arch/arm64/net/bpf_jit_comp.c

   1 /*
   2  * BPF JIT compiler for ARM64
   3  *
   4  * Copyright (C) 2014 Zi Shen Lim <zlim.lnx@gmail.com>
   5  *
   6  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   7  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
   8  * published by the Free Software Foundation.
   9  *
  10  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  11  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  13  * GNU General Public License for more details.
  14  *
  15  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  16  * along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  17  */
  18
  19 #define pr_fmt(fmt) "bpf_jit: " fmt
  20
  21 #include <linux/filter.h>
  22 #include <linux/printk.h>
  23 #include <linux/skbuff.h>
  24 #include <linux/slab.h>
  25
  26 #include <asm/byteorder.h>
  27 #include <asm/cacheflush.h>
  28 #include <asm/debug-monitors.h>
  29
  30 #include "bpf_jit.h"
  31
  32 int bpf_jit_enable __read_mostly;
  33
  34 #define TMP_REG_1 (MAX_BPF_REG + 0)
  35 #define TMP_REG_2 (MAX_BPF_REG + 1)
  36
  37 /* Map BPF registers to A64 registers */
  38 static const int bpf2a64[] = {
  39         /* return value from in-kernel function, and exit value from eBPF */
  40         [BPF_REG_0] = A64_R(7),
  41         /* arguments from eBPF program to in-kernel function */
  42         [BPF_REG_1] = A64_R(0),
  43         [BPF_REG_2] = A64_R(1),
  44         [BPF_REG_3] = A64_R(2),
  45         [BPF_REG_4] = A64_R(3),
  46         [BPF_REG_5] = A64_R(4),
  47         /* callee saved registers that in-kernel function will preserve */
  48         [BPF_REG_6] = A64_R(19),
  49         [BPF_REG_7] = A64_R(20),
  50         [BPF_REG_8] = A64_R(21),
  51         [BPF_REG_9] = A64_R(22),
  52         /* read-only frame pointer to access stack */
  53         [BPF_REG_FP] = A64_FP,
  54         /* temporary register for internal BPF JIT */
  55         [TMP_REG_1] = A64_R(23),
  56         [TMP_REG_2] = A64_R(24),
  57 };
  58
  59 struct jit_ctx {
  60         const struct bpf_prog *prog;
  61         int idx;
  62         int tmp_used;
  63         int epilogue_offset;
  64         int *offset;
  65         u32 *image;
  66 };
  67
  68 static inline void emit(const u32 insn, struct jit_ctx *ctx)
  69 {
  70         if (ctx->image != NULL)
  71                 ctx->image[ctx->idx] = cpu_to_le32(insn);
  72
  73         ctx->idx++;
  74 }
  75
  76 static inline void emit_a64_mov_i64(const int reg, const u64 val,
  77                                     struct jit_ctx *ctx)
  78 {
  79         u64 tmp = val;
  80         int shift = 0;
  81
  82         emit(A64_MOVZ(1, reg, tmp & 0xffff, shift), ctx);
  83         tmp >>= 16;
  84         shift += 16;
  85         while (tmp) {
  86                 if (tmp & 0xffff)
  87                         emit(A64_MOVK(1, reg, tmp & 0xffff, shift), ctx);
  88                 tmp >>= 16;
  89                 shift += 16;
  90         }
  91 }
  92
  93 static inline void emit_a64_mov_i(const int is64, const int reg,
  94                                   const s32 val, struct jit_ctx *ctx)
  95 {
  96         u16 hi = val >> 16;
  97         u16 lo = val & 0xffff;
  98
  99         if (hi & 0x8000) {
 100                 if (hi == 0xffff) {
 101                         emit(A64_MOVN(is64, reg, (u16)~lo, 0), ctx);
 102                 } else {
 103                         emit(A64_MOVN(is64, reg, (u16)~hi, 16), ctx);
 104                         emit(A64_MOVK(is64, reg, lo, 0), ctx);
 105                 }
 106         } else {
