arch/mips/net/bpf_jit.c

   1 /*
   2  * Just-In-Time compiler for BPF filters on MIPS
   3  *
   4  * Copyright (c) 2014 Imagination Technologies Ltd.
   5  * Author: Markos Chandras <markos.chandras@imgtec.com>
   6  *
   7  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
   8  * under the terms of the GNU General Public License as published by the
   9  * Free Software Foundation; version 2 of the License.
  10  */
  11
  12 #include <linux/bitops.h>
  13 #include <linux/compiler.h>
  14 #include <linux/errno.h>
  15 #include <linux/filter.h>
  16 #include <linux/if_vlan.h>
  17 #include <linux/kconfig.h>
  18 #include <linux/moduleloader.h>
  19 #include <linux/netdevice.h>
  20 #include <linux/string.h>
  21 #include <linux/slab.h>
  22 #include <linux/types.h>
  23 #include <asm/bitops.h>
  24 #include <asm/cacheflush.h>
  25 #include <asm/cpu-features.h>
  26 #include <asm/uasm.h>
  27
  28 #include "bpf_jit.h"
  29
  30 /* ABI
  31  *
  32  * s0   1st scratch register
  33  * s1   2nd scratch register
  34  * s2   offset register
  35  * s3   BPF register A
  36  * s4   BPF register X
  37  * s5   *skb
  38  * s6   *scratch memory
  39  *
  40  * On entry (*bpf_func)(*skb, *filter)
  41  * a0 = MIPS_R_A0 = skb;
  42  * a1 = MIPS_R_A1 = filter;
  43  *
  44  * Stack
  45  * ...
  46  * M[15]
  47  * M[14]
  48  * M[13]
  49  * ...
  50  * M[0] <-- r_M
  51  * saved reg k-1
  52  * saved reg k-2
  53  * ...
  54  * saved reg 0 <-- r_sp
  55  * <no argument area>
  56  *
  57  *                     Packet layout
  58  *
  59  * <--------------------- len ------------------------>
  60  * <--skb-len(r_skb_hl)-->< ----- skb->data_len ------>
  61  * ----------------------------------------------------
  62  * |                  skb->data                       |
  63  * ----------------------------------------------------
  64  */
  65
  66 #define RSIZE   (sizeof(unsigned long))
  67 #define ptr typeof(unsigned long)
  68
  69 /* ABI specific return values */
  70 #ifdef CONFIG_32BIT /* O32 */
  71 #ifdef CONFIG_CPU_LITTLE_ENDIAN
  72 #define r_err   MIPS_R_V1
  73 #define r_val   MIPS_R_V0
  74 #else /* CONFIG_CPU_LITTLE_ENDIAN */
  75 #define r_err   MIPS_R_V0
  76 #define r_val   MIPS_R_V1
  77 #endif
  78 #else /* N64 */
  79 #define r_err   MIPS_R_V0
  80 #define r_val   MIPS_R_V0
  81 #endif
  82
  83 #define r_ret   MIPS_R_V0
  84
  85 /*
  86  * Use 2 scratch registers to avoid pipeline interlocks.
  87  * There is no overhead during epilogue and prologue since
  88  * any of the $s0-$s6 registers will only be preserved if
  89  * they are going to actually be used.
  90  */
  91 #define r_s0            MIPS_R_S0 /* scratch reg 1 */
  92 #define r_s1            MIPS_R_S1 /* scratch reg 2 */
  93 #define r_off           MIPS_R_S2
  94 #define r_A             MIPS_R_S3
  95 #define r_X             MIPS_R_S4
  96 #define r_skb           MIPS_R_S5
  97 #define r_M             MIPS_R_S6
  98 #define r_tmp_imm       MIPS_R_T6 /* No need to preserve this */
  99 #define r_tmp           MIPS_R_T7 /* No need to preserve this */
 100 #define r_zero          MIPS_R_ZERO
 101 #define r_sp            MIPS_R_SP
 102 #define r_ra            MIPS_R_RA
 103
 104 #define SCRATCH_OFF(k)          (4 * (k))
 105
 106 /* JIT flags */
 107 #define SEEN_CALL               (1 << BPF_MEMWORDS)
 108 #define SEEN_SREG_SFT           (BPF_MEMWORDS + 1)
 109 #define SEEN_SREG_BASE          (1 << SEEN_SREG_SFT)
 110 #define SEEN_SREG(x)            (SEEN_SREG_BASE << (x))
 111 #define SEEN_S0                 SEEN_SREG(0)
 112 #define SEEN_S1                 SEEN_SREG(1)
 113 #define SEEN_OFF                SEEN_SREG(2)
 114 #define SEEN_A                  SEEN_SREG(3)
 115 #define SEEN_X                  SEEN_SREG(4)
 116 #define SEEN_SKB                SEEN_SREG(5)
 117 #define SEEN_MEM                SEEN_SREG(6)
 118
 119 /* Arguments used by JIT */
 120 #define ARGS_USED_BY_JIT        2 /* only applicable to 64-bit */
 121
 122 #define SBIT(x)                 (1 << (x)) /* Signed version of BIT() */
 123
 124 /**
 125  * struct jit_ctx - JIT context
 126  * @skf:                The sk_filter
 127  * @prologue_bytes:     Number of bytes for prologue
 128  * @idx:                Instruction index
 129  * @flags:              JIT flags
 130  * @offsets:            Instruction offsets
 131  * @target:             Memory location for the compiled filter
 132  */
 133 struct jit_ctx {
 134         const struct sk_filter *skf;
 135         unsigned int prologue_bytes;
 136         u32 idx;
 137         u32 flags;
 138         u32 *offsets;
 139         u32 *target;
 140 };
 141
 142
 143 static inline int optimize_div(u32 *k)
 144 {
 145         /* power of 2 divides can be implemented with right shift */
 146         if (!(*k & (*k-1))) {
 147                 *k = ilog2(*k);
 148                 return 1;
 149         }
 150
 151         return 0;
 152 }
 153
 154 static inline void emit_jit_reg_move(ptr dst, ptr src, struct jit_ctx *ctx);
 155
 156 /* Simply emit the instruction if the JIT memory space has been allocated */
 157 #define emit_instr(ctx, func, ...)                      \
 158 do {                                                    \
 159         if ((ctx)->target != NULL) {                    \
 160                 u32 *p = &(ctx)->target[ctx->idx];      \
 161                 uasm_i_##func(&p, ##__VA_ARGS__);       \
 162         }                                               \
 163         (ctx)->idx++;                                   \
 164 } while (0)
 165
 166 /* Determine if immediate is within the 16-bit signed range */
 167 static inline bool is_range16(s32 imm)
 168 {
 169         return !(imm >= SBIT(15) || imm < -SBIT(15));
 170 }
 171
 172 static inline void emit_addu(unsigned int dst, unsigned int src1,
 173                              unsigned int src2, struct jit_ctx *ctx)
 174 {
 175         emit_instr(ctx, addu, dst, src1, src2);
 176 }
 177
 178 static inline void emit_nop(struct jit_ctx *ctx)
 179 {
 180         emit_instr(ctx, nop);
 181 }
 182
 183 /* Load a u32 immediate to a register */
 184 static inline void emit_load_imm(unsigned int dst, u32 imm, struct jit_ctx *ctx)
 185 {
 186         if (ctx->target != NULL) {
 187                 /* addiu can only handle s16 */
 188                 if (!is_range16(imm)) {
 189                         u32 *p = &ctx->target[ctx->idx];
 190                         uasm_i_lui(&p, r_tmp_imm, (s32)imm >> 16);
 191                         p = &ctx->target[ctx->idx + 1];
 192                         uasm_i_ori(&p, dst, r_tmp_imm, imm & 0xffff);
 193                 } else {
 194                         u32 *p = &ctx->target[ctx->idx];
 195                         uasm_i_addiu(&p, dst, r_zero, imm);
 196                 }
 197         }
 198         ctx->idx++;
 199
 200         if (!is_range16(imm))
 201                 ctx->idx++;
 202 }
 203
 204 static inline void emit_or(unsigned int dst, unsigned int src1,
 205                            unsigned int src2, struct jit_ctx *ctx)
 206 {
 207         emit_instr(ctx, or, dst, src1, src2);
 208 }
 209
 210 static inline void emit_ori(unsigned int dst, unsigned src, u32 imm,
 211                             struct jit_ctx *ctx)
 212 {
 213         if (imm >= BIT(16)) {
 214                 emit_load_imm(r_tmp, imm, ctx);
 215                 emit_or(dst, src, r_tmp, ctx);
 216         } else {
 217                 emit_instr(ctx, ori, dst, src, imm);
 218         }
 219 }
 220
 221
