kernel/net/core/filter.c

   1 /*
   2  * Linux Socket Filter - Kernel level socket filtering
   3  *
   4  * Based on the design of the Berkeley Packet Filter. The new
   5  * internal format has been designed by PLUMgrid:
   6  *
   7  *      Copyright (c) 2011 - 2014 PLUMgrid, http://plumgrid.com
   8  *
   9  * Authors:
  10  *
  11  *      Jay Schulist <jschlst@samba.org>
  12  *      Alexei Starovoitov <ast@plumgrid.com>
  13  *      Daniel Borkmann <dborkman@redhat.com>
  14  *
  15  * This program is free software; you can redistribute it and/or
  16  * modify it under the terms of the GNU General Public License
  17  * as published by the Free Software Foundation; either version
  18  * 2 of the License, or (at your option) any later version.
  19  *
  20  * Andi Kleen - Fix a few bad bugs and races.
  21  * Kris Katterjohn - Added many additional checks in bpf_check_classic()
  22  */
  23
  24 #include <linux/module.h>
  25 #include <linux/types.h>
  26 #include <linux/mm.h>
  27 #include <linux/fcntl.h>
  28 #include <linux/socket.h>
  29 #include <linux/in.h>
  30 #include <linux/inet.h>
  31 #include <linux/netdevice.h>
  32 #include <linux/if_packet.h>
  33 #include <linux/gfp.h>
  34 #include <net/ip.h>
  35 #include <net/protocol.h>
  36 #include <net/netlink.h>
  37 #include <linux/skbuff.h>
  38 #include <net/sock.h>
  39 #include <linux/errno.h>
  40 #include <linux/timer.h>
  41 #include <asm/uaccess.h>
  42 #include <asm/unaligned.h>
  43 #include <linux/filter.h>
  44 #include <linux/ratelimit.h>
  45 #include <linux/seccomp.h>
  46 #include <linux/if_vlan.h>
  47 #include <linux/bpf.h>
  48
  49 /**
  50  *      sk_filter - run a packet through a socket filter
  51  *      @sk: sock associated with &sk_buff
  52  *      @skb: buffer to filter
  53  *
  54  * Run the filter code and then cut skb->data to correct size returned by
  55  * SK_RUN_FILTER. If pkt_len is 0 we toss packet. If skb->len is smaller
  56  * than pkt_len we keep whole skb->data. This is the socket level
  57  * wrapper to SK_RUN_FILTER. It returns 0 if the packet should
  58  * be accepted or -EPERM if the packet should be tossed.
  59  *
  60  */
  61 int sk_filter(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
  62 {
  63         int err;
  64         struct sk_filter *filter;
  65
  66         /*
  67          * If the skb was allocated from pfmemalloc reserves, only
  68          * allow SOCK_MEMALLOC sockets to use it as this socket is
  69          * helping free memory
  70          */
  71         if (skb_pfmemalloc(skb) && !sock_flag(sk, SOCK_MEMALLOC))
  72                 return -ENOMEM;
  73
  74         err = security_sock_rcv_skb(sk, skb);
  75         if (err)
  76                 return err;
  77
  78         rcu_read_lock();
  79         filter = rcu_dereference(sk->sk_filter);
  80         if (filter) {
  81                 unsigned int pkt_len = SK_RUN_FILTER(filter, skb);
  82
  83                 err = pkt_len ? pskb_trim(skb, pkt_len) : -EPERM;
  84         }
  85         rcu_read_unlock();
  86
  87         return err;
  88 }
  89 EXPORT_SYMBOL(sk_filter);
  90
  91 static u64 __skb_get_pay_offset(u64 ctx, u64 a, u64 x, u64 r4, u64 r5)
  92 {
  93         return skb_get_poff((struct sk_buff *)(unsigned long) ctx);
  94 }
  95
  96 static u64 __skb_get_nlattr(u64 ctx, u64 a, u64 x, u64 r4, u64 r5)
  97 {
  98         struct sk_buff *skb = (struct sk_buff *)(unsigned long) ctx;
  99         struct nlattr *nla;
 100
 101         if (skb_is_nonlinear(skb))
 102                 return 0;
 103
 104         if (skb->len < sizeof(struct nlattr))
 105                 return 0;
 106
 107         if (a > skb->len - sizeof(struct nlattr))
 108                 return 0;
 109
 110         nla = nla_find((struct nlattr *) &skb->data[a], skb->len - a, x);
 111         if (nla)
 112                 return (void *) nla - (void *) skb->data;
 113
 114         return 0;
 115 }
 116
 117 static u64 __skb_get_nlattr_nest(u64 ctx, u64 a, u64 x, u64 r4, u64 r5)
 118 {
 119         struct sk_buff *skb = (struct sk_buff *)(unsigned long) ctx;
 120         struct nlattr *nla;
 121
 122         if (skb_is_nonlinear(skb))
 123                 return 0;
 124
 125         if (skb->len < sizeof(struct nlattr))
 126                 return 0;
 127
 128         if (a > skb->len - sizeof(struct nlattr))
 129                 return 0;
 130
 131         nla = (struct nlattr *) &skb->data[a];
 132         if (nla->nla_len > skb->len - a)
 133                 return 0;
 134
 135         nla = nla_find_nested(nla, x);
 136         if (nla)
 137                 return (void *) nla - (void *) skb->data;
 138
 139         return 0;
 140 }
 141
 142 static u64 __get_raw_cpu_id(u64 ctx, u64 a, u64 x, u64 r4, u64 r5)
 143 {
 144         return raw_smp_processor_id();
 145 }
 146
 147 /* note that this only generates 32-bit random numbers */
 148 static u64 __get_random_u32(u64 ctx, u64 a, u64 x, u64 r4, u64 r5)
 149 {
 150         return prandom_u32();
 151 }
 152
 153 static u32 convert_skb_access(int skb_field, int dst_reg, int src_reg,
 154                               struct bpf_insn *insn_buf)
 155 {
 156         struct bpf_insn *insn = insn_buf;
 157
 158         switch (skb_field) {
 159         case SKF_AD_MARK:
 160                 BUILD_BUG_ON(FIELD_SIZEOF(struct sk_buff, mark) != 4);
 161
 162                 *insn++ = BPF_LDX_MEM(BPF_W, dst_reg, src_reg,
 163                                       offsetof(struct sk_buff, mark));
 164                 break;
 165
 166         case SKF_AD_PKTTYPE:
 167                 *insn++ = BPF_LDX_MEM(BPF_B, dst_reg, src_reg, PKT_TYPE_OFFSET());
 168                 *insn++ = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, dst_reg, PKT_TYPE_MAX);
 169 #ifdef __BIG_ENDIAN_BITFIELD
 170                 *insn++ = BPF_ALU32_IMM(BPF_RSH, dst_reg, 5);
 171 #endif
 172                 break;
 173
 174         case SKF_AD_QUEUE:
 175                 BUILD_BUG_ON(FIELD_SIZEOF(struct sk_buff, queue_mapping) != 2);
 176
 177                 *insn++ = BPF_LDX_MEM(BPF_H, dst_reg, src_reg,
 178                                       offsetof(struct sk_buff, queue_mapping));
 179                 break;
 180
 181         case SKF_AD_VLAN_TAG:
 182         case SKF_AD_VLAN_TAG_PRESENT:
 183                 BUILD_BUG_ON(FIELD_SIZEOF(struct sk_buff, vlan_tci) != 2);
 184                 BUILD_BUG_ON(VLAN_TAG_PRESENT != 0x1000);
 185
 186                 /* dst_reg = *(u16 *) (src_reg + offsetof(vlan_tci)) */
 187                 *insn++ = BPF_LDX_MEM(BPF_H, dst_reg, src_reg,
 188                                       offsetof(struct sk_buff, vlan_tci));
 189                 if (skb_field == SKF_AD_VLAN_TAG) {
 190                         *insn++ = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, dst_reg,
 191                                                 ~VLAN_TAG_PRESENT);
 192                 } else {
 193                         /* dst_reg >>= 12 */
 194                         *insn++ = BPF_ALU32_IMM(BPF_RSH, dst_reg, 12);
 195                         /* dst_reg &= 1 */
 196                         *insn++ = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, dst_reg, 1);
 197                 }
 198                 break;
 199         }
 200
 201         return insn - insn_buf;
