst * imm */
 566                 if (imm == 1)
 567                         break;
 568                 /* msgfi %dst,imm */
 569                 EMIT6_IMM(0xc2000000, dst_reg, imm);
 570                 break;
 571         /*
 572          * BPF_DIV / BPF_MOD
 573          */
 574         case BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_X: /* dst = (u32) dst / (u32) src */
 575         case BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_X: /* dst = (u32) dst % (u32) src */
 576         {
 577                 int rc_reg = BPF_OP(insn->code) == BPF_DIV ? REG_W1 : REG_W0;
 578
 579                 jit->seen |= SEEN_RET0;
 580                 /* ltr %src,%src (if src == 0 goto fail) */
 581                 EMIT2(0x1200, src_reg, src_reg);
 582                 /* jz <ret0> */
 583                 EMIT4_PCREL(0xa7840000, jit->ret0_ip - jit->prg);
 584                 /* lhi %w0,0 */
 585                 EMIT4_IMM(0xa7080000, REG_W0, 0);
 586                 /* lr %w1,%dst */
 587                 EMIT2(0x1800, REG_W1, dst_reg);
 588                 /* dlr %w0,%src */
 589                 EMIT4(0xb9970000, REG_W0, src_reg);
 590                 /* llgfr %dst,%rc */
 591                 EMIT4(0xb9160000, dst_reg, rc_reg);
 592                 break;
 593         }
 594         case BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_X: /* dst = dst / src */
 595         case BPF_ALU64 | BPF_MOD | BPF_X: /* dst = dst % src */
 596         {
 597                 int rc_reg = BPF_OP(insn->code) == BPF_DIV ? REG_W1 : REG_W0;
 598
 599                 jit->seen |= SEEN_RET0;
 600                 /* ltgr %src,%src (if src == 0 goto fail) */
 601                 EMIT4(0xb9020000, src_reg, src_reg);
 602                 /* jz <ret0> */
 603                 EMIT4_PCREL(0xa7840000, jit->ret0_ip - jit->prg);
 604                 /* lghi %w0,0 */
 605                 EMIT4_IMM(0xa7090000, REG_W0, 0);
 606                 /* lgr %w1,%dst */
 607                 EMIT4(0xb9040000, REG_W1, dst_reg);
 608                 /* dlgr %w0,%dst */
 609                 EMIT4(0xb9870000, REG_W0, src_reg);
 610                 /* lgr %dst,%rc */
 611                 EMIT4(0xb9040000, dst_reg, rc_reg);
 612                 break;
 613         }
 614         case BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_K: /* dst = (u32) dst / (u32) imm */
 615         case BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_K: /* dst = (u32) dst % (u32) imm */
 616         {
 617                 int rc_reg = BPF_OP(insn->code) == BPF_DIV ? REG_W1 : REG_W0;
 618
 619                 if (imm == 1) {
 620                         if (BPF_OP(insn->code) == BPF_MOD)
 621                                 /* lhgi %dst,0 */
 622                                 EMIT4_IMM(0xa7090000, dst_reg, 0);
 623                         break;
 624                 }
 625                 /* lhi %w0,0 */
 626                 EMIT4_IMM(0xa7080000, REG_W0, 0);
 627                 /* lr %w1,%dst */
 628                 EMIT2(0x1800, REG_W1, dst_reg);
 629                 /* dl %w0,<d(imm)>(%l) */
 630                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0097, REG_W0, REG_0, REG_L,
 631                               EMIT_CONST_U32(imm));
 632                 /* llgfr %dst,%rc */
 633                 EMIT4(0xb9160000, dst_reg, rc_reg);
 634                 break;
 635         }
 636         case BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_K: /* dst = dst / imm */
 637         case BPF_ALU64 | BPF_MOD | BPF_K: /* dst = dst % imm */
 638         {
 639                 int rc_reg = BPF_OP(insn->code) == BPF_DIV ? REG_W1 : REG_W0;
 640
 641                 if (imm == 1) {
 642                         if (BPF_OP(insn->code) == BPF_MOD)
 643                                 /* lhgi %dst,0 */
 644                                 EMIT4_IMM(0xa7090000, dst_reg, 0);