 222 static inline void emit_daddu(unsigned int dst, unsigned int src1,
 223                               unsigned int src2, struct jit_ctx *ctx)
 224 {
 225         emit_instr(ctx, daddu, dst, src1, src2);
 226 }
 227
 228 static inline void emit_daddiu(unsigned int dst, unsigned int src,
 229                                int imm, struct jit_ctx *ctx)
 230 {
 231         /*
 232          * Only used for stack, so the imm is relatively small
 233          * and it fits in 15-bits
 234          */
 235         emit_instr(ctx, daddiu, dst, src, imm);
 236 }
 237
 238 static inline void emit_addiu(unsigned int dst, unsigned int src,
 239                               u32 imm, struct jit_ctx *ctx)
 240 {
 241         if (!is_range16(imm)) {
 242                 emit_load_imm(r_tmp, imm, ctx);
 243                 emit_addu(dst, r_tmp, src, ctx);
 244         } else {
 245                 emit_instr(ctx, addiu, dst, src, imm);
 246         }
 247 }
 248
 249 static inline void emit_and(unsigned int dst, unsigned int src1,
 250                             unsigned int src2, struct jit_ctx *ctx)
 251 {
 252         emit_instr(ctx, and, dst, src1, src2);
 253 }
 254
 255 static inline void emit_andi(unsigned int dst, unsigned int src,
 256                              u32 imm, struct jit_ctx *ctx)
 257 {
 258         /* If imm does not fit in u16 then load it to register */
 259         if (imm >= BIT(16)) {
 260                 emit_load_imm(r_tmp, imm, ctx);
 261                 emit_and(dst, src, r_tmp, ctx);
 262         } else {
 263                 emit_instr(ctx, andi, dst, src, imm);
 264         }
 265 }
 266
 267 static inline void emit_xor(unsigned int dst, unsigned int src1,
 268                             unsigned int src2, struct jit_ctx *ctx)
 269 {
 270         emit_instr(ctx, xor, dst, src1, src2);
 271 }
 272
 273 static inline void emit_xori(ptr dst, ptr src, u32 imm, struct jit_ctx *ctx)
 274 {
 275         /* If imm does not fit in u16 then load it to register */
 276         if (imm >= BIT(16)) {
 277                 emit_load_imm(r_tmp, imm, ctx);
 278                 emit_xor(dst, src, r_tmp, ctx);
 279         } else {
 280                 emit_instr(ctx, xori, dst, src, imm);
 281         }
 282 }
 283
 284 static inline void emit_stack_offset(int offset, struct jit_ctx *ctx)
 285 {
 286         if (config_enabled(CONFIG_64BIT))
 287                 emit_instr(ctx, daddiu, r_sp, r_sp, offset);
 288         else
 289                 emit_instr(ctx, addiu, r_sp, r_sp, offset);
 290
 291 }
 292
 293 static inline void emit_subu(unsigned int dst, unsigned int src1,
 294                              unsigned int src2, struct jit_ctx *ctx)
 295 {
 296         emit_instr(ctx, subu, dst, src1, src2);
 297 }
 298
 299 static inline void emit_neg(unsigned int reg, struct jit_ctx *ctx)
 300 {
 301         emit_subu(reg, r_zero, reg, ctx);
 302 }
 303
 304 static inline void emit_sllv(unsigned int dst, unsigned int src,
 305                              unsigned int sa, struct jit_ctx *ctx)
 306 {
 307         emit_instr(ctx, sllv, dst, src, sa);
 308 }
 309
 310 static inline void emit_sll(unsigned int dst, unsigned int src,
 311                             unsigned int sa, struct jit_ctx *ctx)
 312 {
 313         /* sa is 5-bits long */
 314         if (sa >= BIT(5))
 315                 /* Shifting >= 32 results in zero */
 316                 emit_jit_reg_move(dst, r_zero, ctx);
 317         else
 318                 emit_instr(ctx, sll, dst, src, sa);
 319 }
 320
 321 static inline void emit_srlv(unsigned int dst, unsigned int src,
 322                              unsigned int sa, struct jit_ctx *ctx)
 323 {
 324         emit_instr(ctx, srlv, dst, src, sa);
 325 }
 326
 327 static inline void emit_srl(unsigned int dst, unsigned int src,
 328                             unsigned int sa, struct jit_ctx *ctx)
 329 {
 330         /* sa is 5-bits long */
 331         if (sa >= BIT(5))
 332                 /* Shifting >= 32 results in zero */
 333                 emit_jit_reg_move(dst, r_zero, ctx);
 334         else
 335                 emit_instr(ctx, srl, dst, src, sa);
 336 }
 337
 338 static inline void emit_slt(unsigned int dst, unsigned int src1,
 339                             unsigned int src2, struct jit_ctx *ctx)
 340 {
 341         emit_instr(ctx, slt, dst, src1, src2);
 342 }
 343
 344 static inline void emit_sltu(unsigned int dst, unsigned int src1,
 345                              unsigned int src2, struct jit_ctx *ctx)
 346 {
 347         emit_instr(ctx, sltu, dst, src1, src2);
 348 }
 349
 350 static inline void emit_sltiu(unsigned dst, unsigned int src,
 351                               unsigned int imm, struct jit_ctx *ctx)
 352 {
 353         /* 16 bit immediate */
 354         if (!is_range16((s32)imm)) {
 355                 emit_load_imm(r_tmp, imm, ctx);
 356                 emit_sltu(dst, src, r_tmp, ctx);
 357         } else {
 358                 emit_instr(ctx, sltiu, dst, src, imm);
 359         }
 360
 361 }
 362
 363 /* Store register on the stack */
 364 static inline void emit_store_stack_reg(ptr reg, ptr base,
 365                                         unsigned int offset,
 366                                         struct jit_ctx *ctx)
 367 {
 368         if (config_enabled(CONFIG_64BIT))
 369                 emit_instr(ctx, sd, reg, offset, base);
 370         else
 371                 emit_instr(ctx, sw, reg, offset, base);
 372 }
 373
 374 static inline void emit_store(ptr reg, ptr base, unsigned int offset,
 375                               struct jit_ctx *ctx)
 376 {
 377         emit_instr(ctx, sw, reg, offset, base);
 378 }
 379
 380 static inline void emit_load_stack_reg(ptr reg, ptr base,
 381                                        unsigned int offset,
 382                                        struct jit_ctx *ctx)
 383 {
 384         if (config_enabled(CONFIG_64BIT))
 385                 emit_instr(ctx, ld, reg, offset, base);
 386         else
 387                 emit_instr(ctx, lw, reg, offset, base);
 388 }
 389
 390 static inline void emit_load(unsigned int reg, unsigned int base,
 391                              unsigned int offset, struct jit_ctx *ctx)
 392 {
 393         emit_instr(ctx, lw, reg, offset, base);
 394 }
 395
 396 static inline void emit_load_byte(unsigned int reg, unsigned int base,
 397                                   unsigned int offset, struct jit_ctx *ctx)
 398 {
 399         emit_instr(ctx, lb, reg, offset, base);
 400 }
 401
 402 static inline void emit_half_load(unsigned int reg, unsigned int base,
 403                                   unsigned int offset, struct jit_ctx *ctx)
 404 {
 405         emit_instr(ctx, lh, reg, offset, base);
 406 }
 407
 408 static inline void emit_mul(unsigned int dst, unsigned int src1,
 409                             unsigned int src2, struct jit_ctx *ctx)
 410 {
 411         emit_instr(ctx, mul, dst, src1, src2);
 412 }
 413
 414 static inline void emit_div(unsigned int dst, unsigned int src,
 415                             struct jit_ctx *ctx)
 416 {
 417         if (ctx->target != NULL) {
 418                 u32 *p = &ctx->target[ctx->idx];
 419                 uasm_i_divu(&p, dst, src);
 420                 p = &ctx->target[ctx->idx + 1];
 421                 uasm_i_mflo(&p, dst);
 422         }
 423         ctx->idx += 2; /* 2 insts */
 424 }
 425
 426 static inline void emit_mod(unsigned int dst, unsigned int src,
 427                             struct jit_ctx *ctx)
 428 {