 202 }
 203
 204 static bool convert_bpf_extensions(struct sock_filter *fp,
 205                                    struct bpf_insn **insnp)
 206 {
 207         struct bpf_insn *insn = *insnp;
 208         u32 cnt;
 209
 210         switch (fp->k) {
 211         case SKF_AD_OFF + SKF_AD_PROTOCOL:
 212                 BUILD_BUG_ON(FIELD_SIZEOF(struct sk_buff, protocol) != 2);
 213
 214                 /* A = *(u16 *) (CTX + offsetof(protocol)) */
 215                 *insn++ = BPF_LDX_MEM(BPF_H, BPF_REG_A, BPF_REG_CTX,
 216                                       offsetof(struct sk_buff, protocol));
 217                 /* A = ntohs(A) [emitting a nop or swap16] */
 218                 *insn = BPF_ENDIAN(BPF_FROM_BE, BPF_REG_A, 16);
 219                 break;
 220
 221         case SKF_AD_OFF + SKF_AD_PKTTYPE:
 222                 cnt = convert_skb_access(SKF_AD_PKTTYPE, BPF_REG_A, BPF_REG_CTX, insn);
 223                 insn += cnt - 1;
 224                 break;
 225
 226         case SKF_AD_OFF + SKF_AD_IFINDEX:
 227         case SKF_AD_OFF + SKF_AD_HATYPE:
 228                 BUILD_BUG_ON(FIELD_SIZEOF(struct net_device, ifindex) != 4);
 229                 BUILD_BUG_ON(FIELD_SIZEOF(struct net_device, type) != 2);
 230                 BUILD_BUG_ON(bytes_to_bpf_size(FIELD_SIZEOF(struct sk_buff, dev)) < 0);
 231
 232                 *insn++ = BPF_LDX_MEM(bytes_to_bpf_size(FIELD_SIZEOF(struct sk_buff, dev)),
 233                                       BPF_REG_TMP, BPF_REG_CTX,
 234                                       offsetof(struct sk_buff, dev));
 235                 /* if (tmp != 0) goto pc + 1 */
 236                 *insn++ = BPF_JMP_IMM(BPF_JNE, BPF_REG_TMP, 0, 1);
 237                 *insn++ = BPF_EXIT_INSN();
 238                 if (fp->k == SKF_AD_OFF + SKF_AD_IFINDEX)
 239                         *insn = BPF_LDX_MEM(BPF_W, BPF_REG_A, BPF_REG_TMP,
 240                                             offsetof(struct net_device, ifindex));
 241                 else
 242                         *insn = BPF_LDX_MEM(BPF_H, BPF_REG_A, BPF_REG_TMP,
 243                                             offsetof(struct net_device, type));
 244                 break;
 245
 246         case SKF_AD_OFF + SKF_AD_MARK:
 247                 cnt = convert_skb_access(SKF_AD_MARK, BPF_REG_A, BPF_REG_CTX, insn);
 248                 insn += cnt - 1;
 249                 break;
 250
 251         case SKF_AD_OFF + SKF_AD_RXHASH:
 252                 BUILD_BUG_ON(FIELD_SIZEOF(struct sk_buff, hash) != 4);
 253
 254                 *insn = BPF_LDX_MEM(BPF_W, BPF_REG_A, BPF_REG_CTX,
 255                                     offsetof(struct sk_buff, hash));
 256                 break;
 257
 258         case SKF_AD_OFF + SKF_AD_QUEUE:
 259                 cnt = convert_skb_access(SKF_AD_QUEUE, BPF_REG_A, BPF_REG_CTX, insn);
 260                 insn += cnt - 1;
 261                 break;
 262
 263         case SKF_AD_OFF + SKF_AD_VLAN_TAG:
 264                 cnt = convert_skb_access(SKF_AD_VLAN_TAG,
 265                                          BPF_REG_A, BPF_REG_CTX, insn);
 266                 insn += cnt - 1;
 267                 break;
 268
 269         case SKF_AD_OFF + SKF_AD_VLAN_TAG_PRESENT:
 270                 cnt = convert_skb_access(SKF_AD_VLAN_TAG_PRESENT,
 271                                          BPF_REG_A, BPF_REG_CTX, insn);
 272                 insn += cnt - 1;
 273                 break;
 274
 275         case SKF_AD_OFF + SKF_AD_VLAN_TPID:
 276                 BUILD_BUG_ON(FIELD_SIZEOF(struct sk_buff, vlan_proto) != 2);
 277
 278                 /* A = *(u16 *) (CTX + offsetof(vlan_proto)) */
 279                 *insn++ = BPF_LDX_MEM(BPF_H, BPF_REG_A, BPF_REG_CTX,
 280                                       offsetof(struct sk_buff, vlan_proto));
 281                 /* A = ntohs(A) [emitting a nop or swap16] */
 282                 *insn = BPF_ENDIAN(BPF_FROM_BE, BPF_REG_A, 16);
 283                 break;
 284
 285         case SKF_AD_OFF + SKF_AD_PAY_OFFSET:
 286         case SKF_AD_OFF + SKF_AD_NLATTR:
 287         case SKF_AD_OFF + SKF_AD_NLATTR_NEST:
 288         case SKF_AD_OFF + SKF_AD_CPU:
 289         case SKF_AD_OFF + SKF_AD_RANDOM:
 290                 /* arg1 = CTX */
 291                 *insn++ = BPF_MOV64_REG(BPF_REG_ARG1, BPF_REG_CTX);
 292                 /* arg2 = A */
 293                 *insn++ = BPF_MOV64_REG(BPF_REG_ARG2, BPF_REG_A);
 294                 /* arg3 = X */
 295                 *insn++ = BPF_MOV64_REG(BPF_REG_ARG3, BPF_REG_X);
 296                 /* Emit call(arg1=CTX, arg2=A, arg3=X) */
 297                 switch (fp->k) {
 298                 case SKF_AD_OFF + SKF_AD_PAY_OFFSET:
 299                         *insn = BPF_EMIT_CALL(__skb_get_pay_offset);
 300                         break;
 301                 case SKF_AD_OFF + SKF_AD_NLATTR:
 302                         *insn = BPF_EMIT_CALL(__skb_get_nlattr);
 303                         break;
 304                 case SKF_AD_OFF + SKF_AD_NLATTR_NEST:
 305                         *insn = BPF_EMIT_CALL(__skb_get_nlattr_nest);
 306                         break;
 307                 case SKF_AD_OFF + SKF_AD_CPU:
 308                         *insn = BPF_EMIT_CALL(__get_raw_cpu_id);
 309                         break;
 310                 case SKF_AD_OFF + SKF_AD_RANDOM:
 311                         *insn = BPF_EMIT_CALL(__get_random_u32);
 312                         break;
 313                 }
 314                 break;
 315
 316         case SKF_AD_OFF + SKF_AD_ALU_XOR_X:
 317                 /* A ^= X */
 318                 *insn = BPF_ALU32_REG(BPF_XOR, BPF_REG_A, BPF_REG_X);
 319                 break;
 320
 321         default:
 322                 /* This is just a dummy call to avoid letting the compiler
 323                  * evict __bpf_call_base() as an optimization. Placed here
 324                  * where no-one bothers.
 325                  */
 326                 BUG_ON(__bpf_call_base(0, 0, 0, 0, 0) != 0);
 327                 return false;
 328         }
 329
 330         *insnp = insn;
 331         return true;
 332 }
 333
 334 /**
 335  *      bpf_convert_filter - convert filter program
 336  *      @prog: the user passed filter program
 337  *      @len: the length of the user passed filter program
 338  *      @new_prog: buffer where converted program will be stored
 339  *      @new_len: pointer to store length of converted program
 340  *
 341  * Remap 'sock_filter' style BPF instruction set to 'sock_filter_ext' style.
 342  * Conversion workflow:
 343  *
 344  * 1) First pass for calculating the new program length:
 345  *   bpf_convert_filter(old_prog, old_len, NULL, &new_len)
 346  *
 347  * 2) 2nd pass to remap in two passes: 1st pass finds new
 348  *    jump offsets, 2nd pass remapping:
 349  *   new_prog = kmalloc(sizeof(struct bpf_insn) * new_len);
 350  *   bpf_convert_filter(old_prog, old_len, new_prog, &new_len);
 351  *
 352  * User BPF's register A is mapped to our BPF register 6, user BPF
 353  * register X is mapped to BPF register 7; frame pointer is always
 354  * register 10; Context 'void *ctx' is stored in register 1, that is,
 355  * for socket filters: ctx == 'struct sk_buff *', for seccomp:
 356  * ctx == 'struct seccomp_data *'.
