arch/mips/net/ebpf_jit.c

   1 /*
   2  * Just-In-Time compiler for eBPF filters on MIPS
   3  *
   4  * Copyright (c) 2017 Cavium, Inc.
   5  *
   6  * Based on code from:
   7  *
   8  * Copyright (c) 2014 Imagination Technologies Ltd.
   9  * Author: Markos Chandras <markos.chandras@imgtec.com>
  10  *
  11  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
  12  * under the terms of the GNU General Public License as published by the
  13  * Free Software Foundation; version 2 of the License.
  14  */
  15
  16 #include <linux/bitops.h>
  17 #include <linux/errno.h>
  18 #include <linux/filter.h>
  19 #include <linux/bpf.h>
  20 #include <linux/slab.h>
  21 #include <asm/bitops.h>
  22 #include <asm/byteorder.h>
  23 #include <asm/cacheflush.h>
  24 #include <asm/cpu-features.h>
  25 #include <asm/uasm.h>
  26
  27 /* Registers used by JIT */
  28 #define MIPS_R_ZERO     0
  29 #define MIPS_R_AT       1
  30 #define MIPS_R_V0       2       /* BPF_R0 */
  31 #define MIPS_R_V1       3
  32 #define MIPS_R_A0       4       /* BPF_R1 */
  33 #define MIPS_R_A1       5       /* BPF_R2 */
  34 #define MIPS_R_A2       6       /* BPF_R3 */
  35 #define MIPS_R_A3       7       /* BPF_R4 */
  36 #define MIPS_R_A4       8       /* BPF_R5 */
  37 #define MIPS_R_T4       12      /* BPF_AX */
  38 #define MIPS_R_T5       13
  39 #define MIPS_R_T6       14
  40 #define MIPS_R_T7       15
  41 #define MIPS_R_S0       16      /* BPF_R6 */
  42 #define MIPS_R_S1       17      /* BPF_R7 */
  43 #define MIPS_R_S2       18      /* BPF_R8 */
  44 #define MIPS_R_S3       19      /* BPF_R9 */
  45 #define MIPS_R_S4       20      /* BPF_TCC */
  46 #define MIPS_R_S5       21
  47 #define MIPS_R_S6       22
  48 #define MIPS_R_S7       23
  49 #define MIPS_R_T8       24
  50 #define MIPS_R_T9       25
  51 #define MIPS_R_SP       29
  52 #define MIPS_R_RA       31
  53
  54 /* eBPF flags */
  55 #define EBPF_SAVE_S0    BIT(0)
  56 #define EBPF_SAVE_S1    BIT(1)
  57 #define EBPF_SAVE_S2    BIT(2)
  58 #define EBPF_SAVE_S3    BIT(3)
  59 #define EBPF_SAVE_S4    BIT(4)
  60 #define EBPF_SAVE_RA    BIT(5)
  61 #define EBPF_SEEN_FP    BIT(6)
  62 #define EBPF_SEEN_TC    BIT(7)
  63 #define EBPF_TCC_IN_V1  BIT(8)
  64
  65 /*
  66  * For the mips64 ISA, we need to track the value range or type for
  67  * each JIT register.  The BPF machine requires zero extended 32-bit
  68  * values, but the mips64 ISA requires sign extended 32-bit values.
  69  * At each point in the BPF program we track the state of every
  70  * register so that we can zero extend or sign extend as the BPF
  71  * semantics require.
  72  */
  73 enum reg_val_type {
  74         /* uninitialized */
  75         REG_UNKNOWN,
  76         /* not known to be 32-bit compatible. */
  77         REG_64BIT,
  78         /* 32-bit compatible, no truncation needed for 64-bit ops. */
  79         REG_64BIT_32BIT,
  80         /* 32-bit compatible, need truncation for 64-bit ops. */
  81         REG_32BIT,
  82         /* 32-bit zero extended. */
  83         REG_32BIT_ZERO_EX,
  84         /* 32-bit no sign/zero extension needed. */
  85         REG_32BIT_POS
  86 };
  87
  88 /*
  89  * high bit of offsets indicates if long branch conversion done at
  90  * this insn.
  91  */
  92 #define OFFSETS_B_CONV  BIT(31)
  93
  94 /**
  95  * struct jit_ctx - JIT context
  96  * @skf:                The sk_filter
  97  * @stack_size:         eBPF stack size
  98  * @idx:                Instruction index
  99  * @flags:              JIT flags
 100  * @offsets:            Instruction offsets
 101  * @target:             Memory location for the compiled filter
 102  * @reg_val_types       Packed enum reg_val_type for each register.
