arch/arm/net/bpf_jit_32.c

   1 /*
   2  * Just-In-Time compiler for BPF filters on 32bit ARM
   3  *
   4  * Copyright (c) 2011 Mircea Gherzan <mgherzan@gmail.com>
   5  *
   6  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
   7  * under the terms of the GNU General Public License as published by the
   8  * Free Software Foundation; version 2 of the License.
   9  */
  10
  11 #include <linux/bitops.h>
  12 #include <linux/compiler.h>
  13 #include <linux/errno.h>
  14 #include <linux/filter.h>
  15 #include <linux/moduleloader.h>
  16 #include <linux/netdevice.h>
  17 #include <linux/string.h>
  18 #include <linux/slab.h>
  19 #include <linux/if_vlan.h>
  20 #include <asm/cacheflush.h>
  21 #include <asm/hwcap.h>
  22
  23 #include "bpf_jit_32.h"
  24
  25 /*
  26  * ABI:
  27  *
  28  * r0   scratch register
  29  * r4   BPF register A
  30  * r5   BPF register X
  31  * r6   pointer to the skb
  32  * r7   skb->data
  33  * r8   skb_headlen(skb)
  34  */
  35
  36 #define r_scratch       ARM_R0
  37 /* r1-r3 are (also) used for the unaligned loads on the non-ARMv7 slowpath */
  38 #define r_off           ARM_R1
  39 #define r_A             ARM_R4
  40 #define r_X             ARM_R5
  41 #define r_skb           ARM_R6
  42 #define r_skb_data      ARM_R7
  43 #define r_skb_hl        ARM_R8
  44
  45 #define SCRATCH_SP_OFFSET       0
  46 #define SCRATCH_OFF(k)          (SCRATCH_SP_OFFSET + 4 * (k))
  47
  48 #define SEEN_MEM                ((1 << BPF_MEMWORDS) - 1)
  49 #define SEEN_MEM_WORD(k)        (1 << (k))
  50 #define SEEN_X                  (1 << BPF_MEMWORDS)
  51 #define SEEN_CALL               (1 << (BPF_MEMWORDS + 1))
  52 #define SEEN_SKB                (1 << (BPF_MEMWORDS + 2))
  53 #define SEEN_DATA               (1 << (BPF_MEMWORDS + 3))
  54
  55 #define FLAG_NEED_X_RESET       (1 << 0)
  56
  57 struct jit_ctx {
  58         const struct sk_filter *skf;
  59         unsigned idx;
  60         unsigned prologue_bytes;
  61         int ret0_fp_idx;
  62         u32 seen;
  63         u32 flags;
  64         u32 *offsets;
  65         u32 *target;
  66 #if __LINUX_ARM_ARCH__ < 7
  67         u16 epilogue_bytes;
  68         u16 imm_count;
  69         u32 *imms;
  70 #endif
  71 };
  72
  73 int bpf_jit_enable __read_mostly;
  74
  75 static u64 jit_get_skb_b(struct sk_buff *skb, unsigned offset)
  76 {
  77         u8 ret;
  78         int err;
  79
  80         err = skb_copy_bits(skb, offset, &ret, 1);
  81
  82         return (u64)err << 32 | ret;
  83 }
  84
  85 static u64 jit_get_skb_h(struct sk_buff *skb, unsigned offset)
  86 {
  87         u16 ret;
  88         int err;
  89
  90         err = skb_copy_bits(skb, offset, &ret, 2);
  91
  92         return (u64)err << 32 | ntohs(ret);
  93 }
  94
  95 static u64 jit_get_skb_w(struct sk_buff *skb, unsigned offset)
  96 {
  97         u32 ret;
  98         int err;
  99
 100         err = skb_copy_bits(skb, offset, &ret, 4);
 101
 102         return (u64)err << 32 | ntohl(ret);
 103 }
 104
 105 /*
 106  * Wrapper that handles both OABI and EABI and assures Thumb2 interworking
 107  * (where the assembly routines like __aeabi_uidiv could cause problems).
 108  */
 109 static u32 jit_udiv(u32 dividend, u32 divisor)
 110 {
 111         return dividend / divisor;
 112 }
 113
 114 static inline void _emit(int cond, u32 inst, struct jit_ctx *ctx)
 115 {
 116         if (ctx->target != NULL)
 117                 ctx->target[ctx->idx] = inst | (cond << 28);
 118
 119         ctx->idx++;
 120 }
 121
 122 /*
 123  * Emit an instruction that will be executed unconditionally.
