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 <linux/bpf.h>
  25 #include <asm/cacheflush.h>
  26 #include <asm/dis.h>
  27 #include <asm/set_memory.h>
  28 #include "bpf_jit.h"
  29
  30 int bpf_jit_enable __read_mostly;
  31
  32 struct bpf_jit {
  33         u32 seen;               /* Flags to remember seen eBPF instructions */
  34         u32 seen_reg[16];       /* Array to remember which registers are used */
  35         u32 *addrs;             /* Array with relative instruction addresses */
  36         u8 *prg_buf;            /* Start of program */
  37         int size;               /* Size of program and literal pool */
  38         int size_prg;           /* Size of program */
  39         int prg;                /* Current position in program */
  40         int lit_start;          /* Start of literal pool */
  41         int lit;                /* Current position in literal pool */
  42         int base_ip;            /* Base address for literal pool */
  43         int ret0_ip;            /* Address of return 0 */
  44         int exit_ip;            /* Address of exit */
  45         int tail_call_start;    /* Tail call start offset */
  46         int labels[1];          /* Labels for local jumps */
  47 };
  48
  49 #define BPF_SIZE_MAX    0xffff  /* Max size for program (16 bit branches) */
  50
  51 #define SEEN_SKB        1       /* skb access */
  52 #define SEEN_MEM        2       /* use mem[] for temporary storage */
  53 #define SEEN_RET0       4       /* ret0_ip points to a valid return 0 */
  54 #define SEEN_LITERAL    8       /* code uses literals */
  55 #define SEEN_FUNC       16      /* calls C functions */
  56 #define SEEN_TAIL_CALL  32      /* code uses tail calls */
  57 #define SEEN_SKB_CHANGE 64      /* code changes skb data */
  58 #define SEEN_REG_AX     128     /* code uses constant blinding */
  59 #define SEEN_STACK      (SEEN_FUNC | SEEN_MEM | SEEN_SKB)
  60
  61 /*
  62  * s390 registers
  63  */
  64 #define REG_W0          (MAX_BPF_JIT_REG + 0)   /* Work register 1 (even) */
  65 #define REG_W1          (MAX_BPF_JIT_REG + 1)   /* Work register 2 (odd) */
  66 #define REG_SKB_DATA    (MAX_BPF_JIT_REG + 2)   /* SKB data register */
  67 #define REG_L           (MAX_BPF_JIT_REG + 3)   /* Literal pool register */
  68 #define REG_15          (MAX_BPF_JIT_REG + 4)   /* Register 15 */
  69 #define REG_0           REG_W0                  /* Register 0 */
  70 #define REG_1           REG_W1                  /* Register 1 */
  71 #define REG_2           BPF_REG_1               /* Register 2 */
  72 #define REG_14          BPF_REG_0               /* Register 14 */
  73
  74 /*
  75  * Mapping of BPF registers to s390 registers
  76  */
  77 static const int reg2hex[] = {
  78         /* Return code */
  79         [BPF_REG_0]     = 14,
  80         /* Function parameters */
  81         [BPF_REG_1]     = 2,
  82         [BPF_REG_2]     = 3,
  83         [BPF_REG_3]     = 4,
  84         [BPF_REG_4]     = 5,
  85         [BPF_REG_5]     = 6,
  86         /* Call saved registers */
  87         [BPF_REG_6]     = 7,
  88         [BPF_REG_7]     = 8,
  89         [BPF_REG_8]     = 9,
  90         [BPF_REG_9]     = 10,
  91         /* BPF stack pointer */
  92         [BPF_REG_FP]    = 13,
  93         /* Register for blinding (shared with REG_SKB_DATA) */
  94         [BPF_REG_AX]    = 12,
  95         /* SKB data pointer */
  96         [REG_SKB_DATA]  = 12,
  97         /* Work registers for s390x backend */
  98         [REG_W0]        = 0,
  99         [REG_W1]        = 1,
 100         [REG_L]         = 11,
 101         [REG_15]        = 15,
 102 };
 103
 104 static inline u32 reg(u32 dst_reg, u32 src_reg)
 105 {
 106         return reg2hex[dst_reg] << 4 | reg2hex[src_reg];
 107 }
 108
 109 static inline u32 reg_high(u32 reg)
 110 {
 111         return reg2hex[reg] << 4;
 112 }
 113
 114 static inline void reg_set_seen(struct bpf_jit *jit, u32 b1)
 115 {
 116         u32 r1 = reg2hex[b1];
 117
 118         if (!jit->seen_reg[r1] && r1 >= 6 && r1 <= 15)
 119                 jit->seen_reg[r1] = 1;
 120 }
 121
 122 #define REG_SET_SEEN(b1)                                        \
 123 ({                                                              \
 124         reg_set_seen(jit, b1);                                  \
 125 })
 126
 127 #define REG_SEEN(b1) jit->seen_reg[reg2hex[(b1)]]
 128
 129 /*
 130  * EMIT macros for code generation
 131  */
 132
 133 #define _EMIT2(op)                                              \
 134 ({                                                              \
 135         if (jit->prg_buf)                                       \
 136                 *(u16 *) (jit->prg_buf + jit->prg) = op;        \
 137         jit->prg += 2;                                          \
 138 })
 139
 140 #define EMIT2(op, b1, b2)                                       \
 141 ({                                                              \
 142         _EMIT2(op | reg(b1, b2));                               \
 143         REG_SET_SEEN(b1);                                       \
 144         REG_SET_SEEN(b2);                                       \
 145 })
 146
 147 #define _EMIT4(op)                                              \
 148 ({                                                              \
 149         if (jit->prg_buf)                                       \
 150                 *(u32 *) (jit->prg_buf + jit->prg) = op;        \
 151         jit->prg += 4;                                          \
 152 })
 153
 154 #define EMIT4(op, b1, b2)                                       \
 155 ({                                                              \
 156         _EMIT4(op | reg(b1, b2));                               \
 157         REG_SET_SEEN(b1);                                       \
 158         REG_SET_SEEN(b2);                                       \
 159 })
 160
 161 #define EMIT4_RRF(op, b1, b2, b3)                               \
 162 ({                                                              \
 163         _EMIT4(op | reg_high(b3) << 8 | reg(b1, b2));           \
 164         REG_SET_SEEN(b1);                                       \
 165         REG_SET_SEEN(b2);                                       \
 166         REG_SET_SEEN(b3);                                       \
 167 })
 168
 169 #define _EMIT4_DISP(op, disp)                                   \
 170 ({                                                              \
 171         unsigned int __disp = (disp) & 0xfff;                   \
 172         _EMIT4(op | __disp);                                    \
 173 })
 174
 175 #define EMIT4_DISP(op, b1, b2, disp)                            \
 176 ({                                                              \
 177         _EMIT4_DISP(op | reg_high(b1) << 16 |                   \
 178                     reg_high(b2) << 8, disp);                   \
 179         REG_SET_SEEN(b1);                                       \
 180         REG_SET_SEEN(b2);                                       \
 181 })
 182
 183 #define EMIT4_IMM(op, b1, imm)                                  \
 184 ({                                                              \
 185         unsigned int __imm = (imm) & 0xffff;                    \
 186         _EMIT4(op | reg_high(b1) << 16 | __imm);                \
 187         REG_SET_SEEN(b1);                                       \
 188 })
 189
 190 #define EMIT4_PCREL(op, pcrel)                                  \
 191 ({                                                              \
 192         long __pcrel = ((pcrel) >> 1) & 0xffff;                 \
 193         _EMIT4(op | __pcrel);                                   \
 194 })
 195
 196 #define _EMIT6(op1, op2)                                        \
 197 ({                                                              \
 198         if (jit->prg_buf) {                                     \
 199                 *(u32 *) (jit->prg_buf + jit->prg) = op1;       \
 200                 *(u16 *) (jit->prg_buf + jit->prg + 4) = op2;   \