 645                         break;
 646                 }
 647                 /* lghi %w0,0 */
 648                 EMIT4_IMM(0xa7090000, REG_W0, 0);
 649                 /* lgr %w1,%dst */
 650                 EMIT4(0xb9040000, REG_W1, dst_reg);
 651                 /* dlg %w0,<d(imm)>(%l) */
 652                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0087, REG_W0, REG_0, REG_L,
 653                               EMIT_CONST_U64(imm));
 654                 /* lgr %dst,%rc */
 655                 EMIT4(0xb9040000, dst_reg, rc_reg);
 656                 break;
 657         }
 658         /*
 659          * BPF_AND
 660          */
 661         case BPF_ALU | BPF_AND | BPF_X: /* dst = (u32) dst & (u32) src */
 662                 /* nr %dst,%src */
 663                 EMIT2(0x1400, dst_reg, src_reg);
 664                 EMIT_ZERO(dst_reg);
 665                 break;
 666         case BPF_ALU64 | BPF_AND | BPF_X: /* dst = dst & src */
 667                 /* ngr %dst,%src */
 668                 EMIT4(0xb9800000, dst_reg, src_reg);
 669                 break;
 670         case BPF_ALU | BPF_AND | BPF_K: /* dst = (u32) dst & (u32) imm */
 671                 /* nilf %dst,imm */
 672                 EMIT6_IMM(0xc00b0000, dst_reg, imm);
 673                 EMIT_ZERO(dst_reg);
 674                 break;
 675         case BPF_ALU64 | BPF_AND | BPF_K: /* dst = dst & imm */
 676                 /* ng %dst,<d(imm)>(%l) */
 677                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0080, dst_reg, REG_0, REG_L,
 678                               EMIT_CONST_U64(imm));
 679                 break;
 680         /*
 681          * BPF_OR
 682          */
 683         case BPF_ALU | BPF_OR | BPF_X: /* dst = (u32) dst | (u32) src */
 684                 /* or %dst,%src */
 685                 EMIT2(0x1600, dst_reg, src_reg);
 686                 EMIT_ZERO(dst_reg);
 687                 break;
 688         case BPF_ALU64 | BPF_OR | BPF_X: /* dst = dst | src */
 689                 /* ogr %dst,%src */
 690                 EMIT4(0xb9810000, dst_reg, src_reg);
 691                 break;
 692         case BPF_ALU | BPF_OR | BPF_K: /* dst = (u32) dst | (u32) imm */
 693                 /* oilf %dst,imm */
 694                 EMIT6_IMM(0xc00d0000, dst_reg, imm);
 695                 EMIT_ZERO(dst_reg);
 696                 break;
 697         case BPF_ALU64 | BPF_OR | BPF_K: /* dst = dst | imm */
 698                 /* og %dst,<d(imm)>(%l) */
 699                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0081, dst_reg, REG_0, REG_L,
 700                               EMIT_CONST_U64(imm));
 701                 break;
 702         /*
 703          * BPF_XOR
 704          */
 705         case BPF_ALU | BPF_XOR | BPF_X: /* dst = (u32) dst ^ (u32) src */
 706                 /* xr %dst,%src */
 707                 EMIT2(0x1700, dst_reg, src_reg);
 708                 EMIT_ZERO(dst_reg);
 709                 break;
 710         case BPF_ALU64 | BPF_XOR | BPF_X: /* dst = dst ^ src */
 711                 /* xgr %dst,%src */
 712                 EMIT4(0xb9820000, dst_reg, src_reg);
 713                 break;
 714         case BPF_ALU | BPF_XOR | BPF_K: /* dst = (u32) dst ^ (u32) imm */
 715                 if (!imm)
 716                         break;
 717                 /* xilf %dst,imm */
 718                 EMIT6_IMM(0xc0070000, dst_reg, imm);
 719                 EMIT_ZERO(dst_reg);
 720                 break;
 721         case BPF_ALU64 | BPF_XOR | BPF_K: /* dst = dst ^ imm */
 722                 /* xg %dst,<d(imm)>(%l) */
 723                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0082, dst_reg, REG_0, REG_L,
 724                               EMIT_CONST_U64(imm));
 725                 break;
 726         /*
 727          * BPF_LSH
 728          */