 124  */
 125 static inline void emit(u32 inst, struct jit_ctx *ctx)
 126 {
 127         _emit(ARM_COND_AL, inst, ctx);
 128 }
 129
 130 static u16 saved_regs(struct jit_ctx *ctx)
 131 {
 132         u16 ret = 0;
 133
 134         if ((ctx->skf->len > 1) ||
 135             (ctx->skf->insns[0].code == BPF_S_RET_A))
 136                 ret |= 1 << r_A;
 137
 138 #ifdef CONFIG_FRAME_POINTER
 139         ret |= (1 << ARM_FP) | (1 << ARM_IP) | (1 << ARM_LR) | (1 << ARM_PC);
 140 #else
 141         if (ctx->seen & SEEN_CALL)
 142                 ret |= 1 << ARM_LR;
 143 #endif
 144         if (ctx->seen & (SEEN_DATA | SEEN_SKB))
 145                 ret |= 1 << r_skb;
 146         if (ctx->seen & SEEN_DATA)
 147                 ret |= (1 << r_skb_data) | (1 << r_skb_hl);
 148         if (ctx->seen & SEEN_X)
 149                 ret |= 1 << r_X;
 150
 151         return ret;
 152 }
 153
 154 static inline int mem_words_used(struct jit_ctx *ctx)
 155 {
 156         /* yes, we do waste some stack space IF there are "holes" in the set" */
 157         return fls(ctx->seen & SEEN_MEM);
 158 }
 159
 160 static inline bool is_load_to_a(u16 inst)
 161 {
 162         switch (inst) {
 163         case BPF_S_LD_W_LEN:
 164         case BPF_S_LD_W_ABS:
 165         case BPF_S_LD_H_ABS:
 166         case BPF_S_LD_B_ABS:
 167         case BPF_S_ANC_CPU:
 168         case BPF_S_ANC_IFINDEX:
 169         case BPF_S_ANC_MARK:
 170         case BPF_S_ANC_PROTOCOL:
 171         case BPF_S_ANC_RXHASH:
 172         case BPF_S_ANC_VLAN_TAG:
 173         case BPF_S_ANC_VLAN_TAG_PRESENT:
 174         case BPF_S_ANC_QUEUE:
 175                 return true;
 176         default:
 177                 return false;
 178         }
 179 }
 180
 181 static void build_prologue(struct jit_ctx *ctx)
 182 {
 183         u16 reg_set = saved_regs(ctx);
 184         u16 first_inst = ctx->skf->insns[0].code;
 185         u16 off;
 186
 187 #ifdef CONFIG_FRAME_POINTER
 188         emit(ARM_MOV_R(ARM_IP, ARM_SP), ctx);
 189         emit(ARM_PUSH(reg_set), ctx);
 190         emit(ARM_SUB_I(ARM_FP, ARM_IP, 4), ctx);
 191 #else
 192         if (reg_set)
 193                 emit(ARM_PUSH(reg_set), ctx);
 194 #endif
 195
 196         if (ctx->seen & (SEEN_DATA | SEEN_SKB))
 197                 emit(ARM_MOV_R(r_skb, ARM_R0), ctx);
 198
 199         if (ctx->seen & SEEN_DATA) {
 200                 off = offsetof(struct sk_buff, data);
 201                 emit(ARM_LDR_I(r_skb_data, r_skb, off), ctx);
 202                 /* headlen = len - data_len */
 203                 off = offsetof(struct sk_buff, len);
 204                 emit(ARM_LDR_I(r_skb_hl, r_skb, off), ctx);
 205                 off = offsetof(struct sk_buff, data_len);
 206                 emit(ARM_LDR_I(r_scratch, r_skb, off), ctx);
 207                 emit(ARM_SUB_R(r_skb_hl, r_skb_hl, r_scratch), ctx);
 208         }
 209
 210         if (ctx->flags & FLAG_NEED_X_RESET)
 211                 emit(ARM_MOV_I(r_X, 0), ctx);
 212
 213         /* do not leak kernel data to userspace */
 214         if ((first_inst != BPF_S_RET_K) && !(is_load_to_a(first_inst)))
 215                 emit(ARM_MOV_I(r_A, 0), ctx);
 216
 217         /* stack space for the BPF_MEM words */
 218         if (ctx->seen & SEEN_MEM)
 219                 emit(ARM_SUB_I(ARM_SP, ARM_SP, mem_words_used(ctx) * 4), ctx);
 220 }
 221
 222 static void build_epilogue(struct jit_ctx *ctx)
 223 {
 224         u16 reg_set = saved_regs(ctx);
 225
 226         if (ctx->seen & SEEN_MEM)
 227                 emit(ARM_ADD_I(ARM_SP, ARM_SP, mem_words_used(ctx) * 4), ctx);
 228
 229         reg_set &= ~(1 << ARM_LR);
 230
 231 #ifdef CONFIG_FRAME_POINTER
 232         /* the first instruction of the prologue was: mov ip, sp */
 233         reg_set &= ~(1 << ARM_IP);
 234         reg_set |= (1 << ARM_SP);
 235         emit(ARM_LDM(ARM_SP, reg_set), ctx);
 236 #else
 237         if (reg_set) {
 238                 if (ctx->seen & SEEN_CALL)
 239                         reg_set |= 1 << ARM_PC;
 240                 emit(ARM_POP(reg_set), ctx);
 241         }
 242
 243         if (!(ctx->seen & SEEN_CALL))
 244                 emit(ARM_BX(ARM_LR), ctx);
 245 #endif
 246 }
 247
 248 static int16_t imm8m(u32 x)
 249 {
 250         u32 rot;
 251
 252         for (rot = 0; rot < 16; rot++)
 253                 if ((x & ~ror32(0xff, 2 * rot)) == 0)
 254                         return rol32(x, 2 * rot) | (rot << 8);
 255
 256         return -1;
 257 }
 258
 259 #if __LINUX_ARM_ARCH__ < 7
 260
 261 static u16 imm_offset(u32 k, struct jit_ctx *ctx)
 262 {
 263         unsigned i = 0, offset;
 264         u16 imm;
 265
 266         /* on the "fake" run we just count them (duplicates included) */
 267         if (ctx->target == NULL) {
 268                 ctx->imm_count++;
 269                 return 0;
 270         }
 271
 272         while ((i < ctx->imm_count) && ctx->imms[i]) {
 273                 if (ctx->imms[i] == k)
 274                         break;
 275                 i++;
 276         }
 277
 278         if (ctx->imms[i] == 0)
 279                 ctx->imms[i] = k;
 280
 281         /* constants go just after the epilogue */
 282         offset =  ctx->offsets[ctx->skf->len];
 283         offset += ctx->prologue_bytes;
 284         offset += ctx->epilogue_bytes;
 285         offset += i * 4;
 286
 287         ctx->target[offset / 4] = k;
 288
 289         /* PC in ARM mode == address of the instruction + 8 */
 290         imm = offset - (8 + ctx->idx * 4);
 291
 292         return imm;
 293 }
 294
 295 #endif /* __LINUX_ARM_ARCH__ */
 296
 297 /*
 298  * Move an immediate that's not an imm8m to a core register.