 201         }                                                       \
 202         jit->prg += 6;                                          \
 203 })
 204
 205 #define _EMIT6_DISP(op1, op2, disp)                             \
 206 ({                                                              \
 207         unsigned int __disp = (disp) & 0xfff;                   \
 208         _EMIT6(op1 | __disp, op2);                              \
 209 })
 210
 211 #define _EMIT6_DISP_LH(op1, op2, disp)                          \
 212 ({                                                              \
 213         u32 _disp = (u32) disp;                                 \
 214         unsigned int __disp_h = _disp & 0xff000;                \
 215         unsigned int __disp_l = _disp & 0x00fff;                \
 216         _EMIT6(op1 | __disp_l, op2 | __disp_h >> 4);            \
 217 })
 218
 219 #define EMIT6_DISP_LH(op1, op2, b1, b2, b3, disp)               \
 220 ({                                                              \
 221         _EMIT6_DISP_LH(op1 | reg(b1, b2) << 16 |                \
 222                        reg_high(b3) << 8, op2, disp);           \
 223         REG_SET_SEEN(b1);                                       \
 224         REG_SET_SEEN(b2);                                       \
 225         REG_SET_SEEN(b3);                                       \
 226 })
 227
 228 #define EMIT6_PCREL_LABEL(op1, op2, b1, b2, label, mask)        \
 229 ({                                                              \
 230         int rel = (jit->labels[label] - jit->prg) >> 1;         \
 231         _EMIT6(op1 | reg(b1, b2) << 16 | (rel & 0xffff),        \
 232                op2 | mask << 12);                               \
 233         REG_SET_SEEN(b1);                                       \
 234         REG_SET_SEEN(b2);                                       \
 235 })
 236
 237 #define EMIT6_PCREL_IMM_LABEL(op1, op2, b1, imm, label, mask)   \
 238 ({                                                              \
 239         int rel = (jit->labels[label] - jit->prg) >> 1;         \
 240         _EMIT6(op1 | (reg_high(b1) | mask) << 16 |              \
 241                 (rel & 0xffff), op2 | (imm & 0xff) << 8);       \
 242         REG_SET_SEEN(b1);                                       \
 243         BUILD_BUG_ON(((unsigned long) imm) > 0xff);             \
 244 })
 245
 246 #define EMIT6_PCREL(op1, op2, b1, b2, i, off, mask)             \
 247 ({                                                              \
 248         /* Branch instruction needs 6 bytes */                  \
 249         int rel = (addrs[i + off + 1] - (addrs[i + 1] - 6)) / 2;\
 250         _EMIT6(op1 | reg(b1, b2) << 16 | (rel & 0xffff), op2 | mask);   \
 251         REG_SET_SEEN(b1);                                       \
 252         REG_SET_SEEN(b2);                                       \
 253 })
 254
 255 #define _EMIT6_IMM(op, imm)                                     \
 256 ({                                                              \
 257         unsigned int __imm = (imm);                             \
 258         _EMIT6(op | (__imm >> 16), __imm & 0xffff);             \
 259 })
 260
 261 #define EMIT6_IMM(op, b1, imm)                                  \
 262 ({                                                              \
 263         _EMIT6_IMM(op | reg_high(b1) << 16, imm);               \
 264         REG_SET_SEEN(b1);                                       \
 265 })
 266
 267 #define EMIT_CONST_U32(val)                                     \
 268 ({                                                              \
 269         unsigned int ret;                                       \
 270         ret = jit->lit - jit->base_ip;                          \
 271         jit->seen |= SEEN_LITERAL;                              \
 272         if (jit->prg_buf)                                       \
 273                 *(u32 *) (jit->prg_buf + jit->lit) = (u32) val; \
 274         jit->lit += 4;                                          \
 275         ret;                                                    \
 276 })
 277
 278 #define EMIT_CONST_U64(val)                                     \
 279 ({                                                              \
 280         unsigned int ret;                                       \
 281         ret = jit->lit - jit->base_ip;                          \
 282         jit->seen |= SEEN_LITERAL;                              \
 283         if (jit->prg_buf)                                       \
 284                 *(u64 *) (jit->prg_buf + jit->lit) = (u64) val; \
 285         jit->lit += 8;                                          \
 286         ret;                                                    \
 287 })
 288
 289 #define EMIT_ZERO(b1)                                           \
 290 ({                                                              \
 291         /* llgfr %dst,%dst (zero extend to 64 bit) */           \
 292         EMIT4(0xb9160000, b1, b1);                              \
 293         REG_SET_SEEN(b1);                                       \
 294 })
 295
 296 /*
 297  * Fill whole space with illegal instructions
 298  */
 299 static void jit_fill_hole(void *area, unsigned int size)
 300 {
 301         memset(area, 0, size);
 302 }
 303
 304 /*
 305  * Save registers from "rs" (register start) to "re" (register end) on stack
 306  */
 307 static void save_regs(struct bpf_jit *jit, u32 rs, u32 re)
 308 {
 309         u32 off = STK_OFF_R6 + (rs - 6) * 8;
 310
 311         if (rs == re)
 312                 /* stg %rs,off(%r15) */
 313                 _EMIT6(0xe300f000 | rs << 20 | off, 0x0024);
 314         else
 315                 /* stmg %rs,%re,off(%r15) */
 316                 _EMIT6_DISP(0xeb00f000 | rs << 20 | re << 16, 0x0024, off);
 317 }
 318
 319 /*
 320  * Restore registers from "rs" (register start) to "re" (register end) on stack
 321  */
 322 static void restore_regs(struct bpf_jit *jit, u32 rs, u32 re)
 323 {
 324         u32 off = STK_OFF_R6 + (rs - 6) * 8;
 325
 326         if (jit->seen & SEEN_STACK)
 327                 off += STK_OFF;
 328
 329         if (rs == re)
 330                 /* lg %rs,off(%r15) */
 331                 _EMIT6(0xe300f000 | rs << 20 | off, 0x0004);
 332         else
 333                 /* lmg %rs,%re,off(%r15) */
 334                 _EMIT6_DISP(0xeb00f000 | rs << 20 | re << 16, 0x0004, off);
 335 }
 336
 337 /*
 338  * Return first seen register (from start)
 339  */
 340 static int get_start(struct bpf_jit *jit, int start)
 341 {
 342         int i;
 343
 344         for (i = start; i <= 15; i++) {
 345                 if (jit->seen_reg[i])
 346                         return i;
 347         }
 348         return 0;
 349 }
 350
 351 /*
 352  * Return last seen register (from start) (gap >= 2)
 353  */
 354 static int get_end(struct bpf_jit *jit, int start)
 355 {
 356         int i;
 357
 358         for (i = start; i < 15; i++) {
 359                 if (!jit->seen_reg[i] && !jit->seen_reg[i + 1])
 360                         return i - 1;
 361         }
 362         return jit->seen_reg[15] ? 15 : 14;
 363 }
 364
 365 #define REGS_SAVE       1
 366 #define REGS_RESTORE    0
 367 /*
 368  * Save and restore clobbered registers (6-15) on stack.
 369  * We save/restore registers in chunks with gap >= 2 registers.
 370  */
 371 static void save_restore_regs(struct bpf_jit *jit, int op)
 372 {
 373
 374         int re = 6, rs;
 375
 376         do {
 377                 rs = get_start(jit, re);
 378                 if (!rs)
 379                         break;
 380                 re = get_end(jit, rs + 1);
 381                 if (op == REGS_SAVE)
 382                         save_regs(jit, rs, re);
 383                 else
 384                         restore_regs(jit, rs, re);
 385                 re++;
 386         } while (re <= 15);
 387 }
 388
 389 /*
 390  * For SKB access %b1 contains the SKB pointer. For "bpf_jit.S"
 391  * we store the SKB header length on the stack and the SKB data
 392  * pointer in REG_SKB_DATA if BPF_REG_AX is not used.
