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