 299  */
 300 static inline void emit_mov_i_no8m(int rd, u32 val, struct jit_ctx *ctx)
 301 {
 302 #if __LINUX_ARM_ARCH__ < 7
 303         emit(ARM_LDR_I(rd, ARM_PC, imm_offset(val, ctx)), ctx);
 304 #else
 305         emit(ARM_MOVW(rd, val & 0xffff), ctx);
 306         if (val > 0xffff)
 307                 emit(ARM_MOVT(rd, val >> 16), ctx);
 308 #endif
 309 }
 310
 311 static inline void emit_mov_i(int rd, u32 val, struct jit_ctx *ctx)
 312 {
 313         int imm12 = imm8m(val);
 314
 315         if (imm12 >= 0)
 316                 emit(ARM_MOV_I(rd, imm12), ctx);
 317         else
 318                 emit_mov_i_no8m(rd, val, ctx);
 319 }
 320
 321 #if __LINUX_ARM_ARCH__ < 6
 322
 323 static void emit_load_be32(u8 cond, u8 r_res, u8 r_addr, struct jit_ctx *ctx)
 324 {
 325         _emit(cond, ARM_LDRB_I(ARM_R3, r_addr, 1), ctx);
 326         _emit(cond, ARM_LDRB_I(ARM_R1, r_addr, 0), ctx);
 327         _emit(cond, ARM_LDRB_I(ARM_R2, r_addr, 3), ctx);
 328         _emit(cond, ARM_LSL_I(ARM_R3, ARM_R3, 16), ctx);
 329         _emit(cond, ARM_LDRB_I(ARM_R0, r_addr, 2), ctx);
 330         _emit(cond, ARM_ORR_S(ARM_R3, ARM_R3, ARM_R1, SRTYPE_LSL, 24), ctx);
 331         _emit(cond, ARM_ORR_R(ARM_R3, ARM_R3, ARM_R2), ctx);
 332         _emit(cond, ARM_ORR_S(r_res, ARM_R3, ARM_R0, SRTYPE_LSL, 8), ctx);
 333 }
 334
 335 static void emit_load_be16(u8 cond, u8 r_res, u8 r_addr, struct jit_ctx *ctx)
 336 {
 337         _emit(cond, ARM_LDRB_I(ARM_R1, r_addr, 0), ctx);
 338         _emit(cond, ARM_LDRB_I(ARM_R2, r_addr, 1), ctx);
 339         _emit(cond, ARM_ORR_S(r_res, ARM_R2, ARM_R1, SRTYPE_LSL, 8), ctx);
 340 }
 341
 342 static inline void emit_swap16(u8 r_dst, u8 r_src, struct jit_ctx *ctx)
 343 {
 344         emit(ARM_LSL_R(ARM_R1, r_src, 8), ctx);
 345         emit(ARM_ORR_S(r_dst, ARM_R1, r_src, SRTYPE_LSL, 8), ctx);
 346         emit(ARM_LSL_I(r_dst, r_dst, 8), ctx);
 347         emit(ARM_LSL_R(r_dst, r_dst, 8), ctx);
 348 }
 349
 350 #else  /* ARMv6+ */
 351
 352 static void emit_load_be32(u8 cond, u8 r_res, u8 r_addr, struct jit_ctx *ctx)
 353 {
 354         _emit(cond, ARM_LDR_I(r_res, r_addr, 0), ctx);
 355 #ifdef __LITTLE_ENDIAN
 356         _emit(cond, ARM_REV(r_res, r_res), ctx);
 357 #endif
 358 }
 359
 360 static void emit_load_be16(u8 cond, u8 r_res, u8 r_addr, struct jit_ctx *ctx)
 361 {
 362         _emit(cond, ARM_LDRH_I(r_res, r_addr, 0), ctx);
 363 #ifdef __LITTLE_ENDIAN
 364         _emit(cond, ARM_REV16(r_res, r_res), ctx);
 365 #endif
 366 }
 367
 368 static inline void emit_swap16(u8 r_dst __maybe_unused,
 369                                u8 r_src __maybe_unused,
 370                                struct jit_ctx *ctx __maybe_unused)
 371 {
 372 #ifdef __LITTLE_ENDIAN
 373         emit(ARM_REV16(r_dst, r_src), ctx);
 374 #endif
 375 }
 376
 377 #endif /* __LINUX_ARM_ARCH__ < 6 */
 378
 379
 380 /* Compute the immediate value for a PC-relative branch. */
 381 static inline u32 b_imm(unsigned tgt, struct jit_ctx *ctx)
 382 {
 383         u32 imm;
 384
 385         if (ctx->target == NULL)
 386                 return 0;
 387         /*
 388          * BPF allows only forward jumps and the offset of the target is
 389          * still the one computed during the first pass.