 729         case BPF_ALU | BPF_LSH | BPF_X: /* dst = (u32) dst << (u32) src */
 730                 /* sll %dst,0(%src) */
 731                 EMIT4_DISP(0x89000000, dst_reg, src_reg, 0);
 732                 EMIT_ZERO(dst_reg);
 733                 break;
 734         case BPF_ALU64 | BPF_LSH | BPF_X: /* dst = dst << src */
 735                 /* sllg %dst,%dst,0(%src) */
 736                 EMIT6_DISP_LH(0xeb000000, 0x000d, dst_reg, dst_reg, src_reg, 0);
 737                 break;
 738         case BPF_ALU | BPF_LSH | BPF_K: /* dst = (u32) dst << (u32) imm */
 739                 if (imm == 0)
 740                         break;
 741                 /* sll %dst,imm(%r0) */
 742                 EMIT4_DISP(0x89000000, dst_reg, REG_0, imm);
 743                 EMIT_ZERO(dst_reg);
 744                 break;
 745         case BPF_ALU64 | BPF_LSH | BPF_K: /* dst = dst << imm */
 746                 if (imm == 0)
 747                         break;
 748                 /* sllg %dst,%dst,imm(%r0) */
 749                 EMIT6_DISP_LH(0xeb000000, 0x000d, dst_reg, dst_reg, REG_0, imm);
 750                 break;
 751         /*
 752          * BPF_RSH
 753          */
 754         case BPF_ALU | BPF_RSH | BPF_X: /* dst = (u32) dst >> (u32) src */
 755                 /* srl %dst,0(%src) */
 756                 EMIT4_DISP(0x88000000, dst_reg, src_reg, 0);
 757                 EMIT_ZERO(dst_reg);
 758                 break;
 759         case BPF_ALU64 | BPF_RSH | BPF_X: /* dst = dst >> src */
 760                 /* srlg %dst,%dst,0(%src) */
 761                 EMIT6_DISP_LH(0xeb000000, 0x000c, dst_reg, dst_reg, src_reg, 0);
 762                 break;
 763         case BPF_ALU | BPF_RSH | BPF_K: /* dst = (u32) dst >> (u32) imm */
 764                 if (imm == 0)
 765                         break;
 766                 /* srl %dst,imm(%r0) */
 767                 EMIT4_DISP(0x88000000, dst_reg, REG_0, imm);
 768                 EMIT_ZERO(dst_reg);
 769                 break;
 770         case BPF_ALU64 | BPF_RSH | BPF_K: /* dst = dst >> imm */
 771                 if (imm == 0)
 772                         break;
 773                 /* srlg %dst,%dst,imm(%r0) */
 774                 EMIT6_DISP_LH(0xeb000000, 0x000c, dst_reg, dst_reg, REG_0, imm);
 775                 break;
 776         /*
 777          * BPF_ARSH
 778          */
 779         case BPF_ALU64 | BPF_ARSH | BPF_X: /* ((s64) dst) >>= src */
 780                 /* srag %dst,%dst,0(%src) */
 781                 EMIT6_DISP_LH(0xeb000000, 0x000a, dst_reg, dst_reg, src_reg, 0);
 782                 break;
 783         case BPF_ALU64 | BPF_ARSH | BPF_K: /* ((s64) dst) >>= imm */
 784                 if (imm == 0)
 785                         break;
 786                 /* srag %dst,%dst,imm(%r0) */
 787                 EMIT6_DISP_LH(0xeb000000, 0x000a, dst_reg, dst_reg, REG_0, imm);
 788                 break;
 789         /*
 790          * BPF_NEG
 791          */
 792         case BPF_ALU | BPF_NEG: /* dst = (u32) -dst */
 793                 /* lcr %dst,%dst */
 794                 EMIT2(0x1300, dst_reg, dst_reg);
 795                 EMIT_ZERO(dst_reg);
 796                 break;
 797         case BPF_ALU64 | BPF_NEG: /* dst = -dst */
 798                 /* lcgr %dst,%dst */
 799                 EMIT4(0xb9130000, dst_reg, dst_reg);
 800                 break;
 801         /*
 802          * BPF_FROM_BE/LE
 803          */
 804         case BPF_ALU | BPF_END | BPF_FROM_BE:
 805                 /* s390 is big endian, therefore only clear high order bytes */
 806                 switch (imm) {
 807                 case 16: /* dst = (u16) cpu_to_be16(dst) */
 808                         /* llghr %dst,%dst */
 809                         EMIT4(0xb9850000, dst_reg, dst_reg);
 810                         break;
 811                 case 32: /* dst = (u32) cpu_to_be32(dst) */