 103  */
 104 struct jit_ctx {
 105         const struct bpf_prog *skf;
 106         int stack_size;
 107         u32 idx;
 108         u32 flags;
 109         u32 *offsets;
 110         u32 *target;
 111         u64 *reg_val_types;
 112         unsigned int long_b_conversion:1;
 113         unsigned int gen_b_offsets:1;
 114         unsigned int use_bbit_insns:1;
 115 };
 116
 117 static void set_reg_val_type(u64 *rvt, int reg, enum reg_val_type type)
 118 {
 119         *rvt &= ~(7ull << (reg * 3));
 120         *rvt |= ((u64)type << (reg * 3));
 121 }
 122
 123 static enum reg_val_type get_reg_val_type(const struct jit_ctx *ctx,
 124                                           int index, int reg)
 125 {
 126         return (ctx->reg_val_types[index] >> (reg * 3)) & 7;
 127 }
 128
 129 /* Simply emit the instruction if the JIT memory space has been allocated */
 130 #define emit_instr(ctx, func, ...)                      \
 131 do {                                                    \
 132         if ((ctx)->target != NULL) {                    \
 133                 u32 *p = &(ctx)->target[ctx->idx];      \
 134                 uasm_i_##func(&p, ##__VA_ARGS__);       \
 135         }                                               \
 136         (ctx)->idx++;                                   \
 137 } while (0)
 138
 139 static unsigned int j_target(struct jit_ctx *ctx, int target_idx)
 140 {
 141         unsigned long target_va, base_va;
 142         unsigned int r;
 143
 144         if (!ctx->target)
 145                 return 0;
 146
 147         base_va = (unsigned long)ctx->target;
 148         target_va = base_va + (ctx->offsets[target_idx] & ~OFFSETS_B_CONV);
 149
 150         if ((base_va & ~0x0ffffffful) != (target_va & ~0x0ffffffful))
 151                 return (unsigned int)-1;
 152         r = target_va & 0x0ffffffful;
 153         return r;
 154 }
 155
 156 /* Compute the immediate value for PC-relative branches. */
 157 static u32 b_imm(unsigned int tgt, struct jit_ctx *ctx)
 158 {
 159         if (!ctx->gen_b_offsets)
 160                 return 0;
 161
 162         /*
 163          * We want a pc-relative branch.  tgt is the instruction offset
 164          * we want to jump to.
 165
 166          * Branch on MIPS:
 167          * I: target_offset <- sign_extend(offset)
 168          * I+1: PC += target_offset (delay slot)
 169          *
 170          * ctx->idx currently points to the branch instruction
 171          * but the offset is added to the delay slot so we need
 172          * to subtract 4.
 173          */
 174         return (ctx->offsets[tgt] & ~OFFSETS_B_CONV) -
 175                 (ctx->idx * 4) - 4;
 176 }
 177
 178 enum which_ebpf_reg {
 179         src_reg,
 180         src_reg_no_fp,
 181         dst_reg,
 182         dst_reg_fp_ok
 183 };
 184
 185 /*
 186  * For eBPF, the register mapping naturally falls out of the
 187  * requirements of eBPF and the MIPS n64 ABI.  We don't maintain a
 188  * separate frame pointer, so BPF_REG_10 relative accesses are
 189  * adjusted to be $sp relative.
 190  */
 191 int ebpf_to_mips_reg(struct jit_ctx *ctx, const struct bpf_insn *insn,
 192                      enum which_ebpf_reg w)
 193 {
 194         int ebpf_reg = (w == src_reg || w == src_reg_no_fp) ?
 195                 insn->src_reg : insn->dst_reg;
 196
 197         switch (ebpf_reg) {
 198         case BPF_REG_0:
 199                 return MIPS_R_V0;
 200         case BPF_REG_1:
 201                 return MIPS_R_A0;
 202         case BPF_REG_2:
 203                 return MIPS_R_A1;
 204         case BPF_REG_3:
 205                 return MIPS_R_A2;
 206         case BPF_REG_4:
 207                 return MIPS_R_A3;
 208         case BPF_REG_5:
 209                 return MIPS_R_A4;
 210         case BPF_REG_6:
 211                 ctx->flags |= EBPF_SAVE_S0;
 212                 return MIPS_R_S0;
 213         case BPF_REG_7:
 214                 ctx->flags |= EBPF_SAVE_S1;
 215                 return MIPS_R_S1;
 216         case BPF_REG_8:
 217                 ctx->flags |= EBPF_SAVE_S2;
 218                 return MIPS_R_S2;
 219         case BPF_REG_9:
 220                 ctx->flags |= EBPF_SAVE_S3;
 221                 return MIPS_R_S3;
 222         case BPF_REG_10:
 223                 if (w == dst_reg || w == src_reg_no_fp)
 224                         goto bad_reg;
 225                 ctx->flags |= EBPF_SEEN_FP;
 226                 /*
 227                  * Needs special handling, return something that
 228                  * cannot be clobbered just in case.