 357  */
 358 int bpf_convert_filter(struct sock_filter *prog, int len,
 359                        struct bpf_insn *new_prog, int *new_len)
 360 {
 361         int new_flen = 0, pass = 0, target, i;
 362         struct bpf_insn *new_insn;
 363         struct sock_filter *fp;
 364         int *addrs = NULL;
 365         u8 bpf_src;
 366
 367         BUILD_BUG_ON(BPF_MEMWORDS * sizeof(u32) > MAX_BPF_STACK);
 368         BUILD_BUG_ON(BPF_REG_FP + 1 != MAX_BPF_REG);
 369
 370         if (len <= 0 || len > BPF_MAXINSNS)
 371                 return -EINVAL;
 372
 373         if (new_prog) {
 374                 addrs = kcalloc(len, sizeof(*addrs), GFP_KERNEL);
 375                 if (!addrs)
 376                         return -ENOMEM;
 377         }
 378
 379 do_pass:
 380         new_insn = new_prog;
 381         fp = prog;
 382
 383         if (new_insn)
 384                 *new_insn = BPF_MOV64_REG(BPF_REG_CTX, BPF_REG_ARG1);
 385         new_insn++;
 386
 387         for (i = 0; i < len; fp++, i++) {
 388                 struct bpf_insn tmp_insns[6] = { };
 389                 struct bpf_insn *insn = tmp_insns;
 390
 391                 if (addrs)
 392                         addrs[i] = new_insn - new_prog;
 393
 394                 switch (fp->code) {
 395                 /* All arithmetic insns and skb loads map as-is. */
 396                 case BPF_ALU | BPF_ADD | BPF_X:
 397                 case BPF_ALU | BPF_ADD | BPF_K:
 398                 case BPF_ALU | BPF_SUB | BPF_X:
 399                 case BPF_ALU | BPF_SUB | BPF_K:
 400                 case BPF_ALU | BPF_AND | BPF_X:
 401                 case BPF_ALU | BPF_AND | BPF_K:
 402                 case BPF_ALU | BPF_OR | BPF_X:
 403                 case BPF_ALU | BPF_OR | BPF_K:
 404                 case BPF_ALU | BPF_LSH | BPF_X:
 405                 case BPF_ALU | BPF_LSH | BPF_K:
 406                 case BPF_ALU | BPF_RSH | BPF_X:
 407                 case BPF_ALU | BPF_RSH | BPF_K:
 408                 case BPF_ALU | BPF_XOR | BPF_X:
 409                 case BPF_ALU | BPF_XOR | BPF_K:
 410                 case BPF_ALU | BPF_MUL | BPF_X:
 411                 case BPF_ALU | BPF_MUL | BPF_K:
 412                 case BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_X:
 413                 case BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_K:
 414                 case BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_X:
 415                 case BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_K:
 416                 case BPF_ALU | BPF_NEG:
 417                 case BPF_LD | BPF_ABS | BPF_W:
 418                 case BPF_LD | BPF_ABS | BPF_H:
 419                 case BPF_LD | BPF_ABS | BPF_B:
 420                 case BPF_LD | BPF_IND | BPF_W:
 421                 case BPF_LD | BPF_IND | BPF_H:
 422                 case BPF_LD | BPF_IND | BPF_B:
 423                         /* Check for overloaded BPF extension and
 424                          * directly convert it if found, otherwise
 425                          * just move on with mapping.
 426                          */
 427                         if (BPF_CLASS(fp->code) == BPF_LD &&
 428                             BPF_MODE(fp->code) == BPF_ABS &&
 429                             convert_bpf_extensions(fp, &insn))
 430                                 break;
 431
 432                         *insn = BPF_RAW_INSN(fp->code, BPF_REG_A, BPF_REG_X, 0, fp->k);
 433                         break;
 434
 435                 /* Jump transformation cannot use BPF block macros
 436                  * everywhere as offset calculation and target updates
 437                  * require a bit more work than the rest, i.e. jump
 438                  * opcodes map as-is, but offsets need adjustment.
 439                  */
 440
 441 #define BPF_EMIT_JMP                                                    \
 442         do {                                                            \
 443                 if (target >= len || target < 0)                        \
 444                         goto err;                                       \
 445                 insn->off = addrs ? addrs[target] - addrs[i] - 1 : 0;   \
 446                 /* Adjust pc relative offset for 2nd or 3rd insn. */    \
 447                 insn->off -= insn - tmp_insns;                          \
 448         } while (0)
 449
 450                 case BPF_JMP | BPF_JA:
 451                         target = i + fp->k + 1;
 452                         insn->code = fp->code;
 453                         BPF_EMIT_JMP;
 454                         break;
 455
 456                 case BPF_JMP | BPF_JEQ | BPF_K:
 457                 case BPF_JMP | BPF_JEQ | BPF_X:
 458                 case BPF_JMP | BPF_JSET | BPF_K:
 459                 case BPF_JMP | BPF_JSET | BPF_X:
 460                 case BPF_JMP | BPF_JGT | BPF_K:
 461                 case BPF_JMP | BPF_JGT | BPF_X:
 462                 case BPF_JMP | BPF_JGE | BPF_K:
 463                 case BPF_JMP | BPF_JGE | BPF_X:
 464                         if (BPF_SRC(fp->code) == BPF_K && (int) fp->k < 0) {
 465                                 /* BPF immediates are signed, zero extend
 466                                  * immediate into tmp register and use it
 467                                  * in compare insn.
 468                                  */
 469                                 *insn++ = BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_TMP, fp->k);
 470
 471                                 insn->dst_reg = BPF_REG_A;
 472                                 insn->src_reg = BPF_REG_TMP;
 473                                 bpf_src = BPF_X;
 474                         } else {
 475                                 insn->dst_reg = BPF_REG_A;
 476                                 insn->src_reg = BPF_REG_X;
 477                                 insn->imm = fp->k;
 478                                 bpf_src = BPF_SRC(fp->code);
 479                         }
 480
 481                         /* Common case where 'jump_false' is next insn. */
 482                         if (fp->jf == 0) {
 483                                 insn->code = BPF_JMP | BPF_OP(fp->code) | bpf_src;
 484                                 target = i + fp->jt + 1;
 485                                 BPF_EMIT_JMP;
 486                                 break;
 487                         }
 488
 489                         /* Convert JEQ into JNE when 'jump_true' is next insn. */
 490                         if (fp->jt == 0 && BPF_OP(fp->code) == BPF_JEQ) {
 491                                 insn->code = BPF_JMP | BPF_JNE | bpf_src;
 492                                 target = i + fp->jf + 1;
 493                                 BPF_EMIT_JMP;
 494                                 break;
 495                         }
 496
 497                         /* Other jumps are mapped into two insns: Jxx and JA. */
 498                         target = i + fp->jt + 1;
 499                         insn->code = BPF_JMP | BPF_OP(fp->code) | bpf_src;
 500                         BPF_EMIT_JMP;
 501                         insn++;
 502
 503                         insn->code = BPF_JMP | BPF_JA;
 504                         target = i + fp->jf + 1;
 505                         BPF_EMIT_JMP;
 506                         break;
 507
 508                 /* ldxb 4 * ([14] & 0xf) is remaped into 6 insns. */
 509                 case BPF_LDX | BPF_MSH | BPF_B:
 510                         /* tmp = A */
 511                         *insn++ = BPF_MOV64_REG(BPF_REG_TMP, BPF_REG_A);
 512                         /* A = BPF_R0 = *(u8 *) (skb->data + K) */
 513                         *insn++ = BPF_LD_ABS(BPF_B, fp->k);
 514                         /* A &= 0xf */
 515                         *insn++ = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, BPF_REG_A, 0xf);
 516                         /* A <<= 2 */
 517                         *insn++ = BPF_ALU32_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_A, 2);
 518                         /* X = A */
 519                         *insn++ = BPF_MOV64_REG(BPF_REG_X, BPF_REG_A);
 520                         /* A = tmp */
 521                         *insn = BPF_MOV64_REG(BPF_REG_A, BPF_REG_TMP);
 522                         break;
 523
 524                 /* RET_K, RET_A are remaped into 2 insns. */
 525                 case BPF_RET | BPF_A:
 526                 case BPF_RET | BPF_K:
 527                         *insn++ = BPF_MOV32_RAW(BPF_RVAL(fp->code) == BPF_K ?