 812                         /* llgfr %dst,%dst */
 813                         EMIT4(0xb9160000, dst_reg, dst_reg);
 814                         break;
 815                 case 64: /* dst = (u64) cpu_to_be64(dst) */
 816                         break;
 817                 }
 818                 break;
 819         case BPF_ALU | BPF_END | BPF_FROM_LE:
 820                 switch (imm) {
 821                 case 16: /* dst = (u16) cpu_to_le16(dst) */
 822                         /* lrvr %dst,%dst */
 823                         EMIT4(0xb91f0000, dst_reg, dst_reg);
 824                         /* srl %dst,16(%r0) */
 825                         EMIT4_DISP(0x88000000, dst_reg, REG_0, 16);
 826                         /* llghr %dst,%dst */
 827                         EMIT4(0xb9850000, dst_reg, dst_reg);
 828                         break;
 829                 case 32: /* dst = (u32) cpu_to_le32(dst) */
 830                         /* lrvr %dst,%dst */
 831                         EMIT4(0xb91f0000, dst_reg, dst_reg);
 832                         /* llgfr %dst,%dst */
 833                         EMIT4(0xb9160000, dst_reg, dst_reg);
 834                         break;
 835                 case 64: /* dst = (u64) cpu_to_le64(dst) */
 836                         /* lrvgr %dst,%dst */
 837                         EMIT4(0xb90f0000, dst_reg, dst_reg);
 838                         break;
 839                 }
 840                 break;
 841         /*
 842          * BPF_ST(X)
 843          */
 844         case BPF_STX | BPF_MEM | BPF_B: /* *(u8 *)(dst + off) = src_reg */
 845                 /* stcy %src,off(%dst) */
 846                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0072, src_reg, dst_reg, REG_0, off);
 847                 jit->seen |= SEEN_MEM;
 848                 break;
 849         case BPF_STX | BPF_MEM | BPF_H: /* (u16 *)(dst + off) = src */
 850                 /* sthy %src,off(%dst) */
 851                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0070, src_reg, dst_reg, REG_0, off);
 852                 jit->seen |= SEEN_MEM;
 853                 break;
 854         case BPF_STX | BPF_MEM | BPF_W: /* *(u32 *)(dst + off) = src */
 855                 /* sty %src,off(%dst) */
 856                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0050, src_reg, dst_reg, REG_0, off);
 857                 jit->seen |= SEEN_MEM;
 858                 break;
 859         case BPF_STX | BPF_MEM | BPF_DW: /* (u64 *)(dst + off) = src */
 860                 /* stg %src,off(%dst) */
 861                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0024, src_reg, dst_reg, REG_0, off);
 862                 jit->seen |= SEEN_MEM;
 863                 break;
 864         case BPF_ST | BPF_MEM | BPF_B: /* *(u8 *)(dst + off) = imm */
 865                 /* lhi %w0,imm */
 866                 EMIT4_IMM(0xa7080000, REG_W0, (u8) imm);
 867                 /* stcy %w0,off(dst) */
 868                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0072, REG_W0, dst_reg, REG_0, off);
 869                 jit->seen |= SEEN_MEM;
 870                 break;
 871         case BPF_ST | BPF_MEM | BPF_H: /* (u16 *)(dst + off) = imm */
 872                 /* lhi %w0,imm */
 873                 EMIT4_IMM(0xa7080000, REG_W0, (u16) imm);
 874                 /* sthy %w0,off(dst) */
 875                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0070, REG_W0, dst_reg, REG_0, off);
 876                 jit->seen |= SEEN_MEM;
 877                 break;
 878         case BPF_ST | BPF_MEM | BPF_W: /* *(u32 *)(dst + off) = imm */
 879                 /* llilf %w0,imm  */
 880                 EMIT6_IMM(0xc00f0000, REG_W0, (u32) imm);
 881                 /* sty %w0,off(%dst) */
 882                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0050, REG_W0, dst_reg, REG_0, off);
 883                 jit->seen |= SEEN_MEM;