 229                  */
 230                 return MIPS_R_ZERO;
 231         case BPF_REG_AX:
 232                 return MIPS_R_T4;
 233         default:
 234 bad_reg:
 235                 WARN(1, "Illegal bpf reg: %d\n", ebpf_reg);
 236                 return -EINVAL;
 237         }
 238 }
 239 /*
 240  * eBPF stack frame will be something like:
 241  *
 242  *  Entry $sp ------>   +--------------------------------+
 243  *                      |   $ra  (optional)              |
 244  *                      +--------------------------------+
 245  *                      |   $s0  (optional)              |
 246  *                      +--------------------------------+
 247  *                      |   $s1  (optional)              |
 248  *                      +--------------------------------+
 249  *                      |   $s2  (optional)              |
 250  *                      +--------------------------------+
 251  *                      |   $s3  (optional)              |
 252  *                      +--------------------------------+
 253  *                      |   $s4  (optional)              |
 254  *                      +--------------------------------+
 255  *                      |   tmp-storage  (if $ra saved)  |
 256  * $sp + tmp_offset --> +--------------------------------+ <--BPF_REG_10
 257  *                      |   BPF_REG_10 relative storage  |
 258  *                      |    MAX_BPF_STACK (optional)    |
 259  *                      |      .                         |
 260  *                      |      .                         |
 261  *                      |      .                         |
 262  *     $sp -------->    +--------------------------------+
 263  *
 264  * If BPF_REG_10 is never referenced, then the MAX_BPF_STACK sized
 265  * area is not allocated.
 266  */
 267 static int gen_int_prologue(struct jit_ctx *ctx)
 268 {
 269         int stack_adjust = 0;
 270         int store_offset;
 271         int locals_size;
 272
 273         if (ctx->flags & EBPF_SAVE_RA)
 274                 /*
 275                  * If RA we are doing a function call and may need
 276                  * extra 8-byte tmp area.
 277                  */
 278                 stack_adjust += 16;
 279         if (ctx->flags & EBPF_SAVE_S0)
 280                 stack_adjust += 8;
 281         if (ctx->flags & EBPF_SAVE_S1)
 282                 stack_adjust += 8;
 283         if (ctx->flags & EBPF_SAVE_S2)
 284                 stack_adjust += 8;
 285         if (ctx->flags & EBPF_SAVE_S3)
 286                 stack_adjust += 8;
 287         if (ctx->flags & EBPF_SAVE_S4)
 288                 stack_adjust += 8;
 289
 290         BUILD_BUG_ON(MAX_BPF_STACK & 7);
 291         locals_size = (ctx->flags & EBPF_SEEN_FP) ? MAX_BPF_STACK : 0;
 292
 293         stack_adjust += locals_size;
 294
 295         ctx->stack_size = stack_adjust;
 296
 297         /*
 298          * First instruction initializes the tail call count (TCC).
 299          * On tail call we skip this instruction, and the TCC is
 300          * passed in $v1 from the caller.