 107                 emit(A64_MOVZ(is64, reg, lo, 0), ctx);
 108                 if (hi)
 109                         emit(A64_MOVK(is64, reg, hi, 16), ctx);
 110         }
 111 }
 112
 113 static inline int bpf2a64_offset(int bpf_to, int bpf_from,
 114                                  const struct jit_ctx *ctx)
 115 {
 116         int to = ctx->offset[bpf_to];
 117         /* -1 to account for the Branch instruction */
 118         int from = ctx->offset[bpf_from] - 1;
 119
 120         return to - from;
 121 }
 122
 123 static void jit_fill_hole(void *area, unsigned int size)
 124 {
 125         u32 *ptr;
 126         /* We are guaranteed to have aligned memory. */
 127         for (ptr = area; size >= sizeof(u32); size -= sizeof(u32))
 128                 *ptr++ = cpu_to_le32(AARCH64_BREAK_FAULT);
 129 }
 130
 131 static inline int epilogue_offset(const struct jit_ctx *ctx)
 132 {
 133         int to = ctx->epilogue_offset;
 134         int from = ctx->idx;
 135
 136         return to - from;
 137 }
 138
 139 /* Stack must be multiples of 16B */
 140 #define STACK_ALIGN(sz) (((sz) + 15) & ~15)
 141
 142 static void build_prologue(struct jit_ctx *ctx)
 143 {
 144         const u8 r6 = bpf2a64[BPF_REG_6];
 145         const u8 r7 = bpf2a64[BPF_REG_7];
 146         const u8 r8 = bpf2a64[BPF_REG_8];
 147         const u8 r9 = bpf2a64[BPF_REG_9];
 148         const u8 fp = bpf2a64[BPF_REG_FP];
 149         const u8 ra = bpf2a64[BPF_REG_A];
 150         const u8 rx = bpf2a64[BPF_REG_X];
 151         const u8 tmp1 = bpf2a64[TMP_REG_1];
 152         const u8 tmp2 = bpf2a64[TMP_REG_2];
 153         int stack_size = MAX_BPF_STACK;
 154
 155         stack_size += 4; /* extra for skb_copy_bits buffer */
 156         stack_size = STACK_ALIGN(stack_size);
 157
 158         /* Save callee-saved register */
 159         emit(A64_PUSH(r6, r7, A64_SP), ctx);
 160         emit(A64_PUSH(r8, r9, A64_SP), ctx);
 161         if (ctx->tmp_used)
 162                 emit(A64_PUSH(tmp1, tmp2, A64_SP), ctx);
 163
 164         /* Set up BPF stack */
 165         emit(A64_SUB_I(1, A64_SP, A64_SP, stack_size), ctx);
 166
 167         /* Set up frame pointer */
 168         emit(A64_MOV(1, fp, A64_SP), ctx);
 169
 170         /* Clear registers A and X */
 171         emit_a64_mov_i64(ra, 0, ctx);
 172         emit_a64_mov_i64(rx, 0, ctx);
 173 }
 174
 175 static void build_epilogue(struct jit_ctx *ctx)
 176 {
 177         const u8 r0 = bpf2a64[BPF_REG_0];
 178         const u8 r6 = bpf2a64[BPF_REG_6];
 179         const u8 r7 = bpf2a64[BPF_REG_7];
 180         const u8 r8 = bpf2a64[BPF_REG_8];
 181         const u8 r9 = bpf2a64[BPF_REG_9];
 182         const u8 fp = bpf2a64[BPF_REG_FP];
 183         const u8 tmp1 = bpf2a64[TMP_REG_1];
 184         const u8 tmp2 = bpf2a64[TMP_REG_2];
 185         int stack_size = MAX_BPF_STACK;
 186
 187         stack_size += 4; /* extra for skb_copy_bits buffer */
 188         stack_size = STACK_ALIGN(stack_size);
 189
 190         /* We're done with BPF stack */
 191         emit(A64_ADD_I(1, A64_SP, A64_SP, stack_size), ctx);
 192
 193         /* Restore callee-saved register */
 194         if (ctx->tmp_used)
 195                 emit(A64_POP(tmp1, tmp2, A64_SP), ctx);
 196         emit(A64_POP(r8, r9, A64_SP), ctx);
 197         emit(A64_POP(r6, r7, A64_SP), ctx);
 198
 199         /* Restore frame pointer */
 200         emit(A64_MOV(1, fp, A64_SP), ctx);
 201
 202         /* Set return value */
 203         emit(A64_MOV(1, A64_R(0), r0), ctx);
 204
 205         emit(A64_RET(A64_LR), ctx);
 206 }
 207
 208 /* JITs an eBPF instruction.