 429         if (ctx->target != NULL) {
 430                 u32 *p = &ctx->target[ctx->idx];
 431                 uasm_i_divu(&p, dst, src);
 432                 p = &ctx->target[ctx->idx + 1];
 433                 uasm_i_mflo(&p, dst);
 434         }
 435         ctx->idx += 2; /* 2 insts */
 436 }
 437
 438 static inline void emit_dsll(unsigned int dst, unsigned int src,
 439                              unsigned int sa, struct jit_ctx *ctx)
 440 {
 441         emit_instr(ctx, dsll, dst, src, sa);
 442 }
 443
 444 static inline void emit_dsrl32(unsigned int dst, unsigned int src,
 445                                unsigned int sa, struct jit_ctx *ctx)
 446 {
 447         emit_instr(ctx, dsrl32, dst, src, sa);
 448 }
 449
 450 static inline void emit_wsbh(unsigned int dst, unsigned int src,
 451                              struct jit_ctx *ctx)
 452 {
 453         emit_instr(ctx, wsbh, dst, src);
 454 }
 455
 456 /* load a function pointer to register */
 457 static inline void emit_load_func(unsigned int reg, ptr imm,
 458                                   struct jit_ctx *ctx)
 459 {
 460         if (config_enabled(CONFIG_64BIT)) {
 461                 /* At this point imm is always 64-bit */
 462                 emit_load_imm(r_tmp, (u64)imm >> 32, ctx);
 463                 emit_dsll(r_tmp_imm, r_tmp, 16, ctx); /* left shift by 16 */
 464                 emit_ori(r_tmp, r_tmp_imm, (imm >> 16) & 0xffff, ctx);
 465                 emit_dsll(r_tmp_imm, r_tmp, 16, ctx); /* left shift by 16 */
 466                 emit_ori(reg, r_tmp_imm, imm & 0xffff, ctx);
 467         } else {
 468                 emit_load_imm(reg, imm, ctx);
 469         }
 470 }
 471
 472 /* Move to real MIPS register */
 473 static inline void emit_reg_move(ptr dst, ptr src, struct jit_ctx *ctx)
 474 {
 475         if (config_enabled(CONFIG_64BIT))
 476                 emit_daddu(dst, src, r_zero, ctx);
 477         else
 478                 emit_addu(dst, src, r_zero, ctx);
 479 }
 480
 481 /* Move to JIT (32-bit) register */
 482 static inline void emit_jit_reg_move(ptr dst, ptr src, struct jit_ctx *ctx)
 483 {
 484         emit_addu(dst, src, r_zero, ctx);
 485 }
 486
 487 /* Compute the immediate value for PC-relative branches. */
 488 static inline u32 b_imm(unsigned int tgt, struct jit_ctx *ctx)
 489 {
 490         if (ctx->target == NULL)
 491                 return 0;
 492
 493         /*
 494          * We want a pc-relative branch. We only do forward branches
 495          * so tgt is always after pc. tgt is the instruction offset
 496          * we want to jump to.
 497
 498          * Branch on MIPS:
 499          * I: target_offset <- sign_extend(offset)
 500          * I+1: PC += target_offset (delay slot)
 501          *
 502          * ctx->idx currently points to the branch instruction
 503          * but the offset is added to the delay slot so we need
 504          * to subtract 4.
 505          */
 506         return ctx->offsets[tgt] -
 507                 (ctx->idx * 4 - ctx->prologue_bytes) - 4;
 508 }
 509
 510 static inline void emit_bcond(int cond, unsigned int reg1, unsigned int reg2,
 511                              unsigned int imm, struct jit_ctx *ctx)
 512 {
 513         if (ctx->target != NULL) {
 514                 u32 *p = &ctx->target[ctx->idx];
 515
 516                 switch (cond) {
 517                 case MIPS_COND_EQ:
 518                         uasm_i_beq(&p, reg1, reg2, imm);
 519                         break;
 520                 case MIPS_COND_NE:
 521                         uasm_i_bne(&p, reg1, reg2, imm);
 522                         break;
 523                 case MIPS_COND_ALL:
 524                         uasm_i_b(&p, imm);
 525                         break;
 526                 default:
 527                         pr_warn("%s: Unhandled branch conditional: %d\n",
 528                                 __func__, cond);
 529                 }
 530         }
 531         ctx->idx++;
 532 }
 533
 534 static inline void emit_b(unsigned int imm, struct jit_ctx *ctx)
 535 {
 536         emit_bcond(MIPS_COND_ALL, r_zero, r_zero, imm, ctx);
 537 }
 538
 539 static inline void emit_jalr(unsigned int link, unsigned int reg,
 540                              struct jit_ctx *ctx)
 541 {
 542         emit_instr(ctx, jalr, link, reg);
 543 }
 544
 545 static inline void emit_jr(unsigned int reg, struct jit_ctx *ctx)
 546 {
 547         emit_instr(ctx, jr, reg);
 548 }
 549
 550 static inline u16 align_sp(unsigned int num)
 551 {
 552         /* Double word alignment for 32-bit, quadword for 64-bit */
 553         unsigned int align = config_enabled(CONFIG_64BIT) ? 16 : 8;
 554         num = (num + (align - 1)) & -align;
 555         return num;
 556 }
 557
 558 static bool is_load_to_a(u16 inst)
 559 {
 560         switch (inst) {
 561         case BPF_LD | BPF_W | BPF_LEN:
 562         case BPF_LD | BPF_W | BPF_ABS:
 563         case BPF_LD | BPF_H | BPF_ABS:
 564         case BPF_LD | BPF_B | BPF_ABS:
 565                 return true;
 566         default:
 567                 return false;
 568         }
 569 }
 570
 571 static void save_bpf_jit_regs(struct jit_ctx *ctx, unsigned offset)
 572 {
 573         int i = 0, real_off = 0;
 574         u32 sflags, tmp_flags;
 575
 576         /* Adjust the stack pointer */
 577         emit_stack_offset(-align_sp(offset), ctx);
 578
 579         if (ctx->flags & SEEN_CALL) {
 580                 /* Argument save area */
 581                 if (config_enabled(CONFIG_64BIT))
 582                         /* Bottom of current frame */
 583                         real_off = align_sp(offset) - RSIZE;
 584                 else
 585                         /* Top of previous frame */
 586                         real_off = align_sp(offset) + RSIZE;
 587                 emit_store_stack_reg(MIPS_R_A0, r_sp, real_off, ctx);
 588                 emit_store_stack_reg(MIPS_R_A1, r_sp, real_off + RSIZE, ctx);
 589
 590                 real_off = 0;
 591         }
 592
 593         tmp_flags = sflags = ctx->flags >> SEEN_SREG_SFT;
 594         /* sflags is essentially a bitmap */
 595         while (tmp_flags) {
 596                 if ((sflags >> i) & 0x1) {
 597                         emit_store_stack_reg(MIPS_R_S0 + i, r_sp, real_off,
 598                                              ctx);
 599                         real_off += RSIZE;
 600                 }
 601                 i++;
 602                 tmp_flags >>= 1;
 603         }
 604
 605         /* save return address */
 606         if (ctx->flags & SEEN_CALL) {
 607                 emit_store_stack_reg(r_ra, r_sp, real_off, ctx);
 608                 real_off += RSIZE;
 609         }
 610
 611         /* Setup r_M leaving the alignment gap if necessary */
 612         if (ctx->flags & SEEN_MEM) {
 613                 if (real_off % (RSIZE * 2))
 614                         real_off += RSIZE;
 615                 emit_addiu(r_M, r_sp, real_off, ctx);
 616         }
 617 }
 618
 619 static void restore_bpf_jit_regs(struct jit_ctx *ctx,
 620                                  unsigned int offset)
 621 {
 622         int i, real_off = 0;
 623         u32 sflags, tmp_flags;
 624
 625         if (ctx->flags & SEEN_CALL) {
 626                 if (config_enabled(CONFIG_64BIT))
 627                         /* Bottom of current frame */
 628                         real_off = align_sp(offset) - RSIZE;
 629                 else
 630                         /* Top of previous frame */