 390          */
 391         imm  = ctx->offsets[tgt] + ctx->prologue_bytes - (ctx->idx * 4 + 8);
 392
 393         return imm >> 2;
 394 }
 395
 396 #define OP_IMM3(op, r1, r2, imm_val, ctx)                               \
 397         do {                                                            \
 398                 imm12 = imm8m(imm_val);                                 \
 399                 if (imm12 < 0) {                                        \
 400                         emit_mov_i_no8m(r_scratch, imm_val, ctx);       \
 401                         emit(op ## _R((r1), (r2), r_scratch), ctx);     \
 402                 } else {                                                \
 403                         emit(op ## _I((r1), (r2), imm12), ctx);         \
 404                 }                                                       \
 405         } while (0)
 406
 407 static inline void emit_err_ret(u8 cond, struct jit_ctx *ctx)
 408 {
 409         if (ctx->ret0_fp_idx >= 0) {
 410                 _emit(cond, ARM_B(b_imm(ctx->ret0_fp_idx, ctx)), ctx);
 411                 /* NOP to keep the size constant between passes */
 412                 emit(ARM_MOV_R(ARM_R0, ARM_R0), ctx);
 413         } else {
 414                 _emit(cond, ARM_MOV_I(ARM_R0, 0), ctx);
 415                 _emit(cond, ARM_B(b_imm(ctx->skf->len, ctx)), ctx);
 416         }
 417 }
 418
 419 static inline void emit_blx_r(u8 tgt_reg, struct jit_ctx *ctx)
 420 {
 421 #if __LINUX_ARM_ARCH__ < 5
 422         emit(ARM_MOV_R(ARM_LR, ARM_PC), ctx);
 423
 424         if (elf_hwcap & HWCAP_THUMB)
 425                 emit(ARM_BX(tgt_reg), ctx);
 426         else
 427                 emit(ARM_MOV_R(ARM_PC, tgt_reg), ctx);
 428 #else
 429         emit(ARM_BLX_R(tgt_reg), ctx);
 430 #endif
 431 }
 432
 433 static inline void emit_udiv(u8 rd, u8 rm, u8 rn, struct jit_ctx *ctx)
 434 {
 435 #if __LINUX_ARM_ARCH__ == 7
 436         if (elf_hwcap & HWCAP_IDIVA) {
 437                 emit(ARM_UDIV(rd, rm, rn), ctx);
 438                 return;
 439         }
 440 #endif
 441         if (rm != ARM_R0)
 442                 emit(ARM_MOV_R(ARM_R0, rm), ctx);
 443         if (rn != ARM_R1)
 444                 emit(ARM_MOV_R(ARM_R1, rn), ctx);
 445
 446         ctx->seen |= SEEN_CALL;
 447         emit_mov_i(ARM_R3, (u32)jit_udiv, ctx);
 448         emit_blx_r(ARM_R3, ctx);
 449
 450         if (rd != ARM_R0)
 451                 emit(ARM_MOV_R(rd, ARM_R0), ctx);
 452 }
 453
 454 static inline void update_on_xread(struct jit_ctx *ctx)
 455 {
 456         if (!(ctx->seen & SEEN_X))
 457                 ctx->flags |= FLAG_NEED_X_RESET;
 458
 459         ctx->seen |= SEEN_X;
 460 }
 461
 462 static int build_body(struct jit_ctx *ctx)
 463 {
 464         void *load_func[] = {jit_get_skb_b, jit_get_skb_h, jit_get_skb_w};
 465         const struct sk_filter *prog = ctx->skf;
 466         const struct sock_filter *inst;
 467         unsigned i, load_order, off, condt;
 468         int imm12;
 469         u32 k;
 470
 471         for (i = 0; i < prog->len; i++) {
 472                 inst = &(prog->insns[i]);
 473                 /* K as an immediate value operand */
 474                 k = inst->k;
 475
 476                 /* compute offsets only in the fake pass */
 477                 if (ctx->target == NULL)
 478                         ctx->offsets[i] = ctx->idx * 4;
 479
 480                 switch (inst->code) {
 481                 case BPF_S_LD_IMM:
 482                         emit_mov_i(r_A, k, ctx);
 483                         break;
 484                 case BPF_S_LD_W_LEN:
 485                         ctx->seen |= SEEN_SKB;
 486                         BUILD_BUG_ON(FIELD_SIZEOF(struct sk_buff, len) != 4);
 487                         emit(ARM_LDR_I(r_A, r_skb,
 488                                        offsetof(struct sk_buff, len)), ctx);
 489                         break;
 490                 case BPF_S_LD_MEM:
 491                         /* A = scratch[k] */
 492                         ctx->seen |= SEEN_MEM_WORD(k);
 493                         emit(ARM_LDR_I(r_A, ARM_SP, SCRATCH_OFF(k)), ctx);
 494                         break;
 495                 case BPF_S_LD_W_ABS:
 496                         load_order = 2;
 497                         goto load;
 498                 case BPF_S_LD_H_ABS:
 499                         load_order = 1;
 500                         goto load;
 501                 case BPF_S_LD_B_ABS:
 502                         load_order = 0;
 503 load:
 504                         /* the interpreter will deal with the negative K */
 505                         if ((int)k < 0)
 506                                 return -ENOTSUPP;
 507                         emit_mov_i(r_off, k, ctx);
 508 load_common:
 509                         ctx->seen |= SEEN_DATA | SEEN_CALL;
 510
 511                         if (load_order > 0) {
 512                                 emit(ARM_SUB_I(r_scratch, r_skb_hl,
 513                                                1 << load_order), ctx);