 209  * Returns:
 210  * 0  - successfully JITed an 8-byte eBPF instruction.
 211  * >0 - successfully JITed a 16-byte eBPF instruction.
 212  * <0 - failed to JIT.
 213  */
 214 static int build_insn(const struct bpf_insn *insn, struct jit_ctx *ctx)
 215 {
 216         const u8 code = insn->code;
 217         const u8 dst = bpf2a64[insn->dst_reg];
 218         const u8 src = bpf2a64[insn->src_reg];
 219         const u8 tmp = bpf2a64[TMP_REG_1];
 220         const u8 tmp2 = bpf2a64[TMP_REG_2];
 221         const s16 off = insn->off;
 222         const s32 imm = insn->imm;
 223         const int i = insn - ctx->prog->insnsi;
 224         const bool is64 = BPF_CLASS(code) == BPF_ALU64;
 225         u8 jmp_cond;
 226         s32 jmp_offset;
 227
 228         switch (code) {
 229         /* dst = src */
 230         case BPF_ALU | BPF_MOV | BPF_X:
 231         case BPF_ALU64 | BPF_MOV | BPF_X:
 232                 emit(A64_MOV(is64, dst, src), ctx);
 233                 break;
 234         /* dst = dst OP src */
 235         case BPF_ALU | BPF_ADD | BPF_X:
 236         case BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X:
 237                 emit(A64_ADD(is64, dst, dst, src), ctx);
 238                 break;
 239         case BPF_ALU | BPF_SUB | BPF_X:
 240         case BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X:
 241                 emit(A64_SUB(is64, dst, dst, src), ctx);
 242                 break;
 243         case BPF_ALU | BPF_AND | BPF_X:
 244         case BPF_ALU64 | BPF_AND | BPF_X:
 245                 emit(A64_AND(is64, dst, dst, src), ctx);
 246                 break;
 247         case BPF_ALU | BPF_OR | BPF_X:
 248         case BPF_ALU64 | BPF_OR | BPF_X:
 249                 emit(A64_ORR(is64, dst, dst, src), ctx);
 250                 break;
 251         case BPF_ALU | BPF_XOR | BPF_X:
 252         case BPF_ALU64 | BPF_XOR | BPF_X:
 253                 emit(A64_EOR(is64, dst, dst, src), ctx);
 254                 break;
 255         case BPF_ALU | BPF_MUL | BPF_X:
 256         case BPF_ALU64 | BPF_MUL | BPF_X:
 257                 emit(A64_MUL(is64, dst, dst, src), ctx);
 258                 break;
 259         case BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_X:
 260         case BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_X:
 261                 emit(A64_UDIV(is64, dst, dst, src), ctx);
 262                 break;
 263         case BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_X:
 264         case BPF_ALU64 | BPF_MOD | BPF_X:
 265                 ctx->tmp_used = 1;
 266                 emit(A64_UDIV(is64, tmp, dst, src), ctx);
 267                 emit(A64_MUL(is64, tmp, tmp, src), ctx);
 268                 emit(A64_SUB(is64, dst, dst, tmp), ctx);
 269                 break;
 270         case BPF_ALU | BPF_LSH | BPF_X:
 271         case BPF_ALU64 | BPF_LSH | BPF_X:
 272                 emit(A64_LSLV(is64, dst, dst, src), ctx);
 273                 break;
 274         case BPF_ALU | BPF_RSH | BPF_X:
 275         case BPF_ALU64 | BPF_RSH | BPF_X:
 276                 emit(A64_LSRV(is64, dst, dst, src), ctx);
 277                 break;
 278         case BPF_ALU | BPF_ARSH | BPF_X:
 279         case BPF_ALU64 | BPF_ARSH | BPF_X:
 280                 emit(A64_ASRV(is64, dst, dst, src), ctx);
 281                 break;
 282         /* dst = -dst */
 283         case BPF_ALU | BPF_NEG:
 284         case BPF_ALU64 | BPF_NEG:
 285                 emit(A64_NEG(is64, dst, dst), ctx);
 286                 break;
 287         /* dst = BSWAP##imm(dst) */
 288         case BPF_ALU | BPF_END | BPF_FROM_LE:
 289         case BPF_ALU | BPF_END | BPF_FROM_BE:
 290 #ifdef CONFIG_CPU_BIG_ENDIAN
 291                 if (BPF_SRC(code) == BPF_FROM_BE)
 292                         goto emit_bswap_uxt;
 293 #else /* !CONFIG_CPU_BIG_ENDIAN */