 631                         real_off = align_sp(offset) + RSIZE;
 632                 emit_load_stack_reg(MIPS_R_A0, r_sp, real_off, ctx);
 633                 emit_load_stack_reg(MIPS_R_A1, r_sp, real_off + RSIZE, ctx);
 634
 635                 real_off = 0;
 636         }
 637
 638         tmp_flags = sflags = ctx->flags >> SEEN_SREG_SFT;
 639         /* sflags is a bitmap */
 640         i = 0;
 641         while (tmp_flags) {
 642                 if ((sflags >> i) & 0x1) {
 643                         emit_load_stack_reg(MIPS_R_S0 + i, r_sp, real_off,
 644                                             ctx);
 645                         real_off += RSIZE;
 646                 }
 647                 i++;
 648                 tmp_flags >>= 1;
 649         }
 650
 651         /* restore return address */
 652         if (ctx->flags & SEEN_CALL)
 653                 emit_load_stack_reg(r_ra, r_sp, real_off, ctx);
 654
 655         /* Restore the sp and discard the scrach memory */
 656         emit_stack_offset(align_sp(offset), ctx);
 657 }
 658
 659 static unsigned int get_stack_depth(struct jit_ctx *ctx)
 660 {
 661         int sp_off = 0;
 662
 663
 664         /* How may s* regs do we need to preserved? */
 665         sp_off += hweight32(ctx->flags >> SEEN_SREG_SFT) * RSIZE;
 666
 667         if (ctx->flags & SEEN_MEM)
 668                 sp_off += 4 * BPF_MEMWORDS; /* BPF_MEMWORDS are 32-bit */
 669
 670         if (ctx->flags & SEEN_CALL)
 671                 /*
 672                  * The JIT code make calls to external functions using 2
 673                  * arguments. Therefore, for o32 we don't need to allocate
 674                  * space because we don't care if the argumetns are lost
 675                  * across calls. We do need however to preserve incoming
 676                  * arguments but the space is already allocated for us by
 677                  * the caller. On the other hand, for n64, we need to allocate
 678                  * this space ourselves. We need to preserve $ra as well.
 679                  */
 680                 sp_off += config_enabled(CONFIG_64BIT) ?
 681                         (ARGS_USED_BY_JIT + 1) * RSIZE : RSIZE;
 682
 683         /*
 684          * Subtract the bytes for the last registers since we only care about
 685          * the location on the stack pointer.
 686          */
 687         return sp_off - RSIZE;
 688 }
 689
 690 static void build_prologue(struct jit_ctx *ctx)
 691 {
 692         u16 first_inst = ctx->skf->insns[0].code;
 693         int sp_off;
 694
 695         /* Calculate the total offset for the stack pointer */
 696         sp_off = get_stack_depth(ctx);
 697         save_bpf_jit_regs(ctx, sp_off);
 698
 699         if (ctx->flags & SEEN_SKB)
 700                 emit_reg_move(r_skb, MIPS_R_A0, ctx);
 701
 702         if (ctx->flags & SEEN_X)
 703                 emit_jit_reg_move(r_X, r_zero, ctx);
 704
 705         /* Do not leak kernel data to userspace */
 706         if ((first_inst != (BPF_RET | BPF_K)) && !(is_load_to_a(first_inst)))
 707                 emit_jit_reg_move(r_A, r_zero, ctx);
 708 }
 709
 710 static void build_epilogue(struct jit_ctx *ctx)
 711 {
 712         unsigned int sp_off;
 713
 714         /* Calculate the total offset for the stack pointer */
 715
 716         sp_off = get_stack_depth(ctx);
 717         restore_bpf_jit_regs(ctx, sp_off);
 718
 719         /* Return */
 720         emit_jr(r_ra, ctx);
 721         emit_nop(ctx);
 722 }
 723
 724 static u64 jit_get_skb_b(struct sk_buff *skb, unsigned offset)
 725 {
 726         u8 ret;
 727         int err;
 728
 729         err = skb_copy_bits(skb, offset, &ret, 1);
 730
 731         return (u64)err << 32 | ret;
 732 }
 733
 734 static u64 jit_get_skb_h(struct sk_buff *skb, unsigned offset)
 735 {
 736         u16 ret;
 737         int err;
 738
 739         err = skb_copy_bits(skb, offset, &ret, 2);
 740
 741         return (u64)err << 32 | ntohs(ret);
 742 }
 743
 744 static u64 jit_get_skb_w(struct sk_buff *skb, unsigned offset)
 745 {
 746         u32 ret;
 747         int err;
 748
 749         err = skb_copy_bits(skb, offset, &ret, 4);
 750
 751         return (u64)err << 32 | ntohl(ret);
 752 }
 753
 754 #define PKT_TYPE_MAX 7
 755 static int pkt_type_offset(void)
 756 {
 757         struct sk_buff skb_probe = {
 758                 .pkt_type = ~0,
 759         };
 760         char *ct = (char *)&skb_probe;
 761         unsigned int off;
 762
 763         for (off = 0; off < sizeof(struct sk_buff); off++) {
 764                 if (ct[off] == PKT_TYPE_MAX)
 765                         return off;
 766         }
 767         pr_err_once("Please fix pkt_type_offset(), as pkt_type couldn't be found\n");
 768         return -1;
 769 }
 770
 771 static int build_body(struct jit_ctx *ctx)
 772 {
 773         void *load_func[] = {jit_get_skb_b, jit_get_skb_h, jit_get_skb_w};
 774         const struct sk_filter *prog = ctx->skf;
 775         const struct sock_filter *inst;
 776         unsigned int i, off, load_order, condt;
 777         u32 k, b_off __maybe_unused;
 778
 779         for (i = 0; i < prog->len; i++) {
 780                 u16 code;
 781
 782                 inst = &(prog->insns[i]);
 783                 pr_debug("%s: code->0x%02x, jt->0x%x, jf->0x%x, k->0x%x\n",
 784                          __func__, inst->code, inst->jt, inst->jf, inst->k);
 785                 k = inst->k;
 786                 code = bpf_anc_helper(inst);
 787
 788                 if (ctx->target == NULL)
 789                         ctx->offsets[i] = ctx->idx * 4;
 790
 791                 switch (code) {
 792                 case BPF_LD | BPF_IMM:
 793                         /* A <- k ==> li r_A, k */
 794                         ctx->flags |= SEEN_A;
 795                         emit_load_imm(r_A, k, ctx);
 796                         break;
 797                 case BPF_LD | BPF_W | BPF_LEN:
 798                         BUILD_BUG_ON(FIELD_SIZEOF(struct sk_buff, len) != 4);
 799                         /* A <- len ==> lw r_A, offset(skb) */
 800                         ctx->flags |= SEEN_SKB | SEEN_A;
 801                         off = offsetof(struct sk_buff, len);
 802                         emit_load(r_A, r_skb, off, ctx);
 803                         break;
 804                 case BPF_LD | BPF_MEM:
 805                         /* A <- M[k] ==> lw r_A, offset(M) */
 806                         ctx->flags |= SEEN_MEM | SEEN_A;
 807                         emit_load(r_A, r_M, SCRATCH_OFF(k), ctx);
 808                         break;
 809                 case BPF_LD | BPF_W | BPF_ABS:
 810                         /* A <- P[k:4] */
 811                         load_order = 2;
 812                         goto load;
 813                 case BPF_LD | BPF_H | BPF_ABS:
 814                         /* A <- P[k:2] */
 815                         load_order = 1;
 816                         goto load;
 817                 case BPF_LD | BPF_B | BPF_ABS:
 818                         /* A <- P[k:1] */
 819                         load_order = 0;
 820 load:
 821                         /* the interpreter will deal with the negative K */
 822                         if ((int)k < 0)
 823                                 return -ENOTSUPP;
 824
 825                         emit_load_imm(r_off, k, ctx);
 826 load_common:
 827                         /*
 828                          * We may got here from the indirect loads so
 829                          * return if offset is negative.