 528                                                 BPF_K : BPF_X, BPF_REG_0,
 529                                                 BPF_REG_A, fp->k);
 530                         *insn = BPF_EXIT_INSN();
 531                         break;
 532
 533                 /* Store to stack. */
 534                 case BPF_ST:
 535                 case BPF_STX:
 536                         *insn = BPF_STX_MEM(BPF_W, BPF_REG_FP, BPF_CLASS(fp->code) ==
 537                                             BPF_ST ? BPF_REG_A : BPF_REG_X,
 538                                             -(BPF_MEMWORDS - fp->k) * 4);
 539                         break;
 540
 541                 /* Load from stack. */
 542                 case BPF_LD | BPF_MEM:
 543                 case BPF_LDX | BPF_MEM:
 544                         *insn = BPF_LDX_MEM(BPF_W, BPF_CLASS(fp->code) == BPF_LD  ?
 545                                             BPF_REG_A : BPF_REG_X, BPF_REG_FP,
 546                                             -(BPF_MEMWORDS - fp->k) * 4);
 547                         break;
 548
 549                 /* A = K or X = K */
 550                 case BPF_LD | BPF_IMM:
 551                 case BPF_LDX | BPF_IMM:
 552                         *insn = BPF_MOV32_IMM(BPF_CLASS(fp->code) == BPF_LD ?
 553                                               BPF_REG_A : BPF_REG_X, fp->k);
 554                         break;
 555
 556                 /* X = A */
 557                 case BPF_MISC | BPF_TAX:
 558                         *insn = BPF_MOV64_REG(BPF_REG_X, BPF_REG_A);
 559                         break;
 560
 561                 /* A = X */
 562                 case BPF_MISC | BPF_TXA:
 563                         *insn = BPF_MOV64_REG(BPF_REG_A, BPF_REG_X);
 564                         break;
 565
 566                 /* A = skb->len or X = skb->len */
 567                 case BPF_LD | BPF_W | BPF_LEN:
 568                 case BPF_LDX | BPF_W | BPF_LEN:
 569                         *insn = BPF_LDX_MEM(BPF_W, BPF_CLASS(fp->code) == BPF_LD ?
 570                                             BPF_REG_A : BPF_REG_X, BPF_REG_CTX,
 571                                             offsetof(struct sk_buff, len));
 572                         break;
 573
 574                 /* Access seccomp_data fields. */
 575                 case BPF_LDX | BPF_ABS | BPF_W:
 576                         /* A = *(u32 *) (ctx + K) */
 577                         *insn = BPF_LDX_MEM(BPF_W, BPF_REG_A, BPF_REG_CTX, fp->k);
 578                         break;
 579
 580                 /* Unknown instruction. */
 581                 default:
 582                         goto err;
 583                 }
 584
 585                 insn++;
 586                 if (new_prog)
 587                         memcpy(new_insn, tmp_insns,
 588                                sizeof(*insn) * (insn - tmp_insns));
 589                 new_insn += insn - tmp_insns;
 590         }
 591
 592         if (!new_prog) {
 593                 /* Only calculating new length. */
 594                 *new_len = new_insn - new_prog;
 595                 return 0;
 596         }
 597
 598         pass++;
 599         if (new_flen != new_insn - new_prog) {
 600                 new_flen = new_insn - new_prog;
 601                 if (pass > 2)
 602                         goto err;
 603                 goto do_pass;
 604         }
 605
 606         kfree(addrs);
 607         BUG_ON(*new_len != new_flen);
 608         return 0;
 609 err:
 610         kfree(addrs);
 611         return -EINVAL;
 612 }
 613
 614 /* Security:
 615  *
 616  * As we dont want to clear mem[] array for each packet going through
 617  * __bpf_prog_run(), we check that filter loaded by user never try to read
 618  * a cell if not previously written, and we check all branches to be sure
 619  * a malicious user doesn't try to abuse us.
 620  */
 621 static int check_load_and_stores(const struct sock_filter *filter, int flen)
 622 {
 623         u16 *masks, memvalid = 0; /* One bit per cell, 16 cells */
 624         int pc, ret = 0;
 625
 626         BUILD_BUG_ON(BPF_MEMWORDS > 16);
 627
 628         masks = kmalloc_array(flen, sizeof(*masks), GFP_KERNEL);
 629         if (!masks)
 630                 return -ENOMEM;
 631
 632         memset(masks, 0xff, flen * sizeof(*masks));
 633
 634         for (pc = 0; pc < flen; pc++) {
 635                 memvalid &= masks[pc];
 636
 637                 switch (filter[pc].code) {
 638                 case BPF_ST:
 639                 case BPF_STX:
 640                         memvalid |= (1 << filter[pc].k);
 641                         break;
 642                 case BPF_LD | BPF_MEM:
 643                 case BPF_LDX | BPF_MEM:
 644                         if (!(memvalid & (1 << filter[pc].k))) {
 645                                 ret = -EINVAL;
 646                                 goto error;
 647                         }
 648                         break;
 649                 case BPF_JMP | BPF_JA:
 650                         /* A jump must set masks on target */
 651                         masks[pc + 1 + filter[pc].k] &= memvalid;
 652                         memvalid = ~0;
 653                         break;
 654                 case BPF_JMP | BPF_JEQ | BPF_K:
 655                 case BPF_JMP | BPF_JEQ | BPF_X:
 656                 case BPF_JMP | BPF_JGE | BPF_K:
 657                 case BPF_JMP | BPF_JGE | BPF_X:
 658                 case BPF_JMP | BPF_JGT | BPF_K:
 659                 case BPF_JMP | BPF_JGT | BPF_X:
 660                 case BPF_JMP | BPF_JSET | BPF_K:
 661                 case BPF_JMP | BPF_JSET | BPF_X:
 662                         /* A jump must set masks on targets */
 663                         masks[pc + 1 + filter[pc].jt] &= memvalid;
 664                         masks[pc + 1 + filter[pc].jf] &= memvalid;
 665                         memvalid = ~0;
 666                         break;
 667                 }
 668         }
 669 error:
 670         kfree(masks);
 671         return ret;
 672 }
 673
 674 static bool chk_code_allowed(u16 code_to_probe)
 675 {
 676         static const bool codes[] = {
 677                 /* 32 bit ALU operations */
 678                 [BPF_ALU | BPF_ADD | BPF_K] = true,
 679                 [BPF_ALU | BPF_ADD | BPF_X] = true,
 680                 [BPF_ALU | BPF_SUB | BPF_K] = true,
 681                 [BPF_ALU | BPF_SUB | BPF_X] = true,
 682                 [BPF_ALU | BPF_MUL | BPF_K] = true,
 683                 [BPF_ALU | BPF_MUL | BPF_X] = true,
 684                 [BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_K] = true,
 685                 [BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_X] = true,
 686                 [BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_K] = true,
 687                 [BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_X] = true,
 688                 [BPF_ALU | BPF_AND | BPF_K] = true,
 689                 [BPF_ALU | BPF_AND | BPF_X] = true,
 690                 [BPF_ALU | BPF_OR | BPF_K] = true,
 691                 [BPF_ALU | BPF_OR | BPF_X] = true,
 692                 [BPF_ALU | BPF_XOR | BPF_K] = true,
 693                 [BPF_ALU | BPF_XOR | BPF_X] = true,
 694                 [BPF_ALU | BPF_LSH | BPF_K] = true,
 695                 [BPF_ALU | BPF_LSH | BPF_X] = true,
 696                 [BPF_ALU | BPF_RSH | BPF_K] = true,
 697                 [BPF_ALU | BPF_RSH | BPF_X] = true,
 698                 [BPF_ALU | BPF_NEG] = true,
 699                 /* Load instructions */
 700                 [BPF_LD | BPF_W | BPF_ABS] = true,
 701                 [BPF_LD | BPF_H | BPF_ABS] = true,
 702                 [BPF_LD | BPF_B | BPF_ABS] = true,
 703                 [BPF_LD | BPF_W | BPF_LEN] = true,
 704                 [BPF_LD | BPF_W | BPF_IND] = true,
 705                 [BPF_LD | BPF_H | BPF_IND] = true,
 706                 [BPF_LD | BPF_B | BPF_IND] = true,
 707                 [BPF_LD | BPF_IMM] = true,
 708                 [BPF_LD | BPF_MEM] = true,
 709                 [BPF_LDX | BPF_W | BPF_LEN] = true,
 710                 [BPF_LDX | BPF_B | BPF_MSH] = true,
 711                 [BPF_LDX | BPF_IMM] = true,
 712                 [BPF_LDX | BPF_MEM] = true,
 713                 /* Store instructions */
 714                 [BPF_ST] = true,
 715                 [BPF_STX] = true,
 716                 /* Misc instructions */
 717                 [BPF_MISC | BPF_TAX] = true,
 718                 [BPF_MISC | BPF_TXA] = true,
 719                 /* Return instructions */
 720                 [BPF_RET | BPF_K] = true,
 721                 [BPF_RET | BPF_A] = true,
 722                 /* Jump instructions */
 723                 [BPF_JMP | BPF_JA] = true,
 724                 [BPF_JMP | BPF_JEQ | BPF_K] = true,
 725                 [BPF_JMP | BPF_JEQ | BPF_X] = true,
 726                 [BPF_JMP | BPF_JGE | BPF_K] = true,
 727                 [BPF_JMP | BPF_JGE | BPF_X] = true,
 728                 [BPF_JMP | BPF_JGT | BPF_K] = true,
 729                 [BPF_JMP | BPF_JGT | BPF_X] = true,
 730                 [BPF_JMP | BPF_JSET | BPF_K] = true,
 731                 [BPF_JMP | BPF_JSET | BPF_X] = true,
 732         };
 733
 734         if (code_to_probe >= ARRAY_SIZE(codes))
 735                 return false;
 736
 737         return codes[code_to_probe];
 738 }
 739
 740 /**
 741  *      bpf_check_classic - verify socket filter code
 742  *      @filter: filter to verify
 743  *      @flen: length of filter
 744  *
 745  * Check the user's filter code. If we let some ugly
 746  * filter code slip through kaboom! The filter must contain
 747  * no references or jumps that are out of range, no illegal
 748  * instructions, and must end with a RET instruction.