 301          */
 302         emit_instr(ctx, daddiu, MIPS_R_V1, MIPS_R_ZERO, MAX_TAIL_CALL_CNT);
 303         if (stack_adjust)
 304                 emit_instr(ctx, daddiu, MIPS_R_SP, MIPS_R_SP, -stack_adjust);
 305         else
 306                 return 0;
 307
 308         store_offset = stack_adjust - 8;
 309
 310         if (ctx->flags & EBPF_SAVE_RA) {
 311                 emit_instr(ctx, sd, MIPS_R_RA, store_offset, MIPS_R_SP);
 312                 store_offset -= 8;
 313         }
 314         if (ctx->flags & EBPF_SAVE_S0) {
 315                 emit_instr(ctx, sd, MIPS_R_S0, store_offset, MIPS_R_SP);
 316                 store_offset -= 8;
 317         }
 318         if (ctx->flags & EBPF_SAVE_S1) {
 319                 emit_instr(ctx, sd, MIPS_R_S1, store_offset, MIPS_R_SP);
 320                 store_offset -= 8;
 321         }
 322         if (ctx->flags & EBPF_SAVE_S2) {
 323                 emit_instr(ctx, sd, MIPS_R_S2, store_offset, MIPS_R_SP);
 324                 store_offset -= 8;
 325         }
 326         if (ctx->flags & EBPF_SAVE_S3) {
 327                 emit_instr(ctx, sd, MIPS_R_S3, store_offset, MIPS_R_SP);
 328                 store_offset -= 8;
 329         }
 330         if (ctx->flags & EBPF_SAVE_S4) {
 331                 emit_instr(ctx, sd, MIPS_R_S4, store_offset, MIPS_R_SP);
 332                 store_offset -= 8;
 333         }
 334
 335         if ((ctx->flags & EBPF_SEEN_TC) && !(ctx->flags & EBPF_TCC_IN_V1))
 336                 emit_instr(ctx, daddu, MIPS_R_S4, MIPS_R_V1, MIPS_R_ZERO);
 337
 338         return 0;
 339 }
 340
 341 static int build_int_epilogue(struct jit_ctx *ctx, int dest_reg)
 342 {
 343         const struct bpf_prog *prog = ctx->skf;
 344         int stack_adjust = ctx->stack_size;
 345         int store_offset = stack_adjust - 8;
 346         enum reg_val_type td;
 347         int r0 = MIPS_R_V0;
 348
 349         if (dest_reg == MIPS_R_RA) {
 350                 /* Don't let zero extended value escape. */
 351                 td = get_reg_val_type(ctx, prog->len, BPF_REG_0);
 352                 if (td == REG_64BIT || td == REG_32BIT_ZERO_EX)
 353                         emit_instr(ctx, sll, r0, r0, 0);
 354         }
 355
 356         if (ctx->flags & EBPF_SAVE_RA) {
 357                 emit_instr(ctx, ld, MIPS_R_RA, store_offset, MIPS_R_SP);
 358                 store_offset -= 8;
 359         }
 360         if (ctx->flags & EBPF_SAVE_S0) {
 361                 emit_instr(ctx, ld, MIPS_R_S0, store_offset, MIPS_R_SP);
 362                 store_offset -= 8;
 363         }
 364         if (ctx->flags & EBPF_SAVE_S1) {
 365                 emit_instr(ctx, ld, MIPS_R_S1, store_offset, MIPS_R_SP);
 366                 store_offset -= 8;
 367         }
 368         if (ctx->flags & EBPF_SAVE_S2) {
 369                 emit_instr(ctx, ld, MIPS_R_S2, store_offset, MIPS_R_SP);
 370                 store_offset -= 8;
 371         }
 372         if (ctx->flags & EBPF_SAVE_S3) {
 373                 emit_instr(ctx, ld, MIPS_R_S3, store_offset, MIPS_R_SP);
 374                 store_offset -= 8;
 375         }
 376         if (ctx->flags & EBPF_SAVE_S4) {
 377                 emit_instr(ctx, ld, MIPS_R_S4, store_offset, MIPS_R_SP);
 378                 store_offset -= 8;
 379         }
 380         emit_instr(ctx, jr, dest_reg);
 381
 382         if (stack_adjust)
 383                 emit_instr(ctx, daddiu, MIPS_R_SP, MIPS_R_SP, stack_adjust);
 384         else
 385                 emit_instr(ctx, nop);
 386
 387         return 0;
 388 }
 389
 390 static void gen_imm_to_reg(const struct bpf_insn *insn, int reg,
 391                            struct jit_ctx *ctx)
 392 {
 393         if (insn->imm >= S16_MIN && insn->imm <= S16_MAX) {
 394                 emit_instr(ctx, addiu, reg, MIPS_R_ZERO, insn->imm);
 395         } else {
 396                 int lower = (s16)(insn->imm & 0xffff);
 397                 int upper = insn->imm - lower;
 398
 399                 emit_instr(ctx, lui, reg, upper >> 16);
 400                 emit_instr(ctx, addiu, reg, reg, lower);
 401         }
 402 }
 403
 404 static int gen_imm_insn(const struct bpf_insn *insn, struct jit_ctx *ctx,
 405                         int idx)
 406 {
 407         int upper_bound, lower_bound;
 408         int dst = ebpf_to_mips_reg(ctx, insn, dst_reg);
 409
 410         if (dst < 0)
 411                 return dst;
 412
 413         switch (BPF_OP(insn->code)) {
 414         case BPF_MOV:
 415         case BPF_ADD:
 416                 upper_bound = S16_MAX;
 417                 lower_bound = S16_MIN;
 418                 break;
 419         case BPF_SUB:
 420                 upper_bound = -(int)S16_MIN;
 421                 lower_bound = -(int)S16_MAX;
 422                 break;
 423         case BPF_AND:
 424         case BPF_OR:
 425         case BPF_XOR:
 426                 upper_bound = 0xffff;
 427                 lower_bound = 0;
 428                 break;
 429         case BPF_RSH:
 430         case BPF_LSH:
 431         case BPF_ARSH:
 432                 /* Shift amounts are truncated, no need for bounds */
 433                 upper_bound = S32_MAX;
 434                 lower_bound = S32_MIN;
 435                 break;
 436         default:
 437                 return -EINVAL;
 438         }
 439
 440         /*
 441          * Immediate move clobbers the register, so no sign/zero
 442          * extension needed.