 514                                 emit(ARM_CMP_R(r_scratch, r_off), ctx);
 515                                 condt = ARM_COND_HS;
 516                         } else {
 517                                 emit(ARM_CMP_R(r_skb_hl, r_off), ctx);
 518                                 condt = ARM_COND_HI;
 519                         }
 520
 521                         _emit(condt, ARM_ADD_R(r_scratch, r_off, r_skb_data),
 522                               ctx);
 523
 524                         if (load_order == 0)
 525                                 _emit(condt, ARM_LDRB_I(r_A, r_scratch, 0),
 526                                       ctx);
 527                         else if (load_order == 1)
 528                                 emit_load_be16(condt, r_A, r_scratch, ctx);
 529                         else if (load_order == 2)
 530                                 emit_load_be32(condt, r_A, r_scratch, ctx);
 531
 532                         _emit(condt, ARM_B(b_imm(i + 1, ctx)), ctx);
 533
 534                         /* the slowpath */
 535                         emit_mov_i(ARM_R3, (u32)load_func[load_order], ctx);
 536                         emit(ARM_MOV_R(ARM_R0, r_skb), ctx);
 537                         /* the offset is already in R1 */
 538                         emit_blx_r(ARM_R3, ctx);
 539                         /* check the result of skb_copy_bits */
 540                         emit(ARM_CMP_I(ARM_R1, 0), ctx);
 541                         emit_err_ret(ARM_COND_NE, ctx);
 542                         emit(ARM_MOV_R(r_A, ARM_R0), ctx);
 543                         break;
 544                 case BPF_S_LD_W_IND:
 545                         load_order = 2;
 546                         goto load_ind;
 547                 case BPF_S_LD_H_IND:
 548                         load_order = 1;
 549                         goto load_ind;
 550                 case BPF_S_LD_B_IND:
 551                         load_order = 0;
 552 load_ind:
 553                         OP_IMM3(ARM_ADD, r_off, r_X, k, ctx);
 554                         goto load_common;
 555                 case BPF_S_LDX_IMM:
 556                         ctx->seen |= SEEN_X;
 557                         emit_mov_i(r_X, k, ctx);
 558                         break;
 559                 case BPF_S_LDX_W_LEN:
 560                         ctx->seen |= SEEN_X | SEEN_SKB;
 561                         emit(ARM_LDR_I(r_X, r_skb,
 562                                        offsetof(struct sk_buff, len)), ctx);
 563                         break;
 564                 case BPF_S_LDX_MEM:
 565                         ctx->seen |= SEEN_X | SEEN_MEM_WORD(k);
 566                         emit(ARM_LDR_I(r_X, ARM_SP, SCRATCH_OFF(k)), ctx);
 567                         break;
 568                 case BPF_S_LDX_B_MSH:
 569                         /* x = ((*(frame + k)) & 0xf) << 2; */
 570                         ctx->seen |= SEEN_X | SEEN_DATA | SEEN_CALL;
 571                         /* the interpreter should deal with the negative K */
 572                         if (k < 0)
 573                                 return -1;
 574                         /* offset in r1: we might have to take the slow path */
 575                         emit_mov_i(r_off, k, ctx);
 576                         emit(ARM_CMP_R(r_skb_hl, r_off), ctx);
 577
 578                         /* load in r0: common with the slowpath */
 579                         _emit(ARM_COND_HI, ARM_LDRB_R(ARM_R0, r_skb_data,
 580                                                       ARM_R1), ctx);
 581                         /*
 582                          * emit_mov_i() might generate one or two instructions,
 583                          * the same holds for emit_blx_r()
 584                          */
 585                         _emit(ARM_COND_HI, ARM_B(b_imm(i + 1, ctx) - 2), ctx);
 586
 587                         emit(ARM_MOV_R(ARM_R0, r_skb), ctx);
 588                         /* r_off is r1 */
 589                         emit_mov_i(ARM_R3, (u32)jit_get_skb_b, ctx);
 590                         emit_blx_r(ARM_R3, ctx);
 591                         /* check the return value of skb_copy_bits */
 592                         emit(ARM_CMP_I(ARM_R1, 0), ctx);
 593                         emit_err_ret(ARM_COND_NE, ctx);
 594
 595                         emit(ARM_AND_I(r_X, ARM_R0, 0x00f), ctx);
 596                         emit(ARM_LSL_I(r_X, r_X, 2), ctx);
 597                         break;
 598                 case BPF_S_ST:
 599                         ctx->seen |= SEEN_MEM_WORD(k);
 600                         emit(ARM_STR_I(r_A, ARM_SP, SCRATCH_OFF(k)), ctx);
 601                         break;
 602                 case BPF_S_STX:
 603                         update_on_xread(ctx);
 604                         ctx->seen |= SEEN_MEM_WORD(k);
 605                         emit(ARM_STR_I(r_X, ARM_SP, SCRATCH_OFF(k)), ctx);
 606                         break;
 607                 case BPF_S_ALU_ADD_K:
 608                         /* A += K */
 609                         OP_IMM3(ARM_ADD, r_A, r_A, k, ctx);