 749  *
 750  * All jumps are forward as they are not signed.
 751  *
 752  * Returns 0 if the rule set is legal or -EINVAL if not.
 753  */
 754 int bpf_check_classic(const struct sock_filter *filter, unsigned int flen)
 755 {
 756         bool anc_found;
 757         int pc;
 758
 759         if (flen == 0 || flen > BPF_MAXINSNS)
 760                 return -EINVAL;
 761
 762         /* Check the filter code now */
 763         for (pc = 0; pc < flen; pc++) {
 764                 const struct sock_filter *ftest = &filter[pc];
 765
 766                 /* May we actually operate on this code? */
 767                 if (!chk_code_allowed(ftest->code))
 768                         return -EINVAL;
 769
 770                 /* Some instructions need special checks */
 771                 switch (ftest->code) {
 772                 case BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_K:
 773                 case BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_K:
 774                         /* Check for division by zero */
 775                         if (ftest->k == 0)
 776                                 return -EINVAL;
 777                         break;
 778                 case BPF_LD | BPF_MEM:
 779                 case BPF_LDX | BPF_MEM:
 780                 case BPF_ST:
 781                 case BPF_STX:
 782                         /* Check for invalid memory addresses */
 783                         if (ftest->k >= BPF_MEMWORDS)
 784                                 return -EINVAL;
 785                         break;
 786                 case BPF_JMP | BPF_JA:
 787                         /* Note, the large ftest->k might cause loops.
 788                          * Compare this with conditional jumps below,
 789                          * where offsets are limited. --ANK (981016)
 790                          */
 791                         if (ftest->k >= (unsigned int)(flen - pc - 1))
 792                                 return -EINVAL;
 793                         break;
 794                 case BPF_JMP | BPF_JEQ | BPF_K:
 795                 case BPF_JMP | BPF_JEQ | BPF_X:
 796                 case BPF_JMP | BPF_JGE | BPF_K:
 797                 case BPF_JMP | BPF_JGE | BPF_X:
 798                 case BPF_JMP | BPF_JGT | BPF_K:
 799                 case BPF_JMP | BPF_JGT | BPF_X:
 800                 case BPF_JMP | BPF_JSET | BPF_K:
 801                 case BPF_JMP | BPF_JSET | BPF_X:
 802                         /* Both conditionals must be safe */
 803                         if (pc + ftest->jt + 1 >= flen ||
 804                             pc + ftest->jf + 1 >= flen)
 805                                 return -EINVAL;
 806                         break;
 807                 case BPF_LD | BPF_W | BPF_ABS:
 808                 case BPF_LD | BPF_H | BPF_ABS:
 809                 case BPF_LD | BPF_B | BPF_ABS:
 810                         anc_found = false;
 811                         if (bpf_anc_helper(ftest) & BPF_ANC)
 812                                 anc_found = true;
 813                         /* Ancillary operation unknown or unsupported */
 814                         if (anc_found == false && ftest->k >= SKF_AD_OFF)
 815                                 return -EINVAL;
 816                 }
 817         }
 818
 819         /* Last instruction must be a RET code */
 820         switch (filter[flen - 1].code) {
 821         case BPF_RET | BPF_K:
 822         case BPF_RET | BPF_A:
 823                 return check_load_and_stores(filter, flen);
 824         }
 825
 826         return -EINVAL;
 827 }
 828 EXPORT_SYMBOL(bpf_check_classic);
 829
 830 static int bpf_prog_store_orig_filter(struct bpf_prog *fp,
 831                                       const struct sock_fprog *fprog)
 832 {
 833         unsigned int fsize = bpf_classic_proglen(fprog);
 834         struct sock_fprog_kern *fkprog;
 835
 836         fp->orig_prog = kmalloc(sizeof(*fkprog), GFP_KERNEL);
 837         if (!fp->orig_prog)
 838                 return -ENOMEM;
 839
 840         fkprog = fp->orig_prog;
 841         fkprog->len = fprog->len;
 842         fkprog->filter = kmemdup(fp->insns, fsize, GFP_KERNEL);
 843         if (!fkprog->filter) {
 844                 kfree(fp->orig_prog);
 845                 return -ENOMEM;
 846         }
 847
 848         return 0;
 849 }
 850
 851 static void bpf_release_orig_filter(struct bpf_prog *fp)
 852 {
 853         struct sock_fprog_kern *fprog = fp->orig_prog;
 854
 855         if (fprog) {
 856                 kfree(fprog->filter);
 857                 kfree(fprog);
 858         }
 859 }
 860
 861 static void __bpf_prog_release(struct bpf_prog *prog)
 862 {
 863         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER) {
 864                 bpf_prog_put(prog);
 865         } else {
 866                 bpf_release_orig_filter(prog);
 867                 bpf_prog_free(prog);
 868         }
 869 }
 870
 871 static void __sk_filter_release(struct sk_filter *fp)
 872 {
 873         __bpf_prog_release(fp->prog);
 874         kfree(fp);
 875 }
 876
 877 /**
 878  *      sk_filter_release_rcu - Release a socket filter by rcu_head
 879  *      @rcu: rcu_head that contains the sk_filter to free
 880  */
 881 static void sk_filter_release_rcu(struct rcu_head *rcu)
 882 {
 883         struct sk_filter *fp = container_of(rcu, struct sk_filter, rcu);
 884
 885         __sk_filter_release(fp);
 886 }
 887
 888 /**
 889  *      sk_filter_release - release a socket filter
 890  *      @fp: filter to remove
 891  *
 892  *      Remove a filter from a socket and release its resources.