 830                          */
 831                         emit_slt(r_s0, r_off, r_zero, ctx);
 832                         emit_bcond(MIPS_COND_NE, r_s0, r_zero,
 833                                    b_imm(prog->len, ctx), ctx);
 834                         emit_reg_move(r_ret, r_zero, ctx);
 835
 836                         ctx->flags |= SEEN_CALL | SEEN_OFF | SEEN_S0 |
 837                                 SEEN_SKB | SEEN_A;
 838
 839                         emit_load_func(r_s0, (ptr)load_func[load_order],
 840                                       ctx);
 841                         emit_reg_move(MIPS_R_A0, r_skb, ctx);
 842                         emit_jalr(MIPS_R_RA, r_s0, ctx);
 843                         /* Load second argument to delay slot */
 844                         emit_reg_move(MIPS_R_A1, r_off, ctx);
 845                         /* Check the error value */
 846                         if (config_enabled(CONFIG_64BIT)) {
 847                                 /* Get error code from the top 32-bits */
 848                                 emit_dsrl32(r_s0, r_val, 0, ctx);
 849                                 /* Branch to 3 instructions ahead */
 850                                 emit_bcond(MIPS_COND_NE, r_s0, r_zero, 3 << 2,
 851                                            ctx);
 852                         } else {
 853                                 /* Branch to 3 instructions ahead */
 854                                 emit_bcond(MIPS_COND_NE, r_err, r_zero, 3 << 2,
 855                                            ctx);
 856                         }
 857                         emit_nop(ctx);
 858                         /* We are good */
 859                         emit_b(b_imm(i + 1, ctx), ctx);
 860                         emit_jit_reg_move(r_A, r_val, ctx);
 861                         /* Return with error */
 862                         emit_b(b_imm(prog->len, ctx), ctx);
 863                         emit_reg_move(r_ret, r_zero, ctx);
 864                         break;
 865                 case BPF_LD | BPF_W | BPF_IND:
 866                         /* A <- P[X + k:4] */
 867                         load_order = 2;
 868                         goto load_ind;
 869                 case BPF_LD | BPF_H | BPF_IND:
 870                         /* A <- P[X + k:2] */
 871                         load_order = 1;
 872                         goto load_ind;
 873                 case BPF_LD | BPF_B | BPF_IND:
 874                         /* A <- P[X + k:1] */
 875                         load_order = 0;
 876 load_ind:
 877                         ctx->flags |= SEEN_OFF | SEEN_X;
 878                         emit_addiu(r_off, r_X, k, ctx);
 879                         goto load_common;
 880                 case BPF_LDX | BPF_IMM:
 881                         /* X <- k */
 882                         ctx->flags |= SEEN_X;
 883                         emit_load_imm(r_X, k, ctx);
 884                         break;
 885                 case BPF_LDX | BPF_MEM:
 886                         /* X <- M[k] */
 887                         ctx->flags |= SEEN_X | SEEN_MEM;
 888                         emit_load(r_X, r_M, SCRATCH_OFF(k), ctx);
 889                         break;
 890                 case BPF_LDX | BPF_W | BPF_LEN:
 891                         /* X <- len */
 892                         ctx->flags |= SEEN_X | SEEN_SKB;
 893                         off = offsetof(struct sk_buff, len);
 894                         emit_load(r_X, r_skb, off, ctx);
 895                         break;
 896                 case BPF_LDX | BPF_B | BPF_MSH:
 897                         /* the interpreter will deal with the negative K */
 898                         if ((int)k < 0)
 899                                 return -ENOTSUPP;
 900
 901                         /* X <- 4 * (P[k:1] & 0xf) */
 902                         ctx->flags |= SEEN_X | SEEN_CALL | SEEN_S0 | SEEN_SKB;
 903                         /* Load offset to a1 */
 904                         emit_load_func(r_s0, (ptr)jit_get_skb_b, ctx);
 905                         /*
 906                          * This may emit two instructions so it may not fit
 907                          * in the delay slot. So use a0 in the delay slot.