 610                         break;
 611                 case BPF_S_ALU_ADD_X:
 612                         update_on_xread(ctx);
 613                         emit(ARM_ADD_R(r_A, r_A, r_X), ctx);
 614                         break;
 615                 case BPF_S_ALU_SUB_K:
 616                         /* A -= K */
 617                         OP_IMM3(ARM_SUB, r_A, r_A, k, ctx);
 618                         break;
 619                 case BPF_S_ALU_SUB_X:
 620                         update_on_xread(ctx);
 621                         emit(ARM_SUB_R(r_A, r_A, r_X), ctx);
 622                         break;
 623                 case BPF_S_ALU_MUL_K:
 624                         /* A *= K */
 625                         emit_mov_i(r_scratch, k, ctx);
 626                         emit(ARM_MUL(r_A, r_A, r_scratch), ctx);
 627                         break;
 628                 case BPF_S_ALU_MUL_X:
 629                         update_on_xread(ctx);
 630                         emit(ARM_MUL(r_A, r_A, r_X), ctx);
 631                         break;
 632                 case BPF_S_ALU_DIV_K:
 633                         /* current k == reciprocal_value(userspace k) */
 634                         emit_mov_i(r_scratch, k, ctx);
 635                         /* A = top 32 bits of the product */
 636                         emit(ARM_UMULL(r_scratch, r_A, r_A, r_scratch), ctx);
 637                         break;
 638                 case BPF_S_ALU_DIV_X:
 639                         update_on_xread(ctx);
 640                         emit(ARM_CMP_I(r_X, 0), ctx);
 641                         emit_err_ret(ARM_COND_EQ, ctx);
 642                         emit_udiv(r_A, r_A, r_X, ctx);
 643                         break;
 644                 case BPF_S_ALU_OR_K:
 645                         /* A |= K */
 646                         OP_IMM3(ARM_ORR, r_A, r_A, k, ctx);
 647                         break;
 648                 case BPF_S_ALU_OR_X:
 649                         update_on_xread(ctx);
 650                         emit(ARM_ORR_R(r_A, r_A, r_X), ctx);
 651                         break;
 652                 case BPF_S_ALU_XOR_K:
 653                         /* A ^= K; */
 654                         OP_IMM3(ARM_EOR, r_A, r_A, k, ctx);
 655                         break;
 656                 case BPF_S_ANC_ALU_XOR_X:
 657                 case BPF_S_ALU_XOR_X:
 658                         /* A ^= X */
 659                         update_on_xread(ctx);
 660                         emit(ARM_EOR_R(r_A, r_A, r_X), ctx);
 661                         break;
 662                 case BPF_S_ALU_AND_K:
 663                         /* A &= K */
 664                         OP_IMM3(ARM_AND, r_A, r_A, k, ctx);
 665                         break;
 666                 case BPF_S_ALU_AND_X:
 667                         update_on_xread(ctx);
 668                         emit(ARM_AND_R(r_A, r_A, r_X), ctx);
 669                         break;
 670                 case BPF_S_ALU_LSH_K:
 671                         if (unlikely(k > 31))
 672                                 return -1;
 673                         emit(ARM_LSL_I(r_A, r_A, k), ctx);
 674                         break;
 675                 case BPF_S_ALU_LSH_X:
 676                         update_on_xread(ctx);
 677                         emit(ARM_LSL_R(r_A, r_A, r_X), ctx);
 678                         break;
 679                 case BPF_S_ALU_RSH_K:
 680                         if (unlikely(k > 31))
 681                                 return -1;
 682                         emit(ARM_LSR_I(r_A, r_A, k), ctx);
 683                         break;
 684                 case BPF_S_ALU_RSH_X:
 685                         update_on_xread(ctx);
 686                         emit(ARM_LSR_R(r_A, r_A, r_X), ctx);
 687                         break;
 688                 case BPF_S_ALU_NEG:
 689                         /* A = -A */
 690                         emit(ARM_RSB_I(r_A, r_A, 0), ctx);
 691                         break;
 692                 case BPF_S_JMP_JA:
 693                         /* pc += K */
 694                         emit(ARM_B(b_imm(i + k + 1, ctx)), ctx);
 695                         break;
 696                 case BPF_S_JMP_JEQ_K:
 697                         /* pc += (A == K) ? pc->jt : pc->jf */
 698                         condt  = ARM_COND_EQ;
 699                         goto cmp_imm;
 700                 case BPF_S_JMP_JGT_K:
 701                         /* pc += (A > K) ? pc->jt : pc->jf */
 702                         condt  = ARM_COND_HI;
 703                         goto cmp_imm;
 704                 case BPF_S_JMP_JGE_K:
 705                         /* pc += (A >= K) ? pc->jt : pc->jf */
 706                         condt  = ARM_COND_HS;
 707 cmp_imm:
 708                         imm12 = imm8m(k);
 709                         if (imm12 < 0) {
 710                                 emit_mov_i_no8m(r_scratch, k, ctx);
 711                                 emit(ARM_CMP_R(r_A, r_scratch), ctx);