 893  */
 894 static void sk_filter_release(struct sk_filter *fp)
 895 {
 896         if (atomic_dec_and_test(&fp->refcnt))
 897                 call_rcu(&fp->rcu, sk_filter_release_rcu);
 898 }
 899
 900 void sk_filter_uncharge(struct sock *sk, struct sk_filter *fp)
 901 {
 902         u32 filter_size = bpf_prog_size(fp->prog->len);
 903
 904         atomic_sub(filter_size, &sk->sk_omem_alloc);
 905         sk_filter_release(fp);
 906 }
 907
 908 /* try to charge the socket memory if there is space available
 909  * return true on success
 910  */
 911 bool sk_filter_charge(struct sock *sk, struct sk_filter *fp)
 912 {
 913         u32 filter_size = bpf_prog_size(fp->prog->len);
 914
 915         /* same check as in sock_kmalloc() */
 916         if (filter_size <= sysctl_optmem_max &&
 917             atomic_read(&sk->sk_omem_alloc) + filter_size < sysctl_optmem_max) {
 918                 atomic_inc(&fp->refcnt);
 919                 atomic_add(filter_size, &sk->sk_omem_alloc);
 920                 return true;
 921         }
 922         return false;
 923 }
 924
 925 static struct bpf_prog *bpf_migrate_filter(struct bpf_prog *fp)
 926 {
 927         struct sock_filter *old_prog;
 928         struct bpf_prog *old_fp;
 929         int err, new_len, old_len = fp->len;
 930
 931         /* We are free to overwrite insns et al right here as it
 932          * won't be used at this point in time anymore internally
 933          * after the migration to the internal BPF instruction
 934          * representation.
 935          */
 936         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct sock_filter) !=
 937                      sizeof(struct bpf_insn));
 938
 939         /* Conversion cannot happen on overlapping memory areas,
 940          * so we need to keep the user BPF around until the 2nd
 941          * pass. At this time, the user BPF is stored in fp->insns.
 942          */
 943         old_prog = kmemdup(fp->insns, old_len * sizeof(struct sock_filter),
 944                            GFP_KERNEL);
 945         if (!old_prog) {
 946                 err = -ENOMEM;
 947                 goto out_err;
 948         }
 949
 950         /* 1st pass: calculate the new program length. */
 951         err = bpf_convert_filter(old_prog, old_len, NULL, &new_len);
 952         if (err)
 953                 goto out_err_free;
 954
 955         /* Expand fp for appending the new filter representation. */
 956         old_fp = fp;
 957         fp = bpf_prog_realloc(old_fp, bpf_prog_size(new_len), 0);
 958         if (!fp) {
 959                 /* The old_fp is still around in case we couldn't
 960                  * allocate new memory, so uncharge on that one.
 961                  */
 962                 fp = old_fp;
 963                 err = -ENOMEM;
 964                 goto out_err_free;
 965         }
 966
 967         fp->len = new_len;
 968
 969         /* 2nd pass: remap sock_filter insns into bpf_insn insns. */
 970         err = bpf_convert_filter(old_prog, old_len, fp->insnsi, &new_len);
 971         if (err)
 972                 /* 2nd bpf_convert_filter() can fail only if it fails
 973                  * to allocate memory, remapping must succeed. Note,
 974                  * that at this time old_fp has already been released
 975                  * by krealloc().
 976                  */
 977                 goto out_err_free;
 978
 979         bpf_prog_select_runtime(fp);
 980
 981         kfree(old_prog);
 982         return fp;
 983
 984 out_err_free:
 985         kfree(old_prog);
 986 out_err:
 987         __bpf_prog_release(fp);
 988         return ERR_PTR(err);
 989 }
 990
 991 static struct bpf_prog *bpf_prepare_filter(struct bpf_prog *fp)
 992 {
 993         int err;
 994
 995         fp->bpf_func = NULL;
 996         fp->jited = false;
 997
 998         err = bpf_check_classic(fp->insns, fp->len);
 999         if (err) {
1000                 __bpf_prog_release(fp);
1001                 return ERR_PTR(err);
1002         }
1003
1004         /* Probe if we can JIT compile the filter and if so, do
1005          * the compilation of the filter.
1006          */
1007         bpf_jit_compile(fp);
1008
1009         /* JIT compiler couldn't process this filter, so do the
1010          * internal BPF translation for the optimized interpreter.
1011          */
1012         if (!fp->jited)
1013                 fp = bpf_migrate_filter(fp);
1014
1015         return fp;
1016 }
1017
1018 /**
1019  *      bpf_prog_create - create an unattached filter
1020  *      @pfp: the unattached filter that is created
1021  *      @fprog: the filter program
1022  *
1023  * Create a filter independent of any socket. We first run some
1024  * sanity checks on it to make sure it does not explode on us later.
1025  * If an error occurs or there is insufficient memory for the filter
1026  * a negative errno code is returned. On success the return is zero.
1027  */
1028 int bpf_prog_create(struct bpf_prog **pfp, struct sock_fprog_kern *fprog)
1029 {
1030         unsigned int fsize = bpf_classic_proglen(fprog);
1031         struct bpf_prog *fp;
1032
1033         /* Make sure new filter is there and in the right amounts. */
1034         if (fprog->filter == NULL)
1035                 return -EINVAL;
1036
1037         fp = bpf_prog_alloc(bpf_prog_size(fprog->len), 0);
1038         if (!fp)
1039                 return -ENOMEM;
1040
1041         memcpy(fp->insns, fprog->filter, fsize);
1042
1043         fp->len = fprog->len;
1044         /* Since unattached filters are not copied back to user
1045          * space through sk_get_filter(), we do not need to hold
1046          * a copy here, and can spare us the work.
1047          */
1048         fp->orig_prog = NULL;
1049
1050         /* bpf_prepare_filter() already takes care of freeing
1051          * memory in case something goes wrong.
1052          */
1053         fp = bpf_prepare_filter(fp);
1054         if (IS_ERR(fp))
1055                 return PTR_ERR(fp);
1056
1057         *pfp = fp;
1058         return 0;
1059 }
1060 EXPORT_SYMBOL_GPL(bpf_prog_create);
1061
1062 void bpf_prog_destroy(struct bpf_prog *fp)
1063 {
1064         __bpf_prog_release(fp);
1065 }
1066 EXPORT_SYMBOL_GPL(bpf_prog_destroy);
1067
1068 static int __sk_attach_prog(struct bpf_prog *prog, struct sock *sk)
1069 {
1070         struct sk_filter *fp, *old_fp;
1071
1072         fp = kmalloc(sizeof(*fp), GFP_KERNEL);
1073         if (!fp)
1074                 return -ENOMEM;
1075
1076         fp->prog = prog;
1077         atomic_set(&fp->refcnt, 0);
1078
1079         if (!sk_filter_charge(sk, fp)) {
1080                 kfree(fp);
1081                 return -ENOMEM;
1082         }
1083
1084         old_fp = rcu_dereference_protected(sk->sk_filter,
1085                                            sock_owned_by_user(sk));
1086         rcu_assign_pointer(sk->sk_filter, fp);
1087
1088         if (old_fp)
1089                 sk_filter_uncharge(sk, old_fp);
1090
1091         return 0;
1092 }
1093
1094 /**
1095  *      sk_attach_filter - attach a socket filter
1096  *      @fprog: the filter program
1097  *      @sk: the socket to use
1098  *
1099  * Attach the user's filter code. We first run some sanity checks on
1100  * it to make sure it does not explode on us later. If an error
1101  * occurs or there is insufficient memory for the filter a negative
1102  * errno code is returned. On success the return is zero.
1103  */
1104 int sk_attach_filter(struct sock_fprog *fprog, struct sock *sk)
1105 {
1106         unsigned int fsize = bpf_classic_proglen(fprog);
1107         unsigned int bpf_fsize = bpf_prog_size(fprog->len);
1108         struct bpf_prog *prog;
1109         int err;
1110
1111         if (sock_flag(sk, SOCK_FILTER_LOCKED))
1112                 return -EPERM;
1113
1114         /* Make sure new filter is there and in the right amounts. */
1115         if (fprog->filter == NULL)
1116                 return -EINVAL;
1117
1118         prog = bpf_prog_alloc(bpf_fsize, 0);
1119         if (!prog)
1120                 return -ENOMEM;
1121
1122         if (copy_from_user(prog->insns, fprog->filter, fsize)) {
1123                 __bpf_prog_free(prog);
1124                 return -EFAULT;
1125         }
1126
1127         prog->len = fprog->len;
1128
1129         err = bpf_prog_store_orig_filter(prog, fprog);
1130         if (err) {
1131                 __bpf_prog_free(prog);
1132                 return -ENOMEM;
1133         }
1134
1135         /* bpf_prepare_filter() already takes care of freeing
1136          * memory in case something goes wrong.