 294                 if (BPF_SRC(code) == BPF_FROM_LE)
 295                         goto emit_bswap_uxt;
 296 #endif
 297                 switch (imm) {
 298                 case 16:
 299                         emit(A64_REV16(is64, dst, dst), ctx);
 300                         /* zero-extend 16 bits into 64 bits */
 301                         emit(A64_UXTH(is64, dst, dst), ctx);
 302                         break;
 303                 case 32:
 304                         emit(A64_REV32(is64, dst, dst), ctx);
 305                         /* upper 32 bits already cleared */
 306                         break;
 307                 case 64:
 308                         emit(A64_REV64(dst, dst), ctx);
 309                         break;
 310                 }
 311                 break;
 312 emit_bswap_uxt:
 313                 switch (imm) {
 314                 case 16:
 315                         /* zero-extend 16 bits into 64 bits */
 316                         emit(A64_UXTH(is64, dst, dst), ctx);
 317                         break;
 318                 case 32:
 319                         /* zero-extend 32 bits into 64 bits */
 320                         emit(A64_UXTW(is64, dst, dst), ctx);
 321                         break;
 322                 case 64:
 323                         /* nop */
 324                         break;
 325                 }
 326                 break;
 327         /* dst = imm */
 328         case BPF_ALU | BPF_MOV | BPF_K:
 329         case BPF_ALU64 | BPF_MOV | BPF_K:
 330                 emit_a64_mov_i(is64, dst, imm, ctx);
 331                 break;
 332         /* dst = dst OP imm */
 333         case BPF_ALU | BPF_ADD | BPF_K:
 334         case BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_K:
 335                 ctx->tmp_used = 1;
 336                 emit_a64_mov_i(is64, tmp, imm, ctx);
 337                 emit(A64_ADD(is64, dst, dst, tmp), ctx);
 338                 break;
 339         case BPF_ALU | BPF_SUB | BPF_K:
 340         case BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_K:
 341                 ctx->tmp_used = 1;
 342                 emit_a64_mov_i(is64, tmp, imm, ctx);
 343                 emit(A64_SUB(is64, dst, dst, tmp), ctx);
 344                 break;
 345         case BPF_ALU | BPF_AND | BPF_K:
 346         case BPF_ALU64 | BPF_AND | BPF_K:
 347                 ctx->tmp_used = 1;
 348                 emit_a64_mov_i(is64, tmp, imm, ctx);
 349                 emit(A64_AND(is64, dst, dst, tmp), ctx);
 350                 break;
 351         case BPF_ALU | BPF_OR | BPF_K:
 352         case BPF_ALU64 | BPF_OR | BPF_K:
 353                 ctx->tmp_used = 1;
 354                 emit_a64_mov_i(is64, tmp, imm, ctx);
 355                 emit(A64_ORR(is64, dst, dst, tmp), ctx);
 356                 break;
 357         case BPF_ALU | BPF_XOR | BPF_K:
 358         case BPF_ALU64 | BPF_XOR | BPF_K:
 359                 ctx->tmp_used = 1;
 360                 emit_a64_mov_i(is64, tmp, imm, ctx);
 361                 emit(A64_EOR(is64, dst, dst, tmp), ctx);
 362                 break;
 363         case BPF_ALU | BPF_MUL | BPF_K:
 364         case BPF_ALU64 | BPF_MUL | BPF_K:
 365                 ctx->tmp_used = 1;
 366                 emit_a64_mov_i(is64, tmp, imm, ctx);
 367                 emit(A64_MUL(is64, dst, dst, tmp), ctx);
 368                 break;
 369         case BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_K:
 370         case BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_K:
 371                 ctx->tmp_used = 1;
 372                 emit_a64_mov_i(is64, tmp, imm, ctx);
 373                 emit(A64_UDIV(is64, dst, dst, tmp), ctx);
 374                 break;
 375         case BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_K:
 376         case BPF_ALU64 | BPF_MOD | BPF_K:
 377                 ctx->tmp_used = 1;