 712                         } else {
 713                                 emit(ARM_CMP_I(r_A, imm12), ctx);
 714                         }
 715 cond_jump:
 716                         if (inst->jt)
 717                                 _emit(condt, ARM_B(b_imm(i + inst->jt + 1,
 718                                                    ctx)), ctx);
 719                         if (inst->jf)
 720                                 _emit(condt ^ 1, ARM_B(b_imm(i + inst->jf + 1,
 721                                                              ctx)), ctx);
 722                         break;
 723                 case BPF_S_JMP_JEQ_X:
 724                         /* pc += (A == X) ? pc->jt : pc->jf */
 725                         condt   = ARM_COND_EQ;
 726                         goto cmp_x;
 727                 case BPF_S_JMP_JGT_X:
 728                         /* pc += (A > X) ? pc->jt : pc->jf */
 729                         condt   = ARM_COND_HI;
 730                         goto cmp_x;
 731                 case BPF_S_JMP_JGE_X:
 732                         /* pc += (A >= X) ? pc->jt : pc->jf */
 733                         condt   = ARM_COND_CS;
 734 cmp_x:
 735                         update_on_xread(ctx);
 736                         emit(ARM_CMP_R(r_A, r_X), ctx);
 737                         goto cond_jump;
 738                 case BPF_S_JMP_JSET_K:
 739                         /* pc += (A & K) ? pc->jt : pc->jf */
 740                         condt  = ARM_COND_NE;
 741                         /* not set iff all zeroes iff Z==1 iff EQ */
 742
 743                         imm12 = imm8m(k);
 744                         if (imm12 < 0) {
 745                                 emit_mov_i_no8m(r_scratch, k, ctx);
 746                                 emit(ARM_TST_R(r_A, r_scratch), ctx);
 747                         } else {
 748                                 emit(ARM_TST_I(r_A, imm12), ctx);
 749                         }
 750                         goto cond_jump;
 751                 case BPF_S_JMP_JSET_X:
 752                         /* pc += (A & X) ? pc->jt : pc->jf */
 753                         update_on_xread(ctx);
 754                         condt  = ARM_COND_NE;
 755                         emit(ARM_TST_R(r_A, r_X), ctx);
 756                         goto cond_jump;
 757                 case BPF_S_RET_A:
 758                         emit(ARM_MOV_R(ARM_R0, r_A), ctx);
 759                         goto b_epilogue;
 760                 case BPF_S_RET_K:
 761                         if ((k == 0) && (ctx->ret0_fp_idx < 0))
 762                                 ctx->ret0_fp_idx = i;
 763                         emit_mov_i(ARM_R0, k, ctx);
 764 b_epilogue:
 765                         if (i != ctx->skf->len - 1)
 766                                 emit(ARM_B(b_imm(prog->len, ctx)), ctx);
 767                         break;
 768                 case BPF_S_MISC_TAX:
 769                         /* X = A */
 770                         ctx->seen |= SEEN_X;
 771                         emit(ARM_MOV_R(r_X, r_A), ctx);
 772                         break;
 773                 case BPF_S_MISC_TXA:
 774                         /* A = X */
 775                         update_on_xread(ctx);
 776                         emit(ARM_MOV_R(r_A, r_X), ctx);
 777                         break;
 778                 case BPF_S_ANC_PROTOCOL:
 779                         /* A = ntohs(skb->protocol) */
 780                         ctx->seen |= SEEN_SKB;
 781                         BUILD_BUG_ON(FIELD_SIZEOF(struct sk_buff,
 782                                                   protocol) != 2);
 783                         off = offsetof(struct sk_buff, protocol);
 784                         emit(ARM_LDRH_I(r_scratch, r_skb, off), ctx);
 785                         emit_swap16(r_A, r_scratch, ctx);
 786                         break;
 787                 case BPF_S_ANC_CPU:
 788                         /* r_scratch = current_thread_info() */
 789                         OP_IMM3(ARM_BIC, r_scratch, ARM_SP, THREAD_SIZE - 1, ctx);
 790                         /* A = current_thread_info()->cpu */
 791                         BUILD_BUG_ON(FIELD_SIZEOF(struct thread_info, cpu) != 4);
 792                         off = offsetof(struct thread_info, cpu);
 793                         emit(ARM_LDR_I(r_A, r_scratch, off), ctx);
 794                         break;
 795                 case BPF_S_ANC_IFINDEX:
 796                         /* A = skb->dev->ifindex */
 797                         ctx->seen |= SEEN_SKB;
 798                         off = offsetof(struct sk_buff, dev);
 799                         emit(ARM_LDR_I(r_scratch, r_skb, off), ctx);
 800
 801                         emit(ARM_CMP_I(r_scratch, 0), ctx);
 802                         emit_err_ret(ARM_COND_EQ, ctx);
 803
 804                         BUILD_BUG_ON(FIELD_SIZEOF(struct net_device,
 805                                                   ifindex) != 4);
 806                         off = offsetof(struct net_device, ifindex);