 884                 break;
 885         case BPF_ST | BPF_MEM | BPF_DW: /* *(u64 *)(dst + off) = imm */
 886                 /* lgfi %w0,imm */
 887                 EMIT6_IMM(0xc0010000, REG_W0, imm);
 888                 /* stg %w0,off(%dst) */
 889                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0024, REG_W0, dst_reg, REG_0, off);
 890                 jit->seen |= SEEN_MEM;
 891                 break;
 892         /*
 893          * BPF_STX XADD (atomic_add)
 894          */
 895         case BPF_STX | BPF_XADD | BPF_W: /* *(u32 *)(dst + off) += src */
 896                 /* laal %w0,%src,off(%dst) */
 897                 EMIT6_DISP_LH(0xeb000000, 0x00fa, REG_W0, src_reg,
 898                               dst_reg, off);
 899                 jit->seen |= SEEN_MEM;
 900                 break;
 901         case BPF_STX | BPF_XADD | BPF_DW: /* *(u64 *)(dst + off) += src */
 902                 /* laalg %w0,%src,off(%dst) */
 903                 EMIT6_DISP_LH(0xeb000000, 0x00ea, REG_W0, src_reg,
 904                               dst_reg, off);
 905                 jit->seen |= SEEN_MEM;
 906                 break;
 907         /*
 908          * BPF_LDX
 909          */
 910         case BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_B: /* dst = *(u8 *)(ul) (src + off) */
 911                 /* llgc %dst,0(off,%src) */
 912                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0090, dst_reg, src_reg, REG_0, off);
 913                 jit->seen |= SEEN_MEM;
 914                 break;
 915         case BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_H: /* dst = *(u16 *)(ul) (src + off) */
 916                 /* llgh %dst,0(off,%src) */
 917                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0091, dst_reg, src_reg, REG_0, off);
 918                 jit->seen |= SEEN_MEM;
 919                 break;
 920         case BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_W: /* dst = *(u32 *)(ul) (src + off) */
 921                 /* llgf %dst,off(%src) */
 922                 jit->seen |= SEEN_MEM;
 923                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0016, dst_reg, src_reg, REG_0, off);
 924                 break;
 925         case BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_DW: /* dst = *(u64 *)(ul) (src + off) */
 926                 /* lg %dst,0(off,%src) */
 927                 jit->seen |= SEEN_MEM;
 928                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0004, dst_reg, src_reg, REG_0, off);
 929                 break;
 930         /*
 931          * BPF_JMP / CALL
 932          */
 933         case BPF_JMP | BPF_CALL:
 934         {
 935                 /*
 936                  * b0 = (__bpf_call_base + imm)(b1, b2, b3, b4, b5)
 937                  */
 938                 const u64 func = (u64)__bpf_call_base + imm;
 939
 940                 REG_SET_SEEN(BPF_REG_5);
 941                 jit->seen |= SEEN_FUNC;
 942                 /* lg %w1,<d(imm)>(%l) */
 943                 EMIT6_DISP(0xe3000000, 0x0004, REG_W1, REG_0, REG_L,
 944                            EMIT_CONST_U64(func));
 945                 /* basr %r14,%w1 */
 946                 EMIT2(0x0d00, REG_14, REG_W1);
 947                 /* lgr %b0,%r2: load return value into %b0 */
 948                 EMIT4(0xb9040000, BPF_REG_0, REG_2);
 949                 break;
 950         }
 951         case BPF_JMP | BPF_EXIT: /* return b0 */
 952                 last = (i == fp->len - 1) ? 1 : 0;
 953                 if (last && !(jit->seen & SEEN_RET0))
 954                         break;
 955                 /* j <exit> */
 956                 EMIT4_PCREL(0xa7f40000, jit->exit_ip - jit->prg);
 957                 break;
 958         /*
 959          * Branch relative (number of skipped instructions) to offset on
 960          * condition.