1137          */
1138         prog = bpf_prepare_filter(prog);
1139         if (IS_ERR(prog))
1140                 return PTR_ERR(prog);
1141
1142         err = __sk_attach_prog(prog, sk);
1143         if (err < 0) {
1144                 __bpf_prog_release(prog);
1145                 return err;
1146         }
1147
1148         return 0;
1149 }
1150 EXPORT_SYMBOL_GPL(sk_attach_filter);
1151
1152 int sk_attach_bpf(u32 ufd, struct sock *sk)
1153 {
1154         struct bpf_prog *prog;
1155         int err;
1156
1157         if (sock_flag(sk, SOCK_FILTER_LOCKED))
1158                 return -EPERM;
1159
1160         prog = bpf_prog_get(ufd);
1161         if (IS_ERR(prog))
1162                 return PTR_ERR(prog);
1163
1164         if (prog->type != BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER) {
1165                 bpf_prog_put(prog);
1166                 return -EINVAL;
1167         }
1168
1169         err = __sk_attach_prog(prog, sk);
1170         if (err < 0) {
1171                 bpf_prog_put(prog);
1172                 return err;
1173         }
1174
1175         return 0;
1176 }
1177
1178 /**
1179  *      bpf_skb_clone_not_writable - is the header of a clone not writable
1180  *      @skb: buffer to check
1181  *      @len: length up to which to write, can be negative
1182  *
1183  *      Returns true if modifying the header part of the cloned buffer
1184  *      does require the data to be copied. I.e. this version works with
1185  *      negative lengths needed for eBPF case!
1186  */
1187 static bool bpf_skb_clone_unwritable(const struct sk_buff *skb, int len)
1188 {
1189         return skb_header_cloned(skb) ||
1190                (int) skb_headroom(skb) + len > skb->hdr_len;
1191 }
1192
1193 #define BPF_RECOMPUTE_CSUM(flags)       ((flags) & 1)
1194
1195 static u64 bpf_skb_store_bytes(u64 r1, u64 r2, u64 r3, u64 r4, u64 flags)
1196 {
1197         struct sk_buff *skb = (struct sk_buff *) (long) r1;
1198         int offset = (int) r2;
1199         void *from = (void *) (long) r3;
1200         unsigned int len = (unsigned int) r4;
1201         char buf[16];
1202         void *ptr;
1203
1204         /* bpf verifier guarantees that:
1205          * 'from' pointer points to bpf program stack
1206          * 'len' bytes of it were initialized
1207          * 'len' > 0
1208          * 'skb' is a valid pointer to 'struct sk_buff'
1209          *
1210          * so check for invalid 'offset' and too large 'len'
1211          */
1212         if (unlikely((u32) offset > 0xffff || len > sizeof(buf)))
1213                 return -EFAULT;
1214
1215         offset -= skb->data - skb_mac_header(skb);
1216         if (unlikely(skb_cloned(skb) &&
1217                      bpf_skb_clone_unwritable(skb, offset + len)))
1218                 return -EFAULT;
1219
1220         ptr = skb_header_pointer(skb, offset, len, buf);
1221         if (unlikely(!ptr))
1222                 return -EFAULT;
1223
1224         if (BPF_RECOMPUTE_CSUM(flags))
1225                 skb_postpull_rcsum(skb, ptr, len);
1226
1227         memcpy(ptr, from, len);
1228
1229         if (ptr == buf)
1230                 /* skb_store_bits cannot return -EFAULT here */
1231                 skb_store_bits(skb, offset, ptr, len);
1232
1233         if (BPF_RECOMPUTE_CSUM(flags) && skb->ip_summed == CHECKSUM_COMPLETE)
1234                 skb->csum = csum_add(skb->csum, csum_partial(ptr, len, 0));
1235         return 0;
1236 }
1237
1238 const struct bpf_func_proto bpf_skb_store_bytes_proto = {
1239         .func           = bpf_skb_store_bytes,
1240         .gpl_only       = false,
1241         .ret_type       = RET_INTEGER,
1242         .arg1_type      = ARG_PTR_TO_CTX,
1243         .arg2_type      = ARG_ANYTHING,
1244         .arg3_type      = ARG_PTR_TO_STACK,
1245         .arg4_type      = ARG_CONST_STACK_SIZE,
1246         .arg5_type      = ARG_ANYTHING,
1247 };
1248
1249 #define BPF_HEADER_FIELD_SIZE(flags)    ((flags) & 0x0f)
1250 #define BPF_IS_PSEUDO_HEADER(flags)     ((flags) & 0x10)
1251
1252 static u64 bpf_l3_csum_replace(u64 r1, u64 r2, u64 from, u64 to, u64 flags)
1253 {
1254         struct sk_buff *skb = (struct sk_buff *) (long) r1;
1255         int offset = (int) r2;
1256         __sum16 sum, *ptr;
1257
1258         if (unlikely((u32) offset > 0xffff))
1259                 return -EFAULT;
1260
1261         offset -= skb->data - skb_mac_header(skb);
1262         if (unlikely(skb_cloned(skb) &&
1263                      bpf_skb_clone_unwritable(skb, offset + sizeof(sum))))
1264                 return -EFAULT;
1265
1266         ptr = skb_header_pointer(skb, offset, sizeof(sum), &sum);
1267         if (unlikely(!ptr))
1268                 return -EFAULT;
1269
1270         switch (BPF_HEADER_FIELD_SIZE(flags)) {
1271         case 2:
1272                 csum_replace2(ptr, from, to);
1273                 break;
1274         case 4:
1275                 csum_replace4(ptr, from, to);
1276                 break;
1277         default:
1278                 return -EINVAL;
1279         }
1280
1281         if (ptr == &sum)
1282                 /* skb_store_bits guaranteed to not return -EFAULT here */
1283                 skb_store_bits(skb, offset, ptr, sizeof(sum));
1284
1285         return 0;
1286 }
1287
1288 const struct bpf_func_proto bpf_l3_csum_replace_proto = {
1289         .func           = bpf_l3_csum_replace,
1290         .gpl_only       = false,
1291         .ret_type       = RET_INTEGER,
1292         .arg1_type      = ARG_PTR_TO_CTX,
1293         .arg2_type      = ARG_ANYTHING,
1294         .arg3_type      = ARG_ANYTHING,
1295         .arg4_type      = ARG_ANYTHING,
1296         .arg5_type      = ARG_ANYTHING,
1297 };
1298
1299 static u64 bpf_l4_csum_replace(u64 r1, u64 r2, u64 from, u64 to, u64 flags)
1300 {
1301         struct sk_buff *skb = (struct sk_buff *) (long) r1;
1302         u32 is_pseudo = BPF_IS_PSEUDO_HEADER(flags);
1303         int offset = (int) r2;
1304         __sum16 sum, *ptr;
1305
1306         if (unlikely((u32) offset > 0xffff))
1307                 return -EFAULT;
1308
1309         offset -= skb->data - skb_mac_header(skb);
1310         if (unlikely(skb_cloned(skb) &&
1311                      bpf_skb_clone_unwritable(skb, offset + sizeof(sum))))
1312                 return -EFAULT;
1313
1314         ptr = skb_header_pointer(skb, offset, sizeof(sum), &sum);
1315         if (unlikely(!ptr))
1316                 return -EFAULT;
1317
1318         switch (BPF_HEADER_FIELD_SIZE(flags)) {
1319         case 2:
1320                 inet_proto_csum_replace2(ptr, skb, from, to, is_pseudo);
1321                 break;
1322         case 4:
1323                 inet_proto_csum_replace4(ptr, skb, from, to, is_pseudo);
1324                 break;
1325         default:
1326                 return -EINVAL;
1327         }
1328
1329         if (ptr == &sum)
1330                 /* skb_store_bits guaranteed to not return -EFAULT here */
1331                 skb_store_bits(skb, offset, ptr, sizeof(sum));
1332
1333         return 0;
1334 }
1335
1336 const struct bpf_func_proto bpf_l4_csum_replace_proto = {
1337         .func           = bpf_l4_csum_replace,
1338         .gpl_only       = false,
1339         .ret_type       = RET_INTEGER,
1340         .arg1_type      = ARG_PTR_TO_CTX,
1341         .arg2_type      = ARG_ANYTHING,
1342         .arg3_type      = ARG_ANYTHING,
1343         .arg4_type      = ARG_ANYTHING,
1344         .arg5_type      = ARG_ANYTHING,
1345 };
1346
1347 static const struct bpf_func_proto *
1348 sk_filter_func_proto(enum bpf_func_id func_id)
1349 {