 393  */
 394 static void emit_load_skb_data_hlen(struct bpf_jit *jit)
 395 {
 396         /* Header length: llgf %w1,<len>(%b1) */
 397         EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0016, REG_W1, REG_0, BPF_REG_1,
 398                       offsetof(struct sk_buff, len));
 399         /* s %w1,<data_len>(%b1) */
 400         EMIT4_DISP(0x5b000000, REG_W1, BPF_REG_1,
 401                    offsetof(struct sk_buff, data_len));
 402         /* stg %w1,ST_OFF_HLEN(%r0,%r15) */
 403         EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0024, REG_W1, REG_0, REG_15, STK_OFF_HLEN);
 404         if (!(jit->seen & SEEN_REG_AX))
 405                 /* lg %skb_data,data_off(%b1) */
 406                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0004, REG_SKB_DATA, REG_0,
 407                               BPF_REG_1, offsetof(struct sk_buff, data));
 408 }
 409
 410 /*
 411  * Emit function prologue
 412  *
 413  * Save registers and create stack frame if necessary.
 414  * See stack frame layout desription in "bpf_jit.h"!
 415  */
 416 static void bpf_jit_prologue(struct bpf_jit *jit)
 417 {
 418         if (jit->seen & SEEN_TAIL_CALL) {
 419                 /* xc STK_OFF_TCCNT(4,%r15),STK_OFF_TCCNT(%r15) */
 420                 _EMIT6(0xd703f000 | STK_OFF_TCCNT, 0xf000 | STK_OFF_TCCNT);
 421         } else {
 422                 /* j tail_call_start: NOP if no tail calls are used */
 423                 EMIT4_PCREL(0xa7f40000, 6);
 424                 _EMIT2(0);
 425         }
 426         /* Tail calls have to skip above initialization */
 427         jit->tail_call_start = jit->prg;
 428         /* Save registers */
 429         save_restore_regs(jit, REGS_SAVE);
 430         /* Setup literal pool */
 431         if (jit->seen & SEEN_LITERAL) {
 432                 /* basr %r13,0 */
 433                 EMIT2(0x0d00, REG_L, REG_0);
 434                 jit->base_ip = jit->prg;
 435         }
 436         /* Setup stack and backchain */
 437         if (jit->seen & SEEN_STACK) {
 438                 if (jit->seen & SEEN_FUNC)
 439                         /* lgr %w1,%r15 (backchain) */
 440                         EMIT4(0xb9040000, REG_W1, REG_15);
 441                 /* la %bfp,STK_160_UNUSED(%r15) (BPF frame pointer) */
 442                 EMIT4_DISP(0x41000000, BPF_REG_FP, REG_15, STK_160_UNUSED);
 443                 /* aghi %r15,-STK_OFF */
 444                 EMIT4_IMM(0xa70b0000, REG_15, -STK_OFF);
 445                 if (jit->seen & SEEN_FUNC)
 446                         /* stg %w1,152(%r15) (backchain) */
 447                         EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0024, REG_W1, REG_0,
 448                                       REG_15, 152);
 449         }
 450         if (jit->seen & SEEN_SKB)
 451                 emit_load_skb_data_hlen(jit);
 452         if (jit->seen & SEEN_SKB_CHANGE)
 453                 /* stg %b1,ST_OFF_SKBP(%r0,%r15) */
 454                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0024, BPF_REG_1, REG_0, REG_15,
 455                               STK_OFF_SKBP);
 456 }
 457
 458 /*
 459  * Function epilogue
 460  */
 461 static void bpf_jit_epilogue(struct bpf_jit *jit)
 462 {
 463         /* Return 0 */
 464         if (jit->seen & SEEN_RET0) {
 465                 jit->ret0_ip = jit->prg;
 466                 /* lghi %b0,0 */
 467                 EMIT4_IMM(0xa7090000, BPF_REG_0, 0);
 468         }
 469         jit->exit_ip = jit->prg;
 470         /* Load exit code: lgr %r2,%b0 */
 471         EMIT4(0xb9040000, REG_2, BPF_REG_0);
 472         /* Restore registers */
 473         save_restore_regs(jit, REGS_RESTORE);
 474         /* br %r14 */
 475         _EMIT2(0x07fe);
 476 }
 477
 478 /*
 479  * Compile one eBPF instruction into s390x code
 480  *
 481  * NOTE: Use noinline because for gcov (-fprofile-arcs) gcc allocates a lot of
 482  * stack space for the large switch statement.
 483  */
 484 static noinline int bpf_jit_insn(struct bpf_jit *jit, struct bpf_prog *fp, int i)
 485 {
 486         struct bpf_insn *insn = &fp->insnsi[i];
 487         int jmp_off, last, insn_count = 1;
 488         unsigned int func_addr, mask;
 489         u32 dst_reg = insn->dst_reg;
 490         u32 src_reg = insn->src_reg;
 491         u32 *addrs = jit->addrs;
 492         s32 imm = insn->imm;
 493         s16 off = insn->off;
 494
 495         if (dst_reg == BPF_REG_AX || src_reg == BPF_REG_AX)
 496                 jit->seen |= SEEN_REG_AX;
 497         switch (insn->code) {
 498         /*
 499          * BPF_MOV
 500          */
 501         case BPF_ALU | BPF_MOV | BPF_X: /* dst = (u32) src */
 502                 /* llgfr %dst,%src */
 503                 EMIT4(0xb9160000, dst_reg, src_reg);
 504                 break;
 505         case BPF_ALU64 | BPF_MOV | BPF_X: /* dst = src */
 506                 /* lgr %dst,%src */
 507                 EMIT4(0xb9040000, dst_reg, src_reg);
 508                 break;
 509         case BPF_ALU | BPF_MOV | BPF_K: /* dst = (u32) imm */
 510                 /* llilf %dst,imm */
 511                 EMIT6_IMM(0xc00f0000, dst_reg, imm);
 512                 break;
 513         case BPF_ALU64 | BPF_MOV | BPF_K: /* dst = imm */
 514                 /* lgfi %dst,imm */
 515                 EMIT6_IMM(0xc0010000, dst_reg, imm);
 516                 break;
 517         /*
 518          * BPF_LD 64
 519          */
 520         case BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW: /* dst = (u64) imm */
 521         {
 522                 /* 16 byte instruction that uses two 'struct bpf_insn' */
 523                 u64 imm64;
 524
 525                 imm64 = (u64)(u32) insn[0].imm | ((u64)(u32) insn[1].imm) << 32;
 526                 /* lg %dst,<d(imm)>(%l) */
 527                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0004, dst_reg, REG_0, REG_L,
 528                               EMIT_CONST_U64(imm64));
 529                 insn_count = 2;
 530                 break;
 531         }
 532         /*
 533          * BPF_ADD
 534          */
 535         case BPF_ALU | BPF_ADD | BPF_X: /* dst = (u32) dst + (u32) src */
 536                 /* ar %dst,%src */
 537                 EMIT2(0x1a00, dst_reg, src_reg);
 538                 EMIT_ZERO(dst_reg);
 539                 break;
 540         case BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X: /* dst = dst + src */
 541                 /* agr %dst,%src */
 542                 EMIT4(0xb9080000, dst_reg, src_reg);
 543                 break;
 544         case BPF_ALU | BPF_ADD | BPF_K: /* dst = (u32) dst + (u32) imm */
 545                 if (!imm)
 546                         break;
 547                 /* alfi %dst,imm */
 548                 EMIT6_IMM(0xc20b0000, dst_reg, imm);
 549                 EMIT_ZERO(dst_reg);
 550                 break;
 551         case BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_K: /* dst = dst + imm */
 552                 if (!imm)
 553                         break;
 554                 /* agfi %dst,imm */
 555                 EMIT6_IMM(0xc2080000, dst_reg, imm);
 556                 break;
 557         /*
 558          * BPF_SUB
 559          */
 560         case BPF_ALU | BPF_SUB | BPF_X: /* dst = (u32) dst - (u32) src */