 961          *
 962          * Condition code to mask mapping:
 963          *
 964          * CC | Description        | Mask
 965          * ------------------------------
 966          * 0  | Operands equal     |    8
 967          * 1  | First operand low  |    4
 968          * 2  | First operand high |    2
 969          * 3  | Unused             |    1
 970          *
 971          * For s390x relative branches: ip = ip + off_bytes
 972          * For BPF relative branches:   insn = insn + off_insns + 1
 973          *
 974          * For example for s390x with offset 0 we jump to the branch
 975          * instruction itself (loop) and for BPF with offset 0 we
 976          * branch to the instruction behind the branch.
 977          */
 978         case BPF_JMP | BPF_JA: /* if (true) */
 979                 mask = 0xf000; /* j */
 980                 goto branch_oc;
 981         case BPF_JMP | BPF_JSGT | BPF_K: /* ((s64) dst > (s64) imm) */
 982                 mask = 0x2000; /* jh */
 983                 goto branch_ks;
 984         case BPF_JMP | BPF_JSGE | BPF_K: /* ((s64) dst >= (s64) imm) */
 985                 mask = 0xa000; /* jhe */
 986                 goto branch_ks;
 987         case BPF_JMP | BPF_JGT | BPF_K: /* (dst_reg > imm) */
 988                 mask = 0x2000; /* jh */
 989                 goto branch_ku;
 990         case BPF_JMP | BPF_JGE | BPF_K: /* (dst_reg >= imm) */
 991                 mask = 0xa000; /* jhe */
 992                 goto branch_ku;
 993         case BPF_JMP | BPF_JNE | BPF_K: /* (dst_reg != imm) */
 994                 mask = 0x7000; /* jne */
 995                 goto branch_ku;
 996         case BPF_JMP | BPF_JEQ | BPF_K: /* (dst_reg == imm) */
 997                 mask = 0x8000; /* je */
 998                 goto branch_ku;
 999         case BPF_JMP | BPF_JSET | BPF_K: /* (dst_reg & imm) */
1000                 mask = 0x7000; /* jnz */
1001                 /* lgfi %w1,imm (load sign extend imm) */
1002                 EMIT6_IMM(0xc0010000, REG_W1, imm);
1003                 /* ngr %w1,%dst */
1004                 EMIT4(0xb9800000, REG_W1, dst_reg);
1005                 goto branch_oc;
1006
1007         case BPF_JMP | BPF_JSGT | BPF_X: /* ((s64) dst > (s64) src) */
1008                 mask = 0x2000; /* jh */
1009                 goto branch_xs;
1010         case BPF_JMP | BPF_JSGE | BPF_X: /* ((s64) dst >= (s64) src) */
1011                 mask = 0xa000; /* jhe */
1012                 goto branch_xs;
1013         case BPF_JMP | BPF_JGT | BPF_X: /* (dst > src) */
1014                 mask = 0x2000; /* jh */
1015                 goto branch_xu;
1016         case BPF_JMP | BPF_JGE | BPF_X: /* (dst >= src) */
1017                 mask = 0xa000; /* jhe */
1018                 goto branch_xu;
1019         case BPF_JMP | BPF_JNE | BPF_X: /* (dst != src) */
1020                 mask = 0x7000; /* jne */
1021                 goto branch_xu;
1022         case BPF_JMP | BPF_JEQ | BPF_X: /* (dst == src) */
1023                 mask = 0x8000; /* je */
1024                 goto branch_xu;
1025         case BPF_JMP | BPF_JSET | BPF_X: /* (dst & src) */
1026                 mask = 0x7000; /* jnz */
1027                 /* ngrk %w1,%dst,%src */
1028                 EMIT4_RRF(0xb9e40000, REG_W1, dst_reg, src_reg);
1029                 goto branch_oc;
1030 branch_ks:
1031                 /* lgfi %w1,imm (load sign extend imm) */
1032                 EMIT6_IMM(0xc0010000, REG_W1, imm);
1033                 /* cgrj %dst,%w1,mask,off */
1034                 EMIT6_PCREL(0xec000000, 0x0064, dst_reg, REG_W1, i, off, mask);
1035                 break;
1036 branch_ku:
1037                 /* lgfi %w1,imm (load sign extend imm) */
1038                 EMIT6_IMM(0xc0010000, REG_W1, imm);
1039                 /* clgrj %dst,%w1,mask,off */
1040                 EMIT6_PCREL(0xec000000, 0x0065, dst_reg, REG_W1, i, off, mask);
1041                 break;
1042 branch_xs:
1043                 /* cgrj %dst,%src,mask,off */
1044                 EMIT6_PCREL(0xec000000, 0x0064, dst_reg, src_reg, i, off, mask);
1045                 break;
1046 branch_xu:
1047                 /* clgrj %dst,%src,mask,off */
1048                 EMIT6_PCREL(0xec000000, 0x0065, dst_reg, src_reg, i, off, mask);
1049                 break;
1050 branch_oc:
1051                 /* brc mask,jmp_off (branch instruction needs 4 bytes) */
1052                 jmp_off = addrs[i + off + 1] - (addrs[i + 1] - 4);
1053                 EMIT4_PCREL(0xa7040000 | mask << 8, jmp_off);
1054                 break;
1055         /*
1056          * BPF_LD
1057          */
1058         case BPF_LD | BPF_ABS | BPF_B: /* b0 = *(u8 *) (skb->data+imm) */
1059         case BPF_LD | BPF_IND | BPF_B: /* b0 = *(u8 *) (skb->data+imm+src) */
1060                 if ((BPF_MODE(insn->code) == BPF_ABS) && (imm >= 0))
1061                         func_addr = __pa(sk_load_byte_pos);
1062                 else
1063                         func_addr = __pa(sk_load_byte);
1064                 goto call_fn;
1065         case BPF_LD | BPF_ABS | BPF_H: /* b0 = *(u16 *) (skb->data+imm) */
1066         case BPF_LD | BPF_IND | BPF_H: /* b0 = *(u16 *) (skb->data+imm+src) */
1067                 if ((BPF_MODE(insn->code) == BPF_ABS) && (imm >= 0))
1068                         func_addr = __pa(sk_load_half_pos);
1069                 else
1070                         func_addr = __pa(sk_load_half);
1071                 goto call_fn;
1072         case BPF_LD | BPF_ABS | BPF_W: /* b0 = *(u32 *) (skb->data+imm) */
1073         case BPF_LD | BPF_IND | BPF_W: /* b0 = *(u32 *) (skb->data+imm+src) */
1074                 if ((BPF_MODE(insn->code) == BPF_ABS) && (imm >= 0))
1075                         func_addr = __pa(sk_load_word_pos);
1076                 else
1077                         func_addr = __pa(sk_load_word);
1078                 goto call_fn;
1079 call_fn:
1080                 jit->seen |= SEEN_SKB | SEEN_RET0 | SEEN_FUNC;
1081                 REG_SET_SEEN(REG_14); /* Return address of possible func call */
1082
1083                 /*
1084                  * Implicit input:
1085                  *  BPF_REG_6    (R7) : skb pointer
1086                  *  REG_SKB_DATA (R12): skb data pointer
1087                  *
1088                  * Calculated input:
1089                  *  BPF_REG_2    (R3) : offset of byte(s) to fetch in skb
1090                  *  BPF_REG_5    (R6) : return address
1091                  *
1092                  * Output:
1093                  *  BPF_REG_0    (R14): data read from skb
1094                  *
1095                  * Scratch registers (BPF_REG_1-5)
1096                  */
1097
1098                 /* Call function: llilf %w1,func_addr  */
1099                 EMIT6_IMM(0xc00f0000, REG_W1, func_addr);
1100
1101                 /* Offset: lgfi %b2,imm */
1102                 EMIT6_IMM(0xc0010000, BPF_REG_2, imm);
1103                 if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_IND)
1104                         /* agfr %b2,%src (%src is s32 here) */
1105                         EMIT4(0xb9180000, BPF_REG_2, src_reg);
1106
1107                 /* basr %b5,%w1 (%b5 is call saved) */
1108                 EMIT2(0x0d00, BPF_REG_5, REG_W1);
1109
1110                 /*