1350         switch (func_id) {
1351         case BPF_FUNC_map_lookup_elem:
1352                 return &bpf_map_lookup_elem_proto;
1353         case BPF_FUNC_map_update_elem:
1354                 return &bpf_map_update_elem_proto;
1355         case BPF_FUNC_map_delete_elem:
1356                 return &bpf_map_delete_elem_proto;
1357         case BPF_FUNC_get_prandom_u32:
1358                 return &bpf_get_prandom_u32_proto;
1359         case BPF_FUNC_get_smp_processor_id:
1360                 return &bpf_get_smp_processor_id_proto;
1361         default:
1362                 return NULL;
1363         }
1364 }
1365
1366 static const struct bpf_func_proto *
1367 tc_cls_act_func_proto(enum bpf_func_id func_id)
1368 {
1369         switch (func_id) {
1370         case BPF_FUNC_skb_store_bytes:
1371                 return &bpf_skb_store_bytes_proto;
1372         case BPF_FUNC_l3_csum_replace:
1373                 return &bpf_l3_csum_replace_proto;
1374         case BPF_FUNC_l4_csum_replace:
1375                 return &bpf_l4_csum_replace_proto;
1376         default:
1377                 return sk_filter_func_proto(func_id);
1378         }
1379 }
1380
1381 static bool sk_filter_is_valid_access(int off, int size,
1382                                       enum bpf_access_type type)
1383 {
1384         /* only read is allowed */
1385         if (type != BPF_READ)
1386                 return false;
1387
1388         /* check bounds */
1389         if (off < 0 || off >= sizeof(struct __sk_buff))
1390                 return false;
1391
1392         /* disallow misaligned access */
1393         if (off % size != 0)
1394                 return false;
1395
1396         /* all __sk_buff fields are __u32 */
1397         if (size != 4)
1398                 return false;
1399
1400         return true;
1401 }
1402
1403 static u32 sk_filter_convert_ctx_access(int dst_reg, int src_reg, int ctx_off,
1404                                         struct bpf_insn *insn_buf)
1405 {
1406         struct bpf_insn *insn = insn_buf;
1407
1408         switch (ctx_off) {
1409         case offsetof(struct __sk_buff, len):
1410                 BUILD_BUG_ON(FIELD_SIZEOF(struct sk_buff, len) != 4);
1411
1412                 *insn++ = BPF_LDX_MEM(BPF_W, dst_reg, src_reg,
1413                                       offsetof(struct sk_buff, len));
1414                 break;
1415
1416         case offsetof(struct __sk_buff, protocol):
1417                 BUILD_BUG_ON(FIELD_SIZEOF(struct sk_buff, protocol) != 2);
1418
1419                 *insn++ = BPF_LDX_MEM(BPF_H, dst_reg, src_reg,
1420                                       offsetof(struct sk_buff, protocol));
1421                 break;
1422
1423         case offsetof(struct __sk_buff, vlan_proto):
1424                 BUILD_BUG_ON(FIELD_SIZEOF(struct sk_buff, vlan_proto) != 2);
1425
1426                 *insn++ = BPF_LDX_MEM(BPF_H, dst_reg, src_reg,
1427                                       offsetof(struct sk_buff, vlan_proto));
1428                 break;
1429
1430         case offsetof(struct __sk_buff, priority):
1431                 BUILD_BUG_ON(FIELD_SIZEOF(struct sk_buff, priority) != 4);
1432
1433                 *insn++ = BPF_LDX_MEM(BPF_W, dst_reg, src_reg,
1434                                       offsetof(struct sk_buff, priority));
1435                 break;
1436
1437         case offsetof(struct __sk_buff, mark):
1438                 return convert_skb_access(SKF_AD_MARK, dst_reg, src_reg, insn);
1439
1440         case offsetof(struct __sk_buff, pkt_type):
1441                 return convert_skb_access(SKF_AD_PKTTYPE, dst_reg, src_reg, insn);
1442
1443         case offsetof(struct __sk_buff, queue_mapping):
1444                 return convert_skb_access(SKF_AD_QUEUE, dst_reg, src_reg, insn);
1445
1446         case offsetof(struct __sk_buff, vlan_present):
1447                 return convert_skb_access(SKF_AD_VLAN_TAG_PRESENT,
1448                                           dst_reg, src_reg, insn);
1449
1450         case offsetof(struct __sk_buff, vlan_tci):
1451                 return convert_skb_access(SKF_AD_VLAN_TAG,
1452                                           dst_reg, src_reg, insn);
1453         }
1454
1455         return insn - insn_buf;
1456 }
1457
1458 static const struct bpf_verifier_ops sk_filter_ops = {
1459         .get_func_proto = sk_filter_func_proto,
1460         .is_valid_access = sk_filter_is_valid_access,
1461         .convert_ctx_access = sk_filter_convert_ctx_access,
1462 };
1463
1464 static const struct bpf_verifier_ops tc_cls_act_ops = {
1465         .get_func_proto = tc_cls_act_func_proto,
1466         .is_valid_access = sk_filter_is_valid_access,
1467         .convert_ctx_access = sk_filter_convert_ctx_access,
1468 };
1469
1470 static struct bpf_prog_type_list sk_filter_type __read_mostly = {
1471         .ops = &sk_filter_ops,
1472         .type = BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER,
1473 };
1474
1475 static struct bpf_prog_type_list sched_cls_type __read_mostly = {
1476         .ops = &tc_cls_act_ops,
1477         .type = BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS,
1478 };
1479
1480 static struct bpf_prog_type_list sched_act_type __read_mostly = {
1481         .ops = &tc_cls_act_ops,
1482         .type = BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT,
1483 };
1484
1485 static int __init register_sk_filter_ops(void)
1486 {
1487         bpf_register_prog_type(&sk_filter_type);
1488         bpf_register_prog_type(&sched_cls_type);
1489         bpf_register_prog_type(&sched_act_type);
1490
1491         return 0;
1492 }
1493 late_initcall(register_sk_filter_ops);
1494
1495 int sk_detach_filter(struct sock *sk)
1496 {
1497         int ret = -ENOENT;
1498         struct sk_filter *filter;
1499
1500         if (sock_flag(sk, SOCK_FILTER_LOCKED))
1501                 return -EPERM;
1502
1503         filter = rcu_dereference_protected(sk->sk_filter,
1504                                            sock_owned_by_user(sk));
1505         if (filter) {
1506                 RCU_INIT_POINTER(sk->sk_filter, NULL);
1507                 sk_filter_uncharge(sk, filter);
1508                 ret = 0;
1509         }
1510
1511         return ret;
1512 }
1513 EXPORT_SYMBOL_GPL(sk_detach_filter);
1514
1515 int sk_get_filter(struct sock *sk, struct sock_filter __user *ubuf,
1516                   unsigned int len)
1517 {
1518         struct sock_fprog_kern *fprog;
1519         struct sk_filter *filter;
1520         int ret = 0;
1521
1522         lock_sock(sk);
1523         filter = rcu_dereference_protected(sk->sk_filter,
1524                                            sock_owned_by_user(sk));
1525         if (!filter)
1526                 goto out;
1527
1528         /* We're copying the filter that has been originally attached,
1529          * so no conversion/decode needed anymore.
1530          */
1531         fprog = filter->prog->orig_prog;
1532
1533         ret = fprog->len;
1534         if (!len)
1535                 /* User space only enquires number of filter blocks. */
1536                 goto out;
1537
1538         ret = -EINVAL;
1539         if (len < fprog->len)
1540                 goto out;
1541
1542         ret = -EFAULT;
1543         if (copy_to_user(ubuf, fprog->filter, bpf_classic_proglen(fprog)))
1544                 goto out;
1545
1546         /* Instead of bytes, the API requests to return the number
1547          * of filter blocks.
1548          */
1549         ret = fprog->len;
1550 out:
1551         release_sock(sk);
1552         return ret;
1553 }