 561                 /* sr %dst,%src */
 562                 EMIT2(0x1b00, dst_reg, src_reg);
 563                 EMIT_ZERO(dst_reg);
 564                 break;
 565         case BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X: /* dst = dst - src */
 566                 /* sgr %dst,%src */
 567                 EMIT4(0xb9090000, dst_reg, src_reg);
 568                 break;
 569         case BPF_ALU | BPF_SUB | BPF_K: /* dst = (u32) dst - (u32) imm */
 570                 if (!imm)
 571                         break;
 572                 /* alfi %dst,-imm */
 573                 EMIT6_IMM(0xc20b0000, dst_reg, -imm);
 574                 EMIT_ZERO(dst_reg);
 575                 break;
 576         case BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_K: /* dst = dst - imm */
 577                 if (!imm)
 578                         break;
 579                 /* agfi %dst,-imm */
 580                 EMIT6_IMM(0xc2080000, dst_reg, -imm);
 581                 break;
 582         /*
 583          * BPF_MUL
 584          */
 585         case BPF_ALU | BPF_MUL | BPF_X: /* dst = (u32) dst * (u32) src */
 586                 /* msr %dst,%src */
 587                 EMIT4(0xb2520000, dst_reg, src_reg);
 588                 EMIT_ZERO(dst_reg);
 589                 break;
 590         case BPF_ALU64 | BPF_MUL | BPF_X: /* dst = dst * src */
 591                 /* msgr %dst,%src */
 592                 EMIT4(0xb90c0000, dst_reg, src_reg);
 593                 break;
 594         case BPF_ALU | BPF_MUL | BPF_K: /* dst = (u32) dst * (u32) imm */
 595                 if (imm == 1)
 596                         break;
 597                 /* msfi %r5,imm */
 598                 EMIT6_IMM(0xc2010000, dst_reg, imm);
 599                 EMIT_ZERO(dst_reg);
 600                 break;
 601         case BPF_ALU64 | BPF_MUL | BPF_K: /* dst = dst * imm */
 602                 if (imm == 1)
 603                         break;
 604                 /* msgfi %dst,imm */
 605                 EMIT6_IMM(0xc2000000, dst_reg, imm);
 606                 break;
 607         /*
 608          * BPF_DIV / BPF_MOD
 609          */
 610         case BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_X: /* dst = (u32) dst / (u32) src */
 611         case BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_X: /* dst = (u32) dst % (u32) src */
 612         {
 613                 int rc_reg = BPF_OP(insn->code) == BPF_DIV ? REG_W1 : REG_W0;
 614
 615                 jit->seen |= SEEN_RET0;
 616                 /* ltr %src,%src (if src == 0 goto fail) */
 617                 EMIT2(0x1200, src_reg, src_reg);
 618                 /* jz <ret0> */
 619                 EMIT4_PCREL(0xa7840000, jit->ret0_ip - jit->prg);
 620                 /* lhi %w0,0 */
 621                 EMIT4_IMM(0xa7080000, REG_W0, 0);
 622                 /* lr %w1,%dst */
 623                 EMIT2(0x1800, REG_W1, dst_reg);
 624                 /* dlr %w0,%src */
 625                 EMIT4(0xb9970000, REG_W0, src_reg);
 626                 /* llgfr %dst,%rc */
 627                 EMIT4(0xb9160000, dst_reg, rc_reg);
 628                 break;
 629         }
 630         case BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_X: /* dst = dst / src */
 631         case BPF_ALU64 | BPF_MOD | BPF_X: /* dst = dst % src */
 632         {
 633                 int rc_reg = BPF_OP(insn->code) == BPF_DIV ? REG_W1 : REG_W0;
 634
 635                 jit->seen |= SEEN_RET0;
 636                 /* ltgr %src,%src (if src == 0 goto fail) */
 637                 EMIT4(0xb9020000, src_reg, src_reg);
 638                 /* jz <ret0> */
 639                 EMIT4_PCREL(0xa7840000, jit->ret0_ip - jit->prg);
 640                 /* lghi %w0,0 */
 641                 EMIT4_IMM(0xa7090000, REG_W0, 0);
 642                 /* lgr %w1,%dst */
 643                 EMIT4(0xb9040000, REG_W1, dst_reg);
 644                 /* dlgr %w0,%dst */
 645                 EMIT4(0xb9870000, REG_W0, src_reg);
 646                 /* lgr %dst,%rc */
 647                 EMIT4(0xb9040000, dst_reg, rc_reg);
 648                 break;
 649         }
 650         case BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_K: /* dst = (u32) dst / (u32) imm */
 651         case BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_K: /* dst = (u32) dst % (u32) imm */
 652         {
 653                 int rc_reg = BPF_OP(insn->code) == BPF_DIV ? REG_W1 : REG_W0;
 654
 655                 if (imm == 1) {
 656                         if (BPF_OP(insn->code) == BPF_MOD)
 657                                 /* lhgi %dst,0 */
 658                                 EMIT4_IMM(0xa7090000, dst_reg, 0);
 659                         break;
 660                 }
 661                 /* lhi %w0,0 */
 662                 EMIT4_IMM(0xa7080000, REG_W0, 0);
 663                 /* lr %w1,%dst */
 664                 EMIT2(0x1800, REG_W1, dst_reg);
 665                 /* dl %w0,<d(imm)>(%l) */
 666                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0097, REG_W0, REG_0, REG_L,
 667                               EMIT_CONST_U32(imm));
 668                 /* llgfr %dst,%rc */
 669                 EMIT4(0xb9160000, dst_reg, rc_reg);
 670                 break;
 671         }
 672         case BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_K: /* dst = dst / imm */
 673         case BPF_ALU64 | BPF_MOD | BPF_K: /* dst = dst % imm */
 674         {
 675                 int rc_reg = BPF_OP(insn->code) == BPF_DIV ? REG_W1 : REG_W0;
 676
 677                 if (imm == 1) {
 678                         if (BPF_OP(insn->code) == BPF_MOD)
 679                                 /* lhgi %dst,0 */
 680                                 EMIT4_IMM(0xa7090000, dst_reg, 0);
 681                         break;
 682                 }
 683                 /* lghi %w0,0 */
 684                 EMIT4_IMM(0xa7090000, REG_W0, 0);
 685                 /* lgr %w1,%dst */
 686                 EMIT4(0xb9040000, REG_W1, dst_reg);
 687                 /* dlg %w0,<d(imm)>(%l) */
 688                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0087, REG_W0, REG_0, REG_L,
 689                               EMIT_CONST_U64(imm));
 690                 /* lgr %dst,%rc */
 691                 EMIT4(0xb9040000, dst_reg, rc_reg);
 692                 break;
 693         }
 694         /*
 695          * BPF_AND
 696          */
 697         case BPF_ALU | BPF_AND | BPF_X: /* dst = (u32) dst & (u32) src */
 698                 /* nr %dst,%src */
 699                 EMIT2(0x1400, dst_reg, src_reg);
 700                 EMIT_ZERO(dst_reg);
 701                 break;
 702         case BPF_ALU64 | BPF_AND | BPF_X: /* dst = dst & src */
 703                 /* ngr %dst,%src */
 704                 EMIT4(0xb9800000, dst_reg, src_reg);
 705                 break;
 706         case BPF_ALU | BPF_AND | BPF_K: /* dst = (u32) dst & (u32) imm */
 707                 /* nilf %dst,imm */
 708                 EMIT6_IMM(0xc00b0000, dst_reg, imm);
 709                 EMIT_ZERO(dst_reg);
 710                 break;
 711         case BPF_ALU64 | BPF_AND | BPF_K: /* dst = dst & imm */
 712                 /* ng %dst,<d(imm)>(%l) */
 713                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0080, dst_reg, REG_0, REG_L,