 378                 emit_a64_mov_i(is64, tmp2, imm, ctx);
 379                 emit(A64_UDIV(is64, tmp, dst, tmp2), ctx);
 380                 emit(A64_MUL(is64, tmp, tmp, tmp2), ctx);
 381                 emit(A64_SUB(is64, dst, dst, tmp), ctx);
 382                 break;
 383         case BPF_ALU | BPF_LSH | BPF_K:
 384         case BPF_ALU64 | BPF_LSH | BPF_K:
 385                 emit(A64_LSL(is64, dst, dst, imm), ctx);
 386                 break;
 387         case BPF_ALU | BPF_RSH | BPF_K:
 388         case BPF_ALU64 | BPF_RSH | BPF_K:
 389                 emit(A64_LSR(is64, dst, dst, imm), ctx);
 390                 break;
 391         case BPF_ALU | BPF_ARSH | BPF_K:
 392         case BPF_ALU64 | BPF_ARSH | BPF_K:
 393                 emit(A64_ASR(is64, dst, dst, imm), ctx);
 394                 break;
 395
 396 #define check_imm(bits, imm) do {                               \
 397         if ((((imm) > 0) && ((imm) >> (bits))) ||               \
 398             (((imm) < 0) && (~(imm) >> (bits)))) {              \
 399                 pr_info("[%2d] imm=%d(0x%x) out of range\n",    \
 400                         i, imm, imm);                           \
 401                 return -EINVAL;                                 \
 402         }                                                       \
 403 } while (0)
 404 #define check_imm19(imm) check_imm(19, imm)
 405 #define check_imm26(imm) check_imm(26, imm)
 406
 407         /* JUMP off */
 408         case BPF_JMP | BPF_JA:
 409                 jmp_offset = bpf2a64_offset(i + off, i, ctx);
 410                 check_imm26(jmp_offset);
 411                 emit(A64_B(jmp_offset), ctx);
 412                 break;
 413         /* IF (dst COND src) JUMP off */
 414         case BPF_JMP | BPF_JEQ | BPF_X:
 415         case BPF_JMP | BPF_JGT | BPF_X:
 416         case BPF_JMP | BPF_JGE | BPF_X:
 417         case BPF_JMP | BPF_JNE | BPF_X:
 418         case BPF_JMP | BPF_JSGT | BPF_X:
 419         case BPF_JMP | BPF_JSGE | BPF_X:
 420                 emit(A64_CMP(1, dst, src), ctx);
 421 emit_cond_jmp:
 422                 jmp_offset = bpf2a64_offset(i + off, i, ctx);
 423                 check_imm19(jmp_offset);
 424                 switch (BPF_OP(code)) {
 425                 case BPF_JEQ:
 426                         jmp_cond = A64_COND_EQ;
 427                         break;
 428                 case BPF_JGT:
 429                         jmp_cond = A64_COND_HI;
 430                         break;
 431                 case BPF_JGE:
 432                         jmp_cond = A64_COND_CS;
 433                         break;
 434                 case BPF_JNE:
 435                         jmp_cond = A64_COND_NE;
 436                         break;
 437                 case BPF_JSGT:
 438                         jmp_cond = A64_COND_GT;
 439                         break;
 440                 case BPF_JSGE:
 441                         jmp_cond = A64_COND_GE;
 442                         break;
 443                 default:
 444                         return -EFAULT;
 445                 }
 446                 emit(A64_B_(jmp_cond, jmp_offset), ctx);
 447                 break;
 448         case BPF_JMP | BPF_JSET | BPF_X:
 449                 emit(A64_TST(1, dst, src), ctx);
 450                 goto emit_cond_jmp;
 451         /* IF (dst COND imm) JUMP off */
 452         case BPF_JMP | BPF_JEQ | BPF_K:
 453         case BPF_JMP | BPF_JGT | BPF_K:
 454         case BPF_JMP | BPF_JGE | BPF_K:
 455         case BPF_JMP | BPF_JNE | BPF_K:
 456         case BPF_JMP | BPF_JSGT | BPF_K:
 457         case BPF_JMP | BPF_JSGE | BPF_K:
 458                 ctx->tmp_used = 1;
 459                 emit_a64_mov_i(1, tmp, imm, ctx);
 460                 emit(A64_CMP(1, dst, tmp), ctx);
 461                 goto emit_cond_jmp;
 462         case BPF_JMP | BPF_JSET | BPF_K:
 463                 ctx->tmp_used = 1;
 464                 emit_a64_mov_i(1, tmp, imm, ctx);
 465                 emit(A64_TST(1, dst, tmp), ctx);
 466                 goto emit_cond_jmp;
 467         /* function call */
 468         case BPF_JMP | BPF_CALL:
 469         {
 470                 const u8 r0 = bpf2a64[BPF_REG_0];
 471                 const u64 func = (u64)__bpf_call_base + imm;
 472
 473                 ctx->tmp_used = 1;
 474                 emit_a64_mov_i64(tmp, func, ctx);
 475                 emit(A64_PUSH(A64_FP, A64_LR, A64_SP), ctx);
 476                 emit(A64_MOV(1, A64_FP, A64_SP), ctx);
 477                 emit(A64_BLR(tmp), ctx);
 478                 emit(A64_MOV(1, r0, A64_R(0)), ctx);
 479                 emit(A64_POP(A64_FP, A64_LR, A64_SP), ctx);
 480                 break;
 481         }
 482         /* function return */
 483         case BPF_JMP | BPF_EXIT:
 484                 /* Optimization: when last instruction is EXIT,
 485                    simply fallthrough to epilogue. */
 486                 if (i == ctx->prog->len - 1)
 487                         break;
 488                 jmp_offset = epilogue_offset(ctx);
 489                 check_imm26(jmp_offset);
 490                 emit(A64_B(jmp_offset), ctx);
 491                 break;
 492
 493         /* dst = imm64 */
 494         case BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW:
 495         {
 496                 const struct bpf_insn insn1 = insn[1];
 497                 u64 imm64;
 498
 499                 if (insn1.code != 0 || insn1.src_reg != 0 ||
 500                     insn1.dst_reg != 0 || insn1.off != 0) {
 501                         /* Note: verifier in BPF core must catch invalid
 502                          * instructions.
 503                          */
 504                         pr_err_once("Invalid BPF_LD_IMM64 instruction\n");
 505                         return -EINVAL;
 506                 }
 507
 508                 imm64 = (u64)insn1.imm << 32 | (u32)imm;
 509                 emit_a64_mov_i64(dst, imm64, ctx);
 510
 511                 return 1;
 512         }
 513
 514         /* LDX: dst = *(size *)(src + off) */
 515         case BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_W:
 516         case BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_H:
 517         case BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_B:
 518         case BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_DW:
 519                 ctx->tmp_used = 1;
 520                 emit_a64_mov_i(1, tmp, off, ctx);
 521                 switch (BPF_SIZE(code)) {
 522                 case BPF_W:
 523                         emit(A64_LDR32(dst, src, tmp), ctx);
 524                         break;
 525                 case BPF_H:
 526                         emit(A64_LDRH(dst, src, tmp), ctx);
 527                         break;
 528                 case BPF_B:
 529                         emit(A64_LDRB(dst, src, tmp), ctx);
 530                         break;
 531                 case BPF_DW:
 532                         emit(A64_LDR64(dst, src, tmp), ctx);
 533                         break;
 534                 }
 535                 break;
 536
 537         /* ST: *(size *)(dst + off) = imm */
 538         case BPF_ST | BPF_MEM | BPF_W:
 539         case BPF_ST | BPF_MEM | BPF_H:
 540         case BPF_ST | BPF_MEM | BPF_B:
 541         case BPF_ST | BPF_MEM | BPF_DW:
 542                 goto notyet;
 543
 544         /* STX: *(size *)(dst + off) = src */
 545         case BPF_STX | BPF_MEM | BPF_W:
 546         case BPF_STX | BPF_MEM | BPF_H:
 547         case BPF_STX | BPF_MEM | BPF_B:
 548         case BPF_STX | BPF_MEM | BPF_DW:
 549                 ctx->tmp_used = 1;
 550                 emit_a64_mov_i(1, tmp, off, ctx);
 551                 switch (BPF_SIZE(code)) {
 552                 case BPF_W:
 553                         emit(A64_STR32(src, dst, tmp), ctx);
 554                         break;
 555                 case BPF_H:
 556                         emit(A64_STRH(src, dst, tmp), ctx);
 557                         break;
 558                 case BPF_B:
 559                         emit(A64_STRB(src, dst, tmp), ctx);
 560                         break;
 561                 case BPF_DW:
 562                         emit(A64_STR64(src, dst, tmp), ctx);
 563                         break;
 564                 }
 565                 break;
 566         /* STX XADD: lock *(u32 *)(dst + off) += src */
 567         case BPF_STX | BPF_XADD | BPF_W:
 568         /* STX XADD: lock *(u64 *)(dst + off) += src */
 569         case BPF_STX | BPF_XADD | BPF_DW:
 570                 goto notyet;
 571
 572         /* R0 = ntohx(*(size *)(((struct sk_buff *)R6)->data + imm)) */
 573         case BPF_LD | BPF_ABS | BPF_W:
 574         case BPF_LD | BPF_ABS | BPF_H:
 575         case BPF_LD | BPF_ABS | BPF_B:
 576         /* R0 = ntohx(*(size *)(((struct sk_buff *)R6)->data + src + imm)) */
 577         case BPF_LD | BPF_IND | BPF_W:
 578         case BPF_LD | BPF_IND | BPF_H:
 579         case BPF_LD | BPF_IND | BPF_B:
 580         {
 581                 const u8 r0 = bpf2a64[BPF_REG_0]; /* r0 = return value */
 582                 const u8 r6 = bpf2a64[BPF_REG_6]; /* r6 = pointer to sk_buff */
 583                 const u8 fp = bpf2a64[BPF_REG_FP];
 584                 const u8 r1 = bpf2a64[BPF_REG_1]; /* r1: struct sk_buff *skb */
 585                 const u8 r2 = bpf2a64[BPF_REG_2]; /* r2: int k */
 586                 const u8 r3 = bpf2a64[BPF_REG_3]; /* r3: unsigned int size */
 587                 const u8 r4 = bpf2a64[BPF_REG_4]; /* r4: void *buffer */
 588                 const u8 r5 = bpf2a64[BPF_REG_5]; /* r5: void *(*func)(...) */
 589                 int size;
 590
 591                 emit(A64_MOV(1, r1, r6), ctx);
 592                 emit_a64_mov_i(0, r2, imm, ctx);
 593                 if (BPF_MODE(code) == BPF_IND)
 594                         emit(A64_ADD(0, r2, r2, src), ctx);
 595                 switch (BPF_SIZE(code)) {
 596                 case BPF_W:
 597                         size = 4;
 598                         break;
 599                 case BPF_H:
 600                         size = 2;
 601                         break;
 602                 case BPF_B:
 603                         size = 1;
 604                         break;
 605                 default:
 606                         return -EINVAL;
 607                 }
 608                 emit_a64_mov_i64(r3, size, ctx);
 609                 emit(A64_ADD_I(1, r4, fp, MAX_BPF_STACK), ctx);
 610                 emit_a64_mov_i64(r5, (unsigned long)bpf_load_pointer, ctx);
 611                 emit(A64_PUSH(A64_FP, A64_LR, A64_SP), ctx);
 612                 emit(A64_MOV(1, A64_FP, A64_SP), ctx);
 613                 emit(A64_BLR(r5), ctx);
 614                 emit(A64_MOV(1, r0, A64_R(0)), ctx);
 615                 emit(A64_POP(A64_FP, A64_LR, A64_SP), ctx);
 616
 617                 jmp_offset = epilogue_offset(ctx);
 618                 check_imm19(jmp_offset);
 619                 emit(A64_CBZ(1, r0, jmp_offset), ctx);
 620                 emit(A64_MOV(1, r5, r0), ctx);
 621                 switch (BPF_SIZE(code)) {
 622                 case BPF_W:
 623                         emit(A64_LDR32(r0, r5, A64_ZR), ctx);
 624 #ifndef CONFIG_CPU_BIG_ENDIAN
 625                         emit(A64_REV32(0, r0, r0), ctx);
 626 #endif
 627                         break;
 628                 case BPF_H:
 629                         emit(A64_LDRH(r0, r5, A64_ZR), ctx);
 630 #ifndef CONFIG_CPU_BIG_ENDIAN
 631                         emit(A64_REV16(0, r0, r0), ctx);
 632 #endif
 633                         break;
 634                 case BPF_B:
 635                         emit(A64_LDRB(r0, r5, A64_ZR), ctx);
 636                         break;
 637                 }
 638                 break;
 639         }
 640 notyet:
 641                 pr_info_once("*** NOT YET: opcode %02x ***\n", code);
 642                 return -EFAULT;
 643
 644         default:
 645                 pr_err_once("unknown opcode %02x\n", code);
 646                 return -EINVAL;
 647         }
 648
 649         return 0;
 650 }
 651
 652 static int build_body(struct jit_ctx *ctx)
 653 {
 654         const struct bpf_prog *prog = ctx->prog;
 655         int i;
 656
 657         for (i = 0; i < prog->len; i++) {
 658                 const struct bpf_insn *insn = &prog->insnsi[i];
 659                 int ret;
 660
 661                 ret = build_insn(insn, ctx);
 662
 663                 if (ctx->image == NULL)
 664                         ctx->offset[i] = ctx->idx;
 665
 666                 if (ret > 0) {
 667                         i++;
 668                         continue;
 669                 }
 670                 if (ret)
 671                         return ret;
 672         }
 673
 674         return 0;
 675 }
 676
 677 static inline void bpf_flush_icache(void *start, void *end)
 678 {
 679         flush_icache_range((unsigned long)start, (unsigned long)end);
 680 }
 681
 682 void bpf_jit_compile(struct bpf_prog *prog)
 683 {
 684         /* Nothing to do here. We support Internal BPF. */
 685 }
 686
 687 void bpf_int_jit_compile(struct bpf_prog *prog)
 688 {
 689         struct bpf_binary_header *header;
 690         struct jit_ctx ctx;
 691         int image_size;
 692         u8 *image_ptr;
 693
 694         if (!bpf_jit_enable)
 695                 return;
 696
 697         if (!prog || !prog->len)
 698                 return;
 699
 700         memset(&ctx, 0, sizeof(ctx));
 701         ctx.prog = prog;
 702
 703         ctx.offset = kcalloc(prog->len, sizeof(int), GFP_KERNEL);
 704         if (ctx.offset == NULL)
 705                 return;
 706
 707         /* 1. Initial fake pass to compute ctx->idx. */
 708
 709         /* Fake pass to fill in ctx->offset and ctx->tmp_used. */
 710         if (build_body(&ctx))
 711                 goto out;
 712
 713         build_prologue(&ctx);
 714
 715         ctx.epilogue_offset = ctx.idx;
 716         build_epilogue(&ctx);
 717
 718         /* Now we know the actual image size. */
 719         image_size = sizeof(u32) * ctx.idx;
 720         header = bpf_jit_binary_alloc(image_size, &image_ptr,
 721                                       sizeof(u32), jit_fill_hole);
 722         if (header == NULL)
 723                 goto out;
 724
 725         /* 2. Now, the actual pass. */
 726
 727         ctx.image = (u32 *)image_ptr;
 728         ctx.idx = 0;
 729
 730         build_prologue(&ctx);
 731
 732         if (build_body(&ctx)) {
 733                 bpf_jit_binary_free(header);
 734                 goto out;
 735         }
 736
 737         build_epilogue(&ctx);
 738
 739         /* And we're done. */
 740         if (bpf_jit_enable > 1)
 741                 bpf_jit_dump(prog->len, image_size, 2, ctx.image);
 742
 743         bpf_flush_icache(ctx.image, ctx.image + ctx.idx);
 744
 745         set_memory_ro((unsigned long)header, header->pages);
 746         prog->bpf_func = (void *)ctx.image;
 747         prog->jited = 1;
 748 out:
 749         kfree(ctx.offset);
 750 }
 751
 752 void bpf_jit_free(struct bpf_prog *prog)
 753 {
 754         unsigned long addr = (unsigned long)prog->bpf_func & PAGE_MASK;
 755         struct bpf_binary_header *header = (void *)addr;
 756
 757         if (!prog->jited)
 758                 goto free_filter;
 759
 760         set_memory_rw(addr, header->pages);
 761         bpf_jit_binary_free(header);
 762
 763 free_filter:
 764         bpf_prog_unlock_free(prog);
 765 }