 908                          */
 909                         emit_load_imm(MIPS_R_A1, k, ctx);
 910                         emit_jalr(MIPS_R_RA, r_s0, ctx);
 911                         emit_reg_move(MIPS_R_A0, r_skb, ctx); /* delay slot */
 912                         /* Check the error value */
 913                         if (config_enabled(CONFIG_64BIT)) {
 914                                 /* Top 32-bits of $v0 on 64-bit */
 915                                 emit_dsrl32(r_s0, r_val, 0, ctx);
 916                                 emit_bcond(MIPS_COND_NE, r_s0, r_zero,
 917                                            3 << 2, ctx);
 918                         } else {
 919                                 emit_bcond(MIPS_COND_NE, r_err, r_zero,
 920                                            3 << 2, ctx);
 921                         }
 922                         /* No need for delay slot */
 923                         /* We are good */
 924                         /* X <- P[1:K] & 0xf */
 925                         emit_andi(r_X, r_val, 0xf, ctx);
 926                         /* X << 2 */
 927                         emit_b(b_imm(i + 1, ctx), ctx);
 928                         emit_sll(r_X, r_X, 2, ctx); /* delay slot */
 929                         /* Return with error */
 930                         emit_b(b_imm(prog->len, ctx), ctx);
 931                         emit_load_imm(r_ret, 0, ctx); /* delay slot */
 932                         break;
 933                 case BPF_ST:
 934                         /* M[k] <- A */
 935                         ctx->flags |= SEEN_MEM | SEEN_A;
 936                         emit_store(r_A, r_M, SCRATCH_OFF(k), ctx);
 937                         break;
 938                 case BPF_STX:
 939                         /* M[k] <- X */
 940                         ctx->flags |= SEEN_MEM | SEEN_X;
 941                         emit_store(r_X, r_M, SCRATCH_OFF(k), ctx);
 942                         break;
 943                 case BPF_ALU | BPF_ADD | BPF_K:
 944                         /* A += K */
 945                         ctx->flags |= SEEN_A;
 946                         emit_addiu(r_A, r_A, k, ctx);
 947                         break;
 948                 case BPF_ALU | BPF_ADD | BPF_X:
 949                         /* A += X */
 950                         ctx->flags |= SEEN_A | SEEN_X;
 951                         emit_addu(r_A, r_A, r_X, ctx);
 952                         break;
 953                 case BPF_ALU | BPF_SUB | BPF_K:
 954                         /* A -= K */
 955                         ctx->flags |= SEEN_A;
 956                         emit_addiu(r_A, r_A, -k, ctx);
 957                         break;
 958                 case BPF_ALU | BPF_SUB | BPF_X:
 959                         /* A -= X */
 960                         ctx->flags |= SEEN_A | SEEN_X;
 961                         emit_subu(r_A, r_A, r_X, ctx);
 962                         break;
 963                 case BPF_ALU | BPF_MUL | BPF_K:
 964                         /* A *= K */
 965                         /* Load K to scratch register before MUL */
 966                         ctx->flags |= SEEN_A | SEEN_S0;
 967                         emit_load_imm(r_s0, k, ctx);
 968                         emit_mul(r_A, r_A, r_s0, ctx);
 969                         break;
 970                 case BPF_ALU | BPF_MUL | BPF_X:
 971                         /* A *= X */
 972                         ctx->flags |= SEEN_A | SEEN_X;
 973                         emit_mul(r_A, r_A, r_X, ctx);
 974                         break;
 975                 case BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_K:
 976                         /* A /= k */
 977                         if (k == 1)
 978                                 break;
 979                         if (optimize_div(&k)) {
 980                                 ctx->flags |= SEEN_A;
 981                                 emit_srl(r_A, r_A, k, ctx);
 982                                 break;
 983                         }
 984                         ctx->flags |= SEEN_A | SEEN_S0;
 985                         emit_load_imm(r_s0, k, ctx);
 986                         emit_div(r_A, r_s0, ctx);
 987                         break;
 988                 case BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_K:
 989                         /* A %= k */
 990                         if (k == 1 || optimize_div(&k)) {
 991                                 ctx->flags |= SEEN_A;
 992                                 emit_jit_reg_move(r_A, r_zero, ctx);
 993                         } else {
 994                                 ctx->flags |= SEEN_A | SEEN_S0;
 995                                 emit_load_imm(r_s0, k, ctx);
 996                                 emit_mod(r_A, r_s0, ctx);
 997                         }
 998                         break;
 999                 case BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_X:
1000                         /* A /= X */
1001                         ctx->flags |= SEEN_X | SEEN_A;
1002                         /* Check if r_X is zero */
1003                         emit_bcond(MIPS_COND_EQ, r_X, r_zero,
1004                                    b_imm(prog->len, ctx), ctx);
1005                         emit_load_imm(r_val, 0, ctx); /* delay slot */
1006                         emit_div(r_A, r_X, ctx);
1007                         break;
1008                 case BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_X:
1009                         /* A %= X */
1010                         ctx->flags |= SEEN_X | SEEN_A;
1011                         /* Check if r_X is zero */
1012                         emit_bcond(MIPS_COND_EQ, r_X, r_zero,
1013                                    b_imm(prog->len, ctx), ctx);
1014                         emit_load_imm(r_val, 0, ctx); /* delay slot */
1015                         emit_mod(r_A, r_X, ctx);
1016                         break;
1017                 case BPF_ALU | BPF_OR | BPF_K:
1018                         /* A |= K */
1019                         ctx->flags |= SEEN_A;
1020                         emit_ori(r_A, r_A, k, ctx);
1021                         break;
1022                 case BPF_ALU | BPF_OR | BPF_X:
1023                         /* A |= X */
1024                         ctx->flags |= SEEN_A;
1025                         emit_ori(r_A, r_A, r_X, ctx);
1026                         break;
1027                 case BPF_ALU | BPF_XOR | BPF_K:
1028                         /* A ^= k */
1029                         ctx->flags |= SEEN_A;
1030                         emit_xori(r_A, r_A, k, ctx);
1031                         break;
1032                 case BPF_ANC | SKF_AD_ALU_XOR_X:
1033                 case BPF_ALU | BPF_XOR | BPF_X:
1034                         /* A ^= X */
1035                         ctx->flags |= SEEN_A;
1036                         emit_xor(r_A, r_A, r_X, ctx);
1037                         break;
1038                 case BPF_ALU | BPF_AND | BPF_K:
1039                         /* A &= K */
1040                         ctx->flags |= SEEN_A;
1041                         emit_andi(r_A, r_A, k, ctx);
1042                         break;
1043                 case BPF_ALU | BPF_AND | BPF_X:
1044                         /* A &= X */
1045                         ctx->flags |= SEEN_A | SEEN_X;
1046                         emit_and(r_A, r_A, r_X, ctx);
1047                         break;
1048                 case BPF_ALU | BPF_LSH | BPF_K:
1049                         /* A <<= K */
1050                         ctx->flags |= SEEN_A;
1051                         emit_sll(r_A, r_A, k, ctx);
1052                         break;
1053                 case BPF_ALU | BPF_LSH | BPF_X:
1054                         /* A <<= X */
1055                         ctx->flags |= SEEN_A | SEEN_X;
1056                         emit_sllv(r_A, r_A, r_X, ctx);
1057                         break;
1058                 case BPF_ALU | BPF_RSH | BPF_K:
1059                         /* A >>= K */
1060                         ctx->flags |= SEEN_A;
1061                         emit_srl(r_A, r_A, k, ctx);
1062                         break;
1063                 case BPF_ALU | BPF_RSH | BPF_X:
1064                         ctx->flags |= SEEN_A | SEEN_X;
1065                         emit_srlv(r_A, r_A, r_X, ctx);
1066                         break;
1067                 case BPF_ALU | BPF_NEG:
1068                         /* A = -A */
1069                         ctx->flags |= SEEN_A;
1070                         emit_neg(r_A, ctx);
1071                         break;
1072                 case BPF_JMP | BPF_JA:
1073                         /* pc += K */
1074                         emit_b(b_imm(i + k + 1, ctx), ctx);
1075                         emit_nop(ctx);
1076                         break;
1077                 case BPF_JMP | BPF_JEQ | BPF_K:
1078                         /* pc += ( A == K ) ? pc->jt : pc->jf */
1079                         condt = MIPS_COND_EQ | MIPS_COND_K;
1080                         goto jmp_cmp;
1081                 case BPF_JMP | BPF_JEQ | BPF_X:
1082                         ctx->flags |= SEEN_X;
1083                         /* pc += ( A == X ) ? pc->jt : pc->jf */
1084                         condt = MIPS_COND_EQ | MIPS_COND_X;
1085                         goto jmp_cmp;
1086                 case BPF_JMP | BPF_JGE | BPF_K:
1087                         /* pc += ( A >= K ) ? pc->jt : pc->jf */
1088                         condt = MIPS_COND_GE | MIPS_COND_K;
1089                         goto jmp_cmp;
1090                 case BPF_JMP | BPF_JGE | BPF_X:
1091                         ctx->flags |= SEEN_X;
1092                         /* pc += ( A >= X ) ? pc->jt : pc->jf */
1093                         condt = MIPS_COND_GE | MIPS_COND_X;
1094                         goto jmp_cmp;
1095                 case BPF_JMP | BPF_JGT | BPF_K:
1096                         /* pc += ( A > K ) ? pc->jt : pc->jf */
1097                         condt = MIPS_COND_GT | MIPS_COND_K;
1098                         goto jmp_cmp;
1099                 case BPF_JMP | BPF_JGT | BPF_X:
1100                         ctx->flags |= SEEN_X;
1101                         /* pc += ( A > X ) ? pc->jt : pc->jf */
1102                         condt = MIPS_COND_GT | MIPS_COND_X;
1103 jmp_cmp:
1104                         /* Greater or Equal */
1105                         if ((condt & MIPS_COND_GE) ||
1106                             (condt & MIPS_COND_GT)) {
1107                                 if (condt & MIPS_COND_K) { /* K */
1108                                         ctx->flags |= SEEN_S0 | SEEN_A;
1109                                         emit_sltiu(r_s0, r_A, k, ctx);
1110                                 } else { /* X */
1111                                         ctx->flags |= SEEN_S0 | SEEN_A |
1112                                                 SEEN_X;
1113                                         emit_sltu(r_s0, r_A, r_X, ctx);
1114                                 }
1115                                 /* A < (K|X) ? r_scrach = 1 */
1116                                 b_off = b_imm(i + inst->jf + 1, ctx);
1117                                 emit_bcond(MIPS_COND_NE, r_s0, r_zero, b_off,
1118                                            ctx);
1119                                 emit_nop(ctx);
1120                                 /* A > (K|X) ? scratch = 0 */
1121                                 if (condt & MIPS_COND_GT) {
1122                                         /* Checking for equality */
1123                                         ctx->flags |= SEEN_S0 | SEEN_A | SEEN_X;
1124                                         if (condt & MIPS_COND_K)
1125                                                 emit_load_imm(r_s0, k, ctx);
1126                                         else
1127                                                 emit_jit_reg_move(r_s0, r_X,
1128                                                                   ctx);
1129                                         b_off = b_imm(i + inst->jf + 1, ctx);
1130                                         emit_bcond(MIPS_COND_EQ, r_A, r_s0,
1131                                                    b_off, ctx);
1132                                         emit_nop(ctx);
1133                                         /* Finally, A > K|X */
1134                                         b_off = b_imm(i + inst->jt + 1, ctx);
1135                                         emit_b(b_off, ctx);
1136                                         emit_nop(ctx);
1137                                 } else {
1138                                         /* A >= (K|X) so jump */
1139                                         b_off = b_imm(i + inst->jt + 1, ctx);
1140                                         emit_b(b_off, ctx);
1141                                         emit_nop(ctx);
1142                                 }
1143                         } else {
1144                                 /* A == K|X */
1145                                 if (condt & MIPS_COND_K) { /* K */
1146                                         ctx->flags |= SEEN_S0 | SEEN_A;
1147                                         emit_load_imm(r_s0, k, ctx);
1148                                         /* jump true */
1149                                         b_off = b_imm(i + inst->jt + 1, ctx);
1150                                         emit_bcond(MIPS_COND_EQ, r_A, r_s0,
1151                                                    b_off, ctx);
1152                                         emit_nop(ctx);
1153                                         /* jump false */
1154                                         b_off = b_imm(i + inst->jf + 1,
1155                                                       ctx);
1156                                         emit_bcond(MIPS_COND_NE, r_A, r_s0,
1157                                                    b_off, ctx);
1158                                         emit_nop(ctx);
1159                                 } else { /* X */
1160                                         /* jump true */
1161                                         ctx->flags |= SEEN_A | SEEN_X;
1162                                         b_off = b_imm(i + inst->jt + 1,
1163                                                       ctx);
1164                                         emit_bcond(MIPS_COND_EQ, r_A, r_X,
1165                                                    b_off, ctx);
1166                                         emit_nop(ctx);
1167                                         /* jump false */
1168                                         b_off = b_imm(i + inst->jf + 1, ctx);
1169                                         emit_bcond(MIPS_COND_NE, r_A, r_X,
1170                                                    b_off, ctx);
1171                                         emit_nop(ctx);
1172                                 }
1173                         }
1174                         break;
1175                 case BPF_JMP | BPF_JSET | BPF_K:
1176                         ctx->flags |= SEEN_S0 | SEEN_S1 | SEEN_A;
1177                         /* pc += (A & K) ? pc -> jt : pc -> jf */
1178                         emit_load_imm(r_s1, k, ctx);
1179                         emit_and(r_s0, r_A, r_s1, ctx);
1180                         /* jump true */
1181                         b_off = b_imm(i + inst->jt + 1, ctx);
1182                         emit_bcond(MIPS_COND_NE, r_s0, r_zero, b_off, ctx);
1183                         emit_nop(ctx);
1184                         /* jump false */
1185                         b_off = b_imm(i + inst->jf + 1, ctx);
1186                         emit_b(b_off, ctx);
1187                         emit_nop(ctx);
1188                         break;
1189                 case BPF_JMP | BPF_JSET | BPF_X:
1190                         ctx->flags |= SEEN_S0 | SEEN_X | SEEN_A;
1191                         /* pc += (A & X) ? pc -> jt : pc -> jf */
1192                         emit_and(r_s0, r_A, r_X, ctx);
1193                         /* jump true */
1194                         b_off = b_imm(i + inst->jt + 1, ctx);
1195                         emit_bcond(MIPS_COND_NE, r_s0, r_zero, b_off, ctx);
1196                         emit_nop(ctx);
1197                         /* jump false */
1198                         b_off = b_imm(i + inst->jf + 1, ctx);
1199                         emit_b(b_off, ctx);
1200                         emit_nop(ctx);
1201                         break;
1202                 case BPF_RET | BPF_A:
1203                         ctx->flags |= SEEN_A;
1204                         if (i != prog->len - 1)
1205                                 /*
1206                                  * If this is not the last instruction
1207                                  * then jump to the epilogue
1208                                  */
1209                                 emit_b(b_imm(prog->len, ctx), ctx);
1210                         emit_reg_move(r_ret, r_A, ctx); /* delay slot */
1211                         break;
1212                 case BPF_RET | BPF_K:
1213                         /*
1214                          * It can emit two instructions so it does not fit on
1215                          * the delay slot.