 714                               EMIT_CONST_U64(imm));
 715                 break;
 716         /*
 717          * BPF_OR
 718          */
 719         case BPF_ALU | BPF_OR | BPF_X: /* dst = (u32) dst | (u32) src */
 720                 /* or %dst,%src */
 721                 EMIT2(0x1600, dst_reg, src_reg);
 722                 EMIT_ZERO(dst_reg);
 723                 break;
 724         case BPF_ALU64 | BPF_OR | BPF_X: /* dst = dst | src */
 725                 /* ogr %dst,%src */
 726                 EMIT4(0xb9810000, dst_reg, src_reg);
 727                 break;
 728         case BPF_ALU | BPF_OR | BPF_K: /* dst = (u32) dst | (u32) imm */
 729                 /* oilf %dst,imm */
 730                 EMIT6_IMM(0xc00d0000, dst_reg, imm);
 731                 EMIT_ZERO(dst_reg);
 732                 break;
 733         case BPF_ALU64 | BPF_OR | BPF_K: /* dst = dst | imm */
 734                 /* og %dst,<d(imm)>(%l) */
 735                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0081, dst_reg, REG_0, REG_L,
 736                               EMIT_CONST_U64(imm));
 737                 break;
 738         /*
 739          * BPF_XOR
 740          */
 741         case BPF_ALU | BPF_XOR | BPF_X: /* dst = (u32) dst ^ (u32) src */
 742                 /* xr %dst,%src */
 743                 EMIT2(0x1700, dst_reg, src_reg);
 744                 EMIT_ZERO(dst_reg);
 745                 break;
 746         case BPF_ALU64 | BPF_XOR | BPF_X: /* dst = dst ^ src */
 747                 /* xgr %dst,%src */
 748                 EMIT4(0xb9820000, dst_reg, src_reg);
 749                 break;
 750         case BPF_ALU | BPF_XOR | BPF_K: /* dst = (u32) dst ^ (u32) imm */
 751                 if (!imm)
 752                         break;
 753                 /* xilf %dst,imm */
 754                 EMIT6_IMM(0xc0070000, dst_reg, imm);
 755                 EMIT_ZERO(dst_reg);
 756                 break;
 757         case BPF_ALU64 | BPF_XOR | BPF_K: /* dst = dst ^ imm */
 758                 /* xg %dst,<d(imm)>(%l) */
 759                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0082, dst_reg, REG_0, REG_L,
 760                               EMIT_CONST_U64(imm));
 761                 break;
 762         /*
 763          * BPF_LSH
 764          */
 765         case BPF_ALU | BPF_LSH | BPF_X: /* dst = (u32) dst << (u32) src */
 766                 /* sll %dst,0(%src) */
 767                 EMIT4_DISP(0x89000000, dst_reg, src_reg, 0);
 768                 EMIT_ZERO(dst_reg);
 769                 break;
 770         case BPF_ALU64 | BPF_LSH | BPF_X: /* dst = dst << src */
 771                 /* sllg %dst,%dst,0(%src) */
 772                 EMIT6_DISP_LH(0xeb000000, 0x000d, dst_reg, dst_reg, src_reg, 0);
 773                 break;
 774         case BPF_ALU | BPF_LSH | BPF_K: /* dst = (u32) dst << (u32) imm */
 775                 if (imm == 0)
 776                         break;
 777                 /* sll %dst,imm(%r0) */
 778                 EMIT4_DISP(0x89000000, dst_reg, REG_0, imm);
 779                 EMIT_ZERO(dst_reg);
 780                 break;
 781         case BPF_ALU64 | BPF_LSH | BPF_K: /* dst = dst << imm */
 782                 if (imm == 0)
 783                         break;
 784                 /* sllg %dst,%dst,imm(%r0) */
 785                 EMIT6_DISP_LH(0xeb000000, 0x000d, dst_reg, dst_reg, REG_0, imm);
 786                 break;
 787         /*
 788          * BPF_RSH
 789          */
 790         case BPF_ALU | BPF_RSH | BPF_X: /* dst = (u32) dst >> (u32) src */
 791                 /* srl %dst,0(%src) */
 792                 EMIT4_DISP(0x88000000, dst_reg, src_reg, 0);
 793                 EMIT_ZERO(dst_reg);
 794                 break;
 795         case BPF_ALU64 | BPF_RSH | BPF_X: /* dst = dst >> src */
 796                 /* srlg %dst,%dst,0(%src) */
 797                 EMIT6_DISP_LH(0xeb000000, 0x000c, dst_reg, dst_reg, src_reg, 0);
 798                 break;
 799         case BPF_ALU | BPF_RSH | BPF_K: /* dst = (u32) dst >> (u32) imm */
 800                 if (imm == 0)
 801                         break;
 802                 /* srl %dst,imm(%r0) */
 803                 EMIT4_DISP(0x88000000, dst_reg, REG_0, imm);
 804                 EMIT_ZERO(dst_reg);
 805                 break;
 806         case BPF_ALU64 | BPF_RSH | BPF_K: /* dst = dst >> imm */
 807                 if (imm == 0)
 808                         break;
 809                 /* srlg %dst,%dst,imm(%r0) */
 810                 EMIT6_DISP_LH(0xeb000000, 0x000c, dst_reg, dst_reg, REG_0, imm);
 811                 break;
 812         /*
 813          * BPF_ARSH
 814          */
 815         case BPF_ALU64 | BPF_ARSH | BPF_X: /* ((s64) dst) >>= src */
 816                 /* srag %dst,%dst,0(%src) */
 817                 EMIT6_DISP_LH(0xeb000000, 0x000a, dst_reg, dst_reg, src_reg, 0);
 818                 break;
 819         case BPF_ALU64 | BPF_ARSH | BPF_K: /* ((s64) dst) >>= imm */
 820                 if (imm == 0)
 821                         break;
 822                 /* srag %dst,%dst,imm(%r0) */
 823                 EMIT6_DISP_LH(0xeb000000, 0x000a, dst_reg, dst_reg, REG_0, imm);
 824                 break;
 825         /*
 826          * BPF_NEG
 827          */
 828         case BPF_ALU | BPF_NEG: /* dst = (u32) -dst */
 829                 /* lcr %dst,%dst */
 830                 EMIT2(0x1300, dst_reg, dst_reg);
 831                 EMIT_ZERO(dst_reg);
 832                 break;
 833         case BPF_ALU64 | BPF_NEG: /* dst = -dst */
 834                 /* lcgr %dst,%dst */
 835                 EMIT4(0xb9130000, dst_reg, dst_reg);
 836                 break;
 837         /*
 838          * BPF_FROM_BE/LE
 839          */
 840         case BPF_ALU | BPF_END | BPF_FROM_BE:
 841                 /* s390 is big endian, therefore only clear high order bytes */
 842                 switch (imm) {
 843                 case 16: /* dst = (u16) cpu_to_be16(dst) */
 844                         /* llghr %dst,%dst */
 845                         EMIT4(0xb9850000, dst_reg, dst_reg);
 846                         break;
 847                 case 32: /* dst = (u32) cpu_to_be32(dst) */
 848                         /* llgfr %dst,%dst */
 849                         EMIT4(0xb9160000, dst_reg, dst_reg);
 850                         break;
 851                 case 64: /* dst = (u64) cpu_to_be64(dst) */
 852                         break;
 853                 }
 854                 break;
 855         case BPF_ALU | BPF_END | BPF_FROM_LE:
 856                 switch (imm) {
 857                 case 16: /* dst = (u16) cpu_to_le16(dst) */
 858                         /* lrvr %dst,%dst */
 859                         EMIT4(0xb91f0000, dst_reg, dst_reg);
 860                         /* srl %dst,16(%r0) */
 861                         EMIT4_DISP(0x88000000, dst_reg, REG_0, 16);
 862                         /* llghr %dst,%dst */
 863                         EMIT4(0xb9850000, dst_reg, dst_reg);
 864                         break;
 865                 case 32: /* dst = (u32) cpu_to_le32(dst) */
 866                         /* lrvr %dst,%dst */
 867                         EMIT4(0xb91f0000, dst_reg, dst_reg);
 868                         /* llgfr %dst,%dst */