 807                         emit(ARM_LDR_I(r_A, r_scratch, off), ctx);
 808                         break;
 809                 case BPF_S_ANC_MARK:
 810                         ctx->seen |= SEEN_SKB;
 811                         BUILD_BUG_ON(FIELD_SIZEOF(struct sk_buff, mark) != 4);
 812                         off = offsetof(struct sk_buff, mark);
 813                         emit(ARM_LDR_I(r_A, r_skb, off), ctx);
 814                         break;
 815                 case BPF_S_ANC_RXHASH:
 816                         ctx->seen |= SEEN_SKB;
 817                         BUILD_BUG_ON(FIELD_SIZEOF(struct sk_buff, rxhash) != 4);
 818                         off = offsetof(struct sk_buff, rxhash);
 819                         emit(ARM_LDR_I(r_A, r_skb, off), ctx);
 820                         break;
 821                 case BPF_S_ANC_VLAN_TAG:
 822                 case BPF_S_ANC_VLAN_TAG_PRESENT:
 823                         ctx->seen |= SEEN_SKB;
 824                         BUILD_BUG_ON(FIELD_SIZEOF(struct sk_buff, vlan_tci) != 2);
 825                         off = offsetof(struct sk_buff, vlan_tci);
 826                         emit(ARM_LDRH_I(r_A, r_skb, off), ctx);
 827                         if (inst->code == BPF_S_ANC_VLAN_TAG)
 828                                 OP_IMM3(ARM_AND, r_A, r_A, VLAN_VID_MASK, ctx);
 829                         else
 830                                 OP_IMM3(ARM_AND, r_A, r_A, VLAN_TAG_PRESENT, ctx);
 831                         break;
 832                 case BPF_S_ANC_QUEUE:
 833                         ctx->seen |= SEEN_SKB;
 834                         BUILD_BUG_ON(FIELD_SIZEOF(struct sk_buff,
 835                                                   queue_mapping) != 2);
 836                         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct sk_buff,
 837                                               queue_mapping) > 0xff);
 838                         off = offsetof(struct sk_buff, queue_mapping);
 839                         emit(ARM_LDRH_I(r_A, r_skb, off), ctx);
 840                         break;
 841                 default:
 842                         return -1;
 843                 }
 844         }
 845
 846         /* compute offsets only during the first pass */
 847         if (ctx->target == NULL)
 848                 ctx->offsets[i] = ctx->idx * 4;
 849
 850         return 0;
 851 }
 852
 853
 854 void bpf_jit_compile(struct sk_filter *fp)
 855 {
 856         struct jit_ctx ctx;
 857         unsigned tmp_idx;
 858         unsigned alloc_size;
 859
 860         if (!bpf_jit_enable)
 861                 return;
 862
 863         memset(&ctx, 0, sizeof(ctx));
 864         ctx.skf         = fp;
 865         ctx.ret0_fp_idx = -1;
 866
 867         ctx.offsets = kzalloc(4 * (ctx.skf->len + 1), GFP_KERNEL);
 868         if (ctx.offsets == NULL)
 869                 return;
 870
 871         /* fake pass to fill in the ctx->seen */
 872         if (unlikely(build_body(&ctx)))
 873                 goto out;
 874
 875         tmp_idx = ctx.idx;
 876         build_prologue(&ctx);
 877         ctx.prologue_bytes = (ctx.idx - tmp_idx) * 4;
 878
 879 #if __LINUX_ARM_ARCH__ < 7
 880         tmp_idx = ctx.idx;
 881         build_epilogue(&ctx);
 882         ctx.epilogue_bytes = (ctx.idx - tmp_idx) * 4;
 883
 884         ctx.idx += ctx.imm_count;
 885         if (ctx.imm_count) {
 886                 ctx.imms = kzalloc(4 * ctx.imm_count, GFP_KERNEL);
 887                 if (ctx.imms == NULL)
 888                         goto out;
 889         }
 890 #else
 891         /* there's nothing after the epilogue on ARMv7 */
 892         build_epilogue(&ctx);
 893 #endif
 894
 895         alloc_size = 4 * ctx.idx;
 896         ctx.target = module_alloc(max(sizeof(struct work_struct),
 897                                       alloc_size));
 898         if (unlikely(ctx.target == NULL))
 899                 goto out;
 900
 901         ctx.idx = 0;
 902         build_prologue(&ctx);
 903         build_body(&ctx);
 904         build_epilogue(&ctx);
 905
 906         flush_icache_range((u32)ctx.target, (u32)(ctx.target + ctx.idx));
 907
 908 #if __LINUX_ARM_ARCH__ < 7
 909         if (ctx.imm_count)
 910                 kfree(ctx.imms);
 911 #endif
 912
 913         if (bpf_jit_enable > 1)
 914                 print_hex_dump(KERN_INFO, "BPF JIT code: ",
 915                                DUMP_PREFIX_ADDRESS, 16, 4, ctx.target,
 916                                alloc_size, false);
 917
 918         fp->bpf_func = (void *)ctx.target;
 919 out:
 920         kfree(ctx.offsets);
 921         return;
 922 }
 923
 924 static void bpf_jit_free_worker(struct work_struct *work)
 925 {
 926         module_free(NULL, work);
 927 }
 928
 929 void bpf_jit_free(struct sk_filter *fp)
 930 {
 931         struct work_struct *work;
 932
 933         if (fp->bpf_func != sk_run_filter) {
 934                 work = (struct work_struct *)fp->bpf_func;
 935
 936                 INIT_WORK(work, bpf_jit_free_worker);
 937                 schedule_work(work);
 938         }
 939 }