1216                          */
1217                         emit_load_imm(r_ret, k, ctx);
1218                         if (i != prog->len - 1) {
1219                                 /*
1220                                  * If this is not the last instruction
1221                                  * then jump to the epilogue
1222                                  */
1223                                 emit_b(b_imm(prog->len, ctx), ctx);
1224                                 emit_nop(ctx);
1225                         }
1226                         break;
1227                 case BPF_MISC | BPF_TAX:
1228                         /* X = A */
1229                         ctx->flags |= SEEN_X | SEEN_A;
1230                         emit_jit_reg_move(r_X, r_A, ctx);
1231                         break;
1232                 case BPF_MISC | BPF_TXA:
1233                         /* A = X */
1234                         ctx->flags |= SEEN_A | SEEN_X;
1235                         emit_jit_reg_move(r_A, r_X, ctx);
1236                         break;
1237                 /* AUX */
1238                 case BPF_ANC | SKF_AD_PROTOCOL:
1239                         /* A = ntohs(skb->protocol */
1240                         ctx->flags |= SEEN_SKB | SEEN_OFF | SEEN_A;
1241                         BUILD_BUG_ON(FIELD_SIZEOF(struct sk_buff,
1242                                                   protocol) != 2);
1243                         off = offsetof(struct sk_buff, protocol);
1244                         emit_half_load(r_A, r_skb, off, ctx);
1245 #ifdef CONFIG_CPU_LITTLE_ENDIAN
1246                         /* This needs little endian fixup */
1247                         if (cpu_has_mips_r2) {
1248                                 /* R2 and later have the wsbh instruction */
1249                                 emit_wsbh(r_A, r_A, ctx);
1250                         } else {
1251                                 /* Get first byte */
1252                                 emit_andi(r_tmp_imm, r_A, 0xff, ctx);
1253                                 /* Shift it */
1254                                 emit_sll(r_tmp, r_tmp_imm, 8, ctx);
1255                                 /* Get second byte */
1256                                 emit_srl(r_tmp_imm, r_A, 8, ctx);
1257                                 emit_andi(r_tmp_imm, r_tmp_imm, 0xff, ctx);
1258                                 /* Put everyting together in r_A */
1259                                 emit_or(r_A, r_tmp, r_tmp_imm, ctx);
1260                         }
1261 #endif
1262                         break;
1263                 case BPF_ANC | SKF_AD_CPU:
1264                         ctx->flags |= SEEN_A | SEEN_OFF;
1265                         /* A = current_thread_info()->cpu */
1266                         BUILD_BUG_ON(FIELD_SIZEOF(struct thread_info,
1267                                                   cpu) != 4);
1268                         off = offsetof(struct thread_info, cpu);
1269                         /* $28/gp points to the thread_info struct */
1270                         emit_load(r_A, 28, off, ctx);
1271                         break;
1272                 case BPF_ANC | SKF_AD_IFINDEX:
1273                         /* A = skb->dev->ifindex */
1274                         ctx->flags |= SEEN_SKB | SEEN_A | SEEN_S0;
1275                         off = offsetof(struct sk_buff, dev);
1276                         emit_load(r_s0, r_skb, off, ctx);
1277                         /* error (0) in the delay slot */
1278                         emit_bcond(MIPS_COND_EQ, r_s0, r_zero,
1279                                    b_imm(prog->len, ctx), ctx);
1280                         emit_reg_move(r_ret, r_zero, ctx);
1281                         BUILD_BUG_ON(FIELD_SIZEOF(struct net_device,
1282                                                   ifindex) != 4);
1283                         off = offsetof(struct net_device, ifindex);
1284                         emit_load(r_A, r_s0, off, ctx);
1285                         break;
1286                 case BPF_ANC | SKF_AD_MARK:
1287                         ctx->flags |= SEEN_SKB | SEEN_A;
1288                         BUILD_BUG_ON(FIELD_SIZEOF(struct sk_buff, mark) != 4);
1289                         off = offsetof(struct sk_buff, mark);
1290                         emit_load(r_A, r_skb, off, ctx);
1291                         break;
1292                 case BPF_ANC | SKF_AD_RXHASH:
1293                         ctx->flags |= SEEN_SKB | SEEN_A;
1294                         BUILD_BUG_ON(FIELD_SIZEOF(struct sk_buff, hash) != 4);
1295                         off = offsetof(struct sk_buff, hash);
1296                         emit_load(r_A, r_skb, off, ctx);
1297                         break;
1298                 case BPF_ANC | SKF_AD_VLAN_TAG:
1299                 case BPF_ANC | SKF_AD_VLAN_TAG_PRESENT:
1300                         ctx->flags |= SEEN_SKB | SEEN_S0 | SEEN_A;
1301                         BUILD_BUG_ON(FIELD_SIZEOF(struct sk_buff,
1302                                                   vlan_tci) != 2);
1303                         off = offsetof(struct sk_buff, vlan_tci);
1304                         emit_half_load(r_s0, r_skb, off, ctx);
1305                         if (code == (BPF_ANC | SKF_AD_VLAN_TAG)) {
1306                                 emit_andi(r_A, r_s0, (u16)~VLAN_TAG_PRESENT, ctx);
1307                         } else {
1308                                 emit_andi(r_A, r_s0, VLAN_TAG_PRESENT, ctx);
1309                                 /* return 1 if present */
1310                                 emit_sltu(r_A, r_zero, r_A, ctx);
1311                         }
1312                         break;
1313                 case BPF_ANC | SKF_AD_PKTTYPE:
1314                         ctx->flags |= SEEN_SKB;
1315
1316                         off = pkt_type_offset();
1317
1318                         if (off < 0)
1319                                 return -1;
1320                         emit_load_byte(r_tmp, r_skb, off, ctx);
1321                         /* Keep only the last 3 bits */
1322                         emit_andi(r_A, r_tmp, PKT_TYPE_MAX, ctx);
1323                         break;
1324                 case BPF_ANC | SKF_AD_QUEUE:
1325                         ctx->flags |= SEEN_SKB | SEEN_A;
1326                         BUILD_BUG_ON(FIELD_SIZEOF(struct sk_buff,
1327                                                   queue_mapping) != 2);
1328                         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct sk_buff,
1329                                               queue_mapping) > 0xff);
1330                         off = offsetof(struct sk_buff, queue_mapping);
1331                         emit_half_load(r_A, r_skb, off, ctx);
1332                         break;
1333                 default:
1334                         pr_debug("%s: Unhandled opcode: 0x%02x\n", __FILE__,
1335                                  inst->code);
1336                         return -1;
1337                 }
1338         }
1339
1340         /* compute offsets only during the first pass */
1341         if (ctx->target == NULL)
1342                 ctx->offsets[i] = ctx->idx * 4;
1343
1344         return 0;
1345 }
1346
1347 int bpf_jit_enable __read_mostly;
1348
1349 void bpf_jit_compile(struct sk_filter *fp)
1350 {
1351         struct jit_ctx ctx;
1352         unsigned int alloc_size, tmp_idx;
1353
1354         if (!bpf_jit_enable)
1355                 return;
1356
1357         memset(&ctx, 0, sizeof(ctx));
1358
1359         ctx.offsets = kcalloc(fp->len, sizeof(*ctx.offsets), GFP_KERNEL);
1360         if (ctx.offsets == NULL)
1361                 return;
1362
1363         ctx.skf = fp;
1364
1365         if (build_body(&ctx))
1366                 goto out;
1367
1368         tmp_idx = ctx.idx;
1369         build_prologue(&ctx);
1370         ctx.prologue_bytes = (ctx.idx - tmp_idx) * 4;
1371         /* just to complete the ctx.idx count */
1372         build_epilogue(&ctx);
1373
1374         alloc_size = 4 * ctx.idx;
1375         ctx.target = module_alloc(alloc_size);
1376         if (ctx.target == NULL)
1377                 goto out;
1378
1379         /* Clean it */
1380         memset(ctx.target, 0, alloc_size);
1381
1382         ctx.idx = 0;
1383
1384         /* Generate the actual JIT code */
1385         build_prologue(&ctx);
1386         build_body(&ctx);
1387         build_epilogue(&ctx);
1388
1389         /* Update the icache */
1390         flush_icache_range((ptr)ctx.target, (ptr)(ctx.target + ctx.idx));
1391
1392         if (bpf_jit_enable > 1)
1393                 /* Dump JIT code */
1394                 bpf_jit_dump(fp->len, alloc_size, 2, ctx.target);
1395
1396         fp->bpf_func = (void *)ctx.target;
1397         fp->jited = 1;
1398
1399 out:
1400         kfree(ctx.offsets);
1401 }
1402
1403 void bpf_jit_free(struct sk_filter *fp)
1404 {
1405         if (fp->jited)
1406                 module_free(NULL, fp->bpf_func);
1407         kfree(fp);
1408 }