 869                         EMIT4(0xb9160000, dst_reg, dst_reg);
 870                         break;
 871                 case 64: /* dst = (u64) cpu_to_le64(dst) */
 872                         /* lrvgr %dst,%dst */
 873                         EMIT4(0xb90f0000, dst_reg, dst_reg);
 874                         break;
 875                 }
 876                 break;
 877         /*
 878          * BPF_ST(X)
 879          */
 880         case BPF_STX | BPF_MEM | BPF_B: /* *(u8 *)(dst + off) = src_reg */
 881                 /* stcy %src,off(%dst) */
 882                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0072, src_reg, dst_reg, REG_0, off);
 883                 jit->seen |= SEEN_MEM;
 884                 break;
 885         case BPF_STX | BPF_MEM | BPF_H: /* (u16 *)(dst + off) = src */
 886                 /* sthy %src,off(%dst) */
 887                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0070, src_reg, dst_reg, REG_0, off);
 888                 jit->seen |= SEEN_MEM;
 889                 break;
 890         case BPF_STX | BPF_MEM | BPF_W: /* *(u32 *)(dst + off) = src */
 891                 /* sty %src,off(%dst) */
 892                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0050, src_reg, dst_reg, REG_0, off);
 893                 jit->seen |= SEEN_MEM;
 894                 break;
 895         case BPF_STX | BPF_MEM | BPF_DW: /* (u64 *)(dst + off) = src */
 896                 /* stg %src,off(%dst) */
 897                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0024, src_reg, dst_reg, REG_0, off);
 898                 jit->seen |= SEEN_MEM;
 899                 break;
 900         case BPF_ST | BPF_MEM | BPF_B: /* *(u8 *)(dst + off) = imm */
 901                 /* lhi %w0,imm */
 902                 EMIT4_IMM(0xa7080000, REG_W0, (u8) imm);
 903                 /* stcy %w0,off(dst) */
 904                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0072, REG_W0, dst_reg, REG_0, off);
 905                 jit->seen |= SEEN_MEM;
 906                 break;
 907         case BPF_ST | BPF_MEM | BPF_H: /* (u16 *)(dst + off) = imm */
 908                 /* lhi %w0,imm */
 909                 EMIT4_IMM(0xa7080000, REG_W0, (u16) imm);
 910                 /* sthy %w0,off(dst) */
 911                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0070, REG_W0, dst_reg, REG_0, off);
 912                 jit->seen |= SEEN_MEM;
 913                 break;
 914         case BPF_ST | BPF_MEM | BPF_W: /* *(u32 *)(dst + off) = imm */
 915                 /* llilf %w0,imm  */
 916                 EMIT6_IMM(0xc00f0000, REG_W0, (u32) imm);
 917                 /* sty %w0,off(%dst) */
 918                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0050, REG_W0, dst_reg, REG_0, off);
 919                 jit->seen |= SEEN_MEM;
 920                 break;
 921         case BPF_ST | BPF_MEM | BPF_DW: /* *(u64 *)(dst + off) = imm */
 922                 /* lgfi %w0,imm */
 923                 EMIT6_IMM(0xc0010000, REG_W0, imm);
 924                 /* stg %w0,off(%dst) */
 925                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0024, REG_W0, dst_reg, REG_0, off);
 926                 jit->seen |= SEEN_MEM;
 927                 break;
 928         /*
 929          * BPF_STX XADD (atomic_add)
 930          */
 931         case BPF_STX | BPF_XADD | BPF_W: /* *(u32 *)(dst + off) += src */
 932                 /* laal %w0,%src,off(%dst) */
 933                 EMIT6_DISP_LH(0xeb000000, 0x00fa, REG_W0, src_reg,
 934                               dst_reg, off);
 935                 jit->seen |= SEEN_MEM;
 936                 break;
 937         case BPF_STX | BPF_XADD | BPF_DW: /* *(u64 *)(dst + off) += src */
 938                 /* laalg %w0,%src,off(%dst) */
 939                 EMIT6_DISP_LH(0xeb000000, 0x00ea, REG_W0, src_reg,
 940                               dst_reg, off);
 941                 jit->seen |= SEEN_MEM;
 942                 break;
 943         /*
 944          * BPF_LDX
 945          */
 946         case BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_B: /* dst = *(u8 *)(ul) (src + off) */
 947                 /* llgc %dst,0(off,%src) */
 948                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0090, dst_reg, src_reg, REG_0, off);
 949                 jit->seen |= SEEN_MEM;
 950                 break;
 951         case BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_H: /* dst = *(u16 *)(ul) (src + off) */
 952                 /* llgh %dst,0(off,%src) */
 953                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0091, dst_reg, src_reg, REG_0, off);
 954                 jit->seen |= SEEN_MEM;
 955                 break;
 956         case BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_W: /* dst = *(u32 *)(ul) (src + off) */
 957                 /* llgf %dst,off(%src) */
 958                 jit->seen |= SEEN_MEM;
 959                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0016, dst_reg, src_reg, REG_0, off);
 960                 break;
 961         case BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_DW: /* dst = *(u64 *)(ul) (src + off) */
 962                 /* lg %dst,0(off,%src) */
 963                 jit->seen |= SEEN_MEM;
 964                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0004, dst_reg, src_reg, REG_0, off);
 965                 break;
 966         /*
 967          * BPF_JMP / CALL
 968          */
 969         case BPF_JMP | BPF_CALL:
 970         {
 971                 /*
 972                  * b0 = (__bpf_call_base + imm)(b1, b2, b3, b4, b5)
 973                  */
 974                 const u64 func = (u64)__bpf_call_base + imm;
 975
 976                 REG_SET_SEEN(BPF_REG_5);
 977                 jit->seen |= SEEN_FUNC;
 978                 /* lg %w1,<d(imm)>(%l) */
 979                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0004, REG_W1, REG_0, REG_L,
 980                               EMIT_CONST_U64(func));
 981                 /* basr %r14,%w1 */
 982                 EMIT2(0x0d00, REG_14, REG_W1);
 983                 /* lgr %b0,%r2: load return value into %b0 */
 984                 EMIT4(0xb9040000, BPF_REG_0, REG_2);
 985                 if (bpf_helper_changes_pkt_data((void *)func)) {
 986                         jit->seen |= SEEN_SKB_CHANGE;
 987                         /* lg %b1,ST_OFF_SKBP(%r15) */
 988                         EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0004, BPF_REG_1, REG_0,
 989                                       REG_15, STK_OFF_SKBP);
 990                         emit_load_skb_data_hlen(jit);
 991                 }
 992                 break;
 993         }
 994         case BPF_JMP | BPF_TAIL_CALL:
 995                 /*
 996                  * Implicit input:
 997                  *  B1: pointer to ctx
 998                  *  B2: pointer to bpf_array
 999                  *  B3: index in bpf_array
1000                  */
1001                 jit->seen |= SEEN_TAIL_CALL;
1002
1003                 /*
1004                  * if (index >= array->map.max_entries)
1005                  *         goto out;
1006                  */
1007
1008                 /* llgf %w1,map.max_entries(%b2) */
