arch/s390/net/bpf_jit_comp.c

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