1111                  * Note: For fast access we jump directly after the
1112                  * jnz instruction from bpf_jit.S
1113                  */
1114                 /* jnz <ret0> */
1115                 EMIT4_PCREL(0xa7740000, jit->ret0_ip - jit->prg);
1116                 break;
1117         default: /* too complex, give up */
1118                 pr_err("Unknown opcode %02x\n", insn->code);
1119                 return -1;
1120         }
1121         return insn_count;
1122 }
1123
1124 /*
1125  * Compile eBPF program into s390x code
1126  */
1127 static int bpf_jit_prog(struct bpf_jit *jit, struct bpf_prog *fp)
1128 {
1129         int i, insn_count;
1130
1131         jit->lit = jit->lit_start;
1132         jit->prg = 0;
1133
1134         bpf_jit_prologue(jit);
1135         for (i = 0; i < fp->len; i += insn_count) {
1136                 insn_count = bpf_jit_insn(jit, fp, i);
1137                 if (insn_count < 0)
1138                         return -1;
1139                 jit->addrs[i + 1] = jit->prg; /* Next instruction address */
1140         }
1141         bpf_jit_epilogue(jit);
1142
1143         jit->lit_start = jit->prg;
1144         jit->size = jit->lit;
1145         jit->size_prg = jit->prg;
1146         return 0;
1147 }
1148
1149 /*
1150  * Classic BPF function stub. BPF programs will be converted into
1151  * eBPF and then bpf_int_jit_compile() will be called.
1152  */
1153 void bpf_jit_compile(struct bpf_prog *fp)
1154 {
1155 }
1156
1157 /*
1158  * Compile eBPF program "fp"
1159  */
1160 void bpf_int_jit_compile(struct bpf_prog *fp)
1161 {
1162         struct bpf_binary_header *header;
1163         struct bpf_jit jit;
1164         int pass;
1165
1166         if (!bpf_jit_enable)
1167                 return;
1168         memset(&jit, 0, sizeof(jit));
1169         jit.addrs = kcalloc(fp->len + 1, sizeof(*jit.addrs), GFP_KERNEL);
1170         if (jit.addrs == NULL)
1171                 return;
1172         /*
1173          * Three initial passes:
1174          *   - 1/2: Determine clobbered registers
1175          *   - 3:   Calculate program size and addrs arrray
1176          */
1177         for (pass = 1; pass <= 3; pass++) {
1178                 if (bpf_jit_prog(&jit, fp))
1179                         goto free_addrs;
1180         }
1181         /*
1182          * Final pass: Allocate and generate program
1183          */
1184         if (jit.size >= BPF_SIZE_MAX)
1185                 goto free_addrs;
1186         header = bpf_jit_binary_alloc(jit.size, &jit.prg_buf, 2, jit_fill_hole);
1187         if (!header)
1188                 goto free_addrs;
1189         if (bpf_jit_prog(&jit, fp))
1190                 goto free_addrs;
1191         if (bpf_jit_enable > 1) {
1192                 bpf_jit_dump(fp->len, jit.size, pass, jit.prg_buf);
1193                 if (jit.prg_buf)
1194                         print_fn_code(jit.prg_buf, jit.size_prg);
1195         }
1196         if (jit.prg_buf) {
1197                 set_memory_ro((unsigned long)header, header->pages);
1198                 fp->bpf_func = (void *) jit.prg_buf;
1199                 fp->jited = true;
1200         }
1201 free_addrs:
1202         kfree(jit.addrs);
1203 }
1204
1205 /*
1206  * Free eBPF program
1207  */
1208 void bpf_jit_free(struct bpf_prog *fp)
1209 {
1210         unsigned long addr = (unsigned long)fp->bpf_func & PAGE_MASK;
1211         struct bpf_binary_header *header = (void *)addr;
1212
1213         if (!fp->jited)
1214                 goto free_filter;
1215
1216         set_memory_rw(addr, header->pages);
1217         bpf_jit_binary_free(header);
1218
1219 free_filter:
1220         bpf_prog_unlock_free(fp);
1221 }