1009                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0016, REG_W1, REG_0, BPF_REG_2,
1010                               offsetof(struct bpf_array, map.max_entries));
1011                 /* clgrj %b3,%w1,0xa,label0: if %b3 >= %w1 goto out */
1012                 EMIT6_PCREL_LABEL(0xec000000, 0x0065, BPF_REG_3,
1013                                   REG_W1, 0, 0xa);
1014
1015                 /*
1016                  * if (tail_call_cnt++ > MAX_TAIL_CALL_CNT)
1017                  *         goto out;
1018                  */
1019
1020                 if (jit->seen & SEEN_STACK)
1021                         off = STK_OFF_TCCNT + STK_OFF;
1022                 else
1023                         off = STK_OFF_TCCNT;
1024                 /* lhi %w0,1 */
1025                 EMIT4_IMM(0xa7080000, REG_W0, 1);
1026                 /* laal %w1,%w0,off(%r15) */
1027                 EMIT6_DISP_LH(0xeb000000, 0x00fa, REG_W1, REG_W0, REG_15, off);
1028                 /* clij %w1,MAX_TAIL_CALL_CNT,0x2,label0 */
1029                 EMIT6_PCREL_IMM_LABEL(0xec000000, 0x007f, REG_W1,
1030                                       MAX_TAIL_CALL_CNT, 0, 0x2);
1031
1032                 /*
1033                  * prog = array->ptrs[index];
1034                  * if (prog == NULL)
1035                  *         goto out;
1036                  */
1037
1038                 /* sllg %r1,%b3,3: %r1 = index * 8 */
1039                 EMIT6_DISP_LH(0xeb000000, 0x000d, REG_1, BPF_REG_3, REG_0, 3);
1040                 /* lg %r1,prog(%b2,%r1) */
1041                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0004, REG_1, BPF_REG_2,
1042                               REG_1, offsetof(struct bpf_array, ptrs));
1043                 /* clgij %r1,0,0x8,label0 */
1044                 EMIT6_PCREL_IMM_LABEL(0xec000000, 0x007d, REG_1, 0, 0, 0x8);
1045
1046                 /*
1047                  * Restore registers before calling function
1048                  */
1049                 save_restore_regs(jit, REGS_RESTORE);
1050
1051                 /*
1052                  * goto *(prog->bpf_func + tail_call_start);
1053                  */
1054
1055                 /* lg %r1,bpf_func(%r1) */
1056                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0004, REG_1, REG_1, REG_0,
1057                               offsetof(struct bpf_prog, bpf_func));
1058                 /* bc 0xf,tail_call_start(%r1) */
1059                 _EMIT4(0x47f01000 + jit->tail_call_start);
1060                 /* out: */
1061                 jit->labels[0] = jit->prg;
1062                 break;
1063         case BPF_JMP | BPF_EXIT: /* return b0 */
1064                 last = (i == fp->len - 1) ? 1 : 0;
1065                 if (last && !(jit->seen & SEEN_RET0))
1066                         break;
1067                 /* j <exit> */
1068                 EMIT4_PCREL(0xa7f40000, jit->exit_ip - jit->prg);
1069                 break;
1070         /*
1071          * Branch relative (number of skipped instructions) to offset on
1072          * condition.
1073          *
1074          * Condition code to mask mapping:
1075          *
1076          * CC | Description        | Mask
1077          * ------------------------------
1078          * 0  | Operands equal     |    8
1079          * 1  | First operand low  |    4
1080          * 2  | First operand high |    2
1081          * 3  | Unused             |    1
1082          *
1083          * For s390x relative branches: ip = ip + off_bytes
1084          * For BPF relative branches:   insn = insn + off_insns + 1
1085          *
1086          * For example for s390x with offset 0 we jump to the branch
1087          * instruction itself (loop) and for BPF with offset 0 we
1088          * branch to the instruction behind the branch.
1089          */
1090         case BPF_JMP | BPF_JA: /* if (true) */
1091                 mask = 0xf000; /* j */
1092                 goto branch_oc;
1093         case BPF_JMP | BPF_JSGT | BPF_K: /* ((s64) dst > (s64) imm) */
1094                 mask = 0x2000; /* jh */
1095                 goto branch_ks;
1096         case BPF_JMP | BPF_JSGE | BPF_K: /* ((s64) dst >= (s64) imm) */
1097                 mask = 0xa000; /* jhe */
1098                 goto branch_ks;
1099         case BPF_JMP | BPF_JGT | BPF_K: /* (dst_reg > imm) */
1100                 mask = 0x2000; /* jh */
1101                 goto branch_ku;
1102         case BPF_JMP | BPF_JGE | BPF_K: /* (dst_reg >= imm) */
1103                 mask = 0xa000; /* jhe */
1104                 goto branch_ku;
1105         case BPF_JMP | BPF_JNE | BPF_K: /* (dst_reg != imm) */
1106                 mask = 0x7000; /* jne */
1107                 goto branch_ku;
1108         case BPF_JMP | BPF_JEQ | BPF_K: /* (dst_reg == imm) */
1109                 mask = 0x8000; /* je */
1110                 goto branch_ku;
1111         case BPF_JMP | BPF_JSET | BPF_K: /* (dst_reg & imm) */
1112                 mask = 0x7000; /* jnz */
1113                 /* lgfi %w1,imm (load sign extend imm) */
1114                 EMIT6_IMM(0xc0010000, REG_W1, imm);
1115                 /* ngr %w1,%dst */
1116                 EMIT4(0xb9800000, REG_W1, dst_reg);
1117                 goto branch_oc;
1118
1119         case BPF_JMP | BPF_JSGT | BPF_X: /* ((s64) dst > (s64) src) */
1120                 mask = 0x2000; /* jh */
1121                 goto branch_xs;
1122         case BPF_JMP | BPF_JSGE | BPF_X: /* ((s64) dst >= (s64) src) */
1123                 mask = 0xa000; /* jhe */
1124                 goto branch_xs;
1125         case BPF_JMP | BPF_JGT | BPF_X: /* (dst > src) */
1126                 mask = 0x2000; /* jh */
1127                 goto branch_xu;
1128         case BPF_JMP | BPF_JGE | BPF_X: /* (dst >= src) */
1129                 mask = 0xa000; /* jhe */
1130                 goto branch_xu;
1131         case BPF_JMP | BPF_JNE | BPF_X: /* (dst != src) */
1132                 mask = 0x7000; /* jne */
1133                 goto branch_xu;
1134         case BPF_JMP | BPF_JEQ | BPF_X: /* (dst == src) */
1135                 mask = 0x8000; /* je */
1136                 goto branch_xu;
1137         case BPF_JMP | BPF_JSET | BPF_X: /* (dst & src) */
1138                 mask = 0x7000; /* jnz */
1139                 /* ngrk %w1,%dst,%src */
1140                 EMIT4_RRF(0xb9e40000, REG_W1, dst_reg, src_reg);
1141                 goto branch_oc;
1142 branch_ks:
1143                 /* lgfi %w1,imm (load sign extend imm) */
1144                 EMIT6_IMM(0xc0010000, REG_W1, imm);
1145                 /* cgrj %dst,%w1,mask,off */
1146                 EMIT6_PCREL(0xec000000, 0x0064, dst_reg, REG_W1, i, off, mask);
1147                 break;
1148 branch_ku:
1149                 /* lgfi %w1,imm (load sign extend imm) */
1150                 EMIT6_IMM(0xc0010000, REG_W1, imm);
1151                 /* clgrj %dst,%w1,mask,off */
1152                 EMIT6_PCREL(0xec000000, 0x0065, dst_reg, REG_W1, i, off, mask);
1153                 break;
1154 branch_xs:
1155                 /* cgrj %dst,%src,mask,off */
1156                 EMIT6_PCREL(0xec000000, 0x0064, dst_reg, src_reg, i, off, mask);
1157                 break;
1158 branch_xu:
1159                 /* clgrj %dst,%src,mask,off */
1160                 EMIT6_PCREL(0xec000000, 0x0065, dst_reg, src_reg, i, off, mask);
1161                 break;
1162 branch_oc:
1163                 /* brc mask,jmp_off (branch instruction needs 4 bytes) */
1164                 jmp_off = addrs[i + off + 1] - (addrs[i + 1] - 4);
1165                 EMIT4_PCREL(0xa7040000 | mask << 8, jmp_off);
1166                 break;
1167         /*
1168          * BPF_LD
1169          */
1170         case BPF_LD | BPF_ABS | BPF_B: /* b0 = *(u8 *) (skb->data+imm) */
1171         case BPF_LD | BPF_IND | BPF_B: /* b0 = *(u8 *) (skb->data+imm+src) */
1172                 if ((BPF_MODE(insn->code) == BPF_ABS) && (imm >= 0))
1173                         func_addr = __pa(sk_load_byte_pos);
1174                 else
1175                         func_addr = __pa(sk_load_byte);
1176                 goto call_fn;
1177         case BPF_LD | BPF_ABS | BPF_H: /* b0 = *(u16 *) (skb->data+imm) */
1178         case BPF_LD | BPF_IND | BPF_H: /* b0 = *(u16 *) (skb->data+imm+src) */
1179                 if ((BPF_MODE(insn->code) == BPF_ABS) && (imm >= 0))
1180                         func_addr = __pa(sk_load_half_pos);
1181                 else
1182                         func_addr = __pa(sk_load_half);
1183                 goto call_fn;
1184         case BPF_LD | BPF_ABS | BPF_W: /* b0 = *(u32 *) (skb->data+imm) */
1185         case BPF_LD | BPF_IND | BPF_W: /* b0 = *(u32 *) (skb->data+imm+src) */
1186                 if ((BPF_MODE(insn->code) == BPF_ABS) && (imm >= 0))
1187                         func_addr = __pa(sk_load_word_pos);
1188                 else
1189                         func_addr = __pa(sk_load_word);
1190                 goto call_fn;
1191 call_fn:
1192                 jit->seen |= SEEN_SKB | SEEN_RET0 | SEEN_FUNC;
1193                 REG_SET_SEEN(REG_14); /* Return address of possible func call */
1194
1195                 /*
1196                  * Implicit input:
1197                  *  BPF_REG_6    (R7) : skb pointer
1198                  *  REG_SKB_DATA (R12): skb data pointer (if no BPF_REG_AX)
1199                  *
1200                  * Calculated input:
1201                  *  BPF_REG_2    (R3) : offset of byte(s) to fetch in skb
1202                  *  BPF_REG_5    (R6) : return address
1203                  *
1204                  * Output:
1205                  *  BPF_REG_0    (R14): data read from skb
1206                  *
1207                  * Scratch registers (BPF_REG_1-5)
1208                  */
1209
1210                 /* Call function: llilf %w1,func_addr  */
1211                 EMIT6_IMM(0xc00f0000, REG_W1, func_addr);
1212
1213                 /* Offset: lgfi %b2,imm */
1214                 EMIT6_IMM(0xc0010000, BPF_REG_2, imm);
1215                 if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_IND)
1216                         /* agfr %b2,%src (%src is s32 here) */
1217                         EMIT4(0xb9180000, BPF_REG_2, src_reg);
1218
1219                 /* Reload REG_SKB_DATA if BPF_REG_AX is used */
1220                 if (jit->seen & SEEN_REG_AX)
1221                         /* lg %skb_data,data_off(%b6) */
1222                         EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0004, REG_SKB_DATA, REG_0,
1223                                       BPF_REG_6, offsetof(struct sk_buff, data));
1224                 /* basr %b5,%w1 (%b5 is call saved) */
1225                 EMIT2(0x0d00, BPF_REG_5, REG_W1);
1226
1227                 /*
1228                  * Note: For fast access we jump directly after the
1229                  * jnz instruction from bpf_jit.S
1230                  */
1231                 /* jnz <ret0> */
1232                 EMIT4_PCREL(0xa7740000, jit->ret0_ip - jit->prg);
1233                 break;
1234         default: /* too complex, give up */
1235                 pr_err("Unknown opcode %02x\n", insn->code);
1236                 return -1;
1237         }
1238         return insn_count;
1239 }
1240
1241 /*
1242  * Compile eBPF program into s390x code
1243  */
1244 static int bpf_jit_prog(struct bpf_jit *jit, struct bpf_prog *fp)
1245 {
1246         int i, insn_count;
1247
1248         jit->lit = jit->lit_start;
1249         jit->prg = 0;
1250
1251         bpf_jit_prologue(jit);
1252         for (i = 0; i < fp->len; i += insn_count) {
1253                 insn_count = bpf_jit_insn(jit, fp, i);
1254                 if (insn_count < 0)
1255                         return -1;
1256                 /* Next instruction address */
1257                 jit->addrs[i + insn_count] = jit->prg;
1258         }
1259         bpf_jit_epilogue(jit);
1260
1261         jit->lit_start = jit->prg;
1262         jit->size = jit->lit;
1263         jit->size_prg = jit->prg;
1264         return 0;
1265 }
1266
1267 /*
1268  * Compile eBPF program "fp"
1269  */
1270 struct bpf_prog *bpf_int_jit_compile(struct bpf_prog *fp)
1271 {
1272         struct bpf_prog *tmp, *orig_fp = fp;
1273         struct bpf_binary_header *header;
1274         bool tmp_blinded = false;
1275         struct bpf_jit jit;
1276         int pass;
1277
1278         if (!bpf_jit_enable)
1279                 return orig_fp;
1280
1281         tmp = bpf_jit_blind_constants(fp);
1282         /*
1283          * If blinding was requested and we failed during blinding,
1284          * we must fall back to the interpreter.
1285          */
1286         if (IS_ERR(tmp))
1287                 return orig_fp;
1288         if (tmp != fp) {
1289                 tmp_blinded = true;
1290                 fp = tmp;
1291         }
1292
1293         memset(&jit, 0, sizeof(jit));
1294         jit.addrs = kcalloc(fp->len + 1, sizeof(*jit.addrs), GFP_KERNEL);
1295         if (jit.addrs == NULL) {
1296                 fp = orig_fp;
1297                 goto out;
1298         }
1299         /*
1300          * Three initial passes:
1301          *   - 1/2: Determine clobbered registers
1302          *   - 3:   Calculate program size and addrs arrray
1303          */
1304         for (pass = 1; pass <= 3; pass++) {
1305                 if (bpf_jit_prog(&jit, fp)) {
1306                         fp = orig_fp;
1307                         goto free_addrs;
1308                 }
1309         }
1310         /*
1311          * Final pass: Allocate and generate program
1312          */
1313         if (jit.size >= BPF_SIZE_MAX) {
1314                 fp = orig_fp;
1315                 goto free_addrs;
1316         }
1317         header = bpf_jit_binary_alloc(jit.size, &jit.prg_buf, 2, jit_fill_hole);
1318         if (!header) {
1319                 fp = orig_fp;
1320                 goto free_addrs;
1321         }
1322         if (bpf_jit_prog(&jit, fp)) {
1323                 fp = orig_fp;
1324                 goto free_addrs;
1325         }
1326         if (bpf_jit_enable > 1) {
1327                 bpf_jit_dump(fp->len, jit.size, pass, jit.prg_buf);
1328                 print_fn_code(jit.prg_buf, jit.size_prg);
1329         }
1330         bpf_jit_binary_lock_ro(header);
1331         fp->bpf_func = (void *) jit.prg_buf;
1332         fp->jited = 1;
1333         fp->jited_len = jit.size;
1334 free_addrs:
1335         kfree(jit.addrs);
1336 out:
1337         if (tmp_blinded)
1338                 bpf_jit_prog_release_other(fp, fp == orig_fp ?
1339                                            tmp : orig_fp);
1340         return fp;
1341 }