 443          */
 444         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64 &&
 445             BPF_OP(insn->code) != BPF_MOV &&
 446             get_reg_val_type(ctx, idx, insn->dst_reg) == REG_32BIT)
 447                 emit_instr(ctx, dinsu, dst, MIPS_R_ZERO, 32, 32);
 448         /* BPF_ALU | BPF_LSH doesn't need separate sign extension */
 449         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU &&
 450             BPF_OP(insn->code) != BPF_LSH &&
 451             BPF_OP(insn->code) != BPF_MOV &&
 452             get_reg_val_type(ctx, idx, insn->dst_reg) != REG_32BIT)
 453                 emit_instr(ctx, sll, dst, dst, 0);
 454
 455         if (insn->imm >= lower_bound && insn->imm <= upper_bound) {
 456                 /* single insn immediate case */
 457                 switch (BPF_OP(insn->code) | BPF_CLASS(insn->code)) {
 458                 case BPF_ALU64 | BPF_MOV:
 459                         emit_instr(ctx, daddiu, dst, MIPS_R_ZERO, insn->imm);
 460                         break;
 461                 case BPF_ALU64 | BPF_AND:
 462                 case BPF_ALU | BPF_AND:
 463                         emit_instr(ctx, andi, dst, dst, insn->imm);
 464                         break;
 465                 case BPF_ALU64 | BPF_OR:
 466                 case BPF_ALU | BPF_OR:
 467                         emit_instr(ctx, ori, dst, dst, insn->imm);
 468                         break;
 469                 case BPF_ALU64 | BPF_XOR:
 470                 case BPF_ALU | BPF_XOR:
 471                         emit_instr(ctx, xori, dst, dst, insn->imm);
 472                         break;
 473                 case BPF_ALU64 | BPF_ADD:
 474                         emit_instr(ctx, daddiu, dst, dst, insn->imm);
 475                         break;
 476                 case BPF_ALU64 | BPF_SUB:
 477                         emit_instr(ctx, daddiu, dst, dst, -insn->imm);
 478                         break;
 479                 case BPF_ALU64 | BPF_RSH:
 480                         emit_instr(ctx, dsrl_safe, dst, dst, insn->imm & 0x3f);
 481                         break;
 482                 case BPF_ALU | BPF_RSH:
 483                         emit_instr(ctx, srl, dst, dst, insn->imm & 0x1f);
 484                         break;
 485                 case BPF_ALU64 | BPF_LSH:
 486                         emit_instr(ctx, dsll_safe, dst, dst, insn->imm & 0x3f);
 487                         break;
 488                 case BPF_ALU | BPF_LSH:
 489                         emit_instr(ctx, sll, dst, dst, insn->imm & 0x1f);
 490                         break;
 491                 case BPF_ALU64 | BPF_ARSH:
 492                         emit_instr(ctx, dsra_safe, dst, dst, insn->imm & 0x3f);
 493                         break;
 494                 case BPF_ALU | BPF_ARSH:
 495                         emit_instr(ctx, sra, dst, dst, insn->imm & 0x1f);
 496                         break;
 497                 case BPF_ALU | BPF_MOV:
 498                         emit_instr(ctx, addiu, dst, MIPS_R_ZERO, insn->imm);
 499                         break;
 500                 case BPF_ALU | BPF_ADD:
 501                         emit_instr(ctx, addiu, dst, dst, insn->imm);
 502                         break;
 503                 case BPF_ALU | BPF_SUB:
 504                         emit_instr(ctx, addiu, dst, dst, -insn->imm);
 505                         break;
 506                 default:
 507                         return -EINVAL;
 508                 }
 509         } else {
 510                 /* multi insn immediate case */
 511                 if (BPF_OP(insn->code) == BPF_MOV) {
 512                         gen_imm_to_reg(insn, dst, ctx);
 513                 } else {
 514                         gen_imm_to_reg(insn, MIPS_R_AT, ctx);
 515                         switch (BPF_OP(insn->code) | BPF_CLASS(insn->code)) {
 516                         case BPF_ALU64 | BPF_AND:
 517                         case BPF_ALU | BPF_AND:
 518                                 emit_instr(ctx, and, dst, dst, MIPS_R_AT);
 519                                 break;
 520                         case BPF_ALU64 | BPF_OR:
 521                         case BPF_ALU | BPF_OR:
 522                                 emit_instr(ctx, or, dst, dst, MIPS_R_AT);
 523                                 break;
 524                         case BPF_ALU64 | BPF_XOR:
 525                         case BPF_ALU | BPF_XOR:
 526                                 emit_instr(ctx, xor, dst, dst, MIPS_R_AT);
 527                                 break;
 528                         case BPF_ALU64 | BPF_ADD:
 529                                 emit_instr(ctx, daddu, dst, dst, MIPS_R_AT);
 530                                 break;
 531                         case BPF_ALU64 | BPF_SUB:
 532                                 emit_instr(ctx, dsubu, dst, dst, MIPS_R_AT);
 533                                 break;
 534                         case BPF_ALU | BPF_ADD:
 535                                 emit_instr(ctx, addu, dst, dst, MIPS_R_AT);
 536                                 break;
 537                         case BPF_ALU | BPF_SUB:
 538                                 emit_instr(ctx, subu, dst, dst, MIPS_R_AT);
 539                                 break;
 540                         default:
 541                                 return -EINVAL;
 542                         }
 543                 }
 544         }
 545
 546         return 0;
 547 }
 548
 549 static void emit_const_to_reg(struct jit_ctx *ctx, int dst, u64 value)
 550 {
 551         if (value >= 0xffffffffffff8000ull || value < 0x8000ull) {
 552                 emit_instr(ctx, daddiu, dst, MIPS_R_ZERO, (int)value);
 553         } else if (value >= 0xffffffff80000000ull ||
 554                    (value < 0x80000000 && value > 0xffff)) {
 555                 emit_instr(ctx, lui, dst, (s32)(s16)(value >> 16));
 556                 emit_instr(ctx, ori, dst, dst, (unsigned int)(value & 0xffff));
 557         } else {
 558                 int i;
 559                 bool seen_part = false;
 560                 int needed_shift = 0;
 561
 562                 for (i = 0; i < 4; i++) {
 563                         u64 part = (value >> (16 * (3 - i))) & 0xffff;
 564
 565                         if (seen_part && needed_shift > 0 && (part || i == 3)) {
 566                                 emit_instr(ctx, dsll_safe, dst, dst, needed_shift);
 567                                 needed_shift = 0;
 568                         }
 569                         if (part) {
 570                                 if (i == 0 || (!seen_part && i < 3 && part < 0x8000)) {
 571                                         emit_instr(ctx, lui, dst, (s32)(s16)part);
 572                                         needed_shift = -16;
 573                                 } else {
 574                                         emit_instr(ctx, ori, dst,
 575                                                    seen_part ? dst : MIPS_R_ZERO,
 576                                                    (unsigned int)part);
 577                                 }
 578                                 seen_part = true;
 579                         }
 580                         if (seen_part)
 581                                 needed_shift += 16;
 582                 }
 583         }
 584 }
 585
 586 static int emit_bpf_tail_call(struct jit_ctx *ctx, int this_idx)
 587 {
 588         int off, b_off;
 589         int tcc_reg;
 590
 591         ctx->flags |= EBPF_SEEN_TC;
 592         /*
 593          * if (index >= array->map.max_entries)
 594          *     goto out;
 595          */
 596         off = offsetof(struct bpf_array, map.max_entries);
 597         emit_instr(ctx, lwu, MIPS_R_T5, off, MIPS_R_A1);
 598         emit_instr(ctx, sltu, MIPS_R_AT, MIPS_R_T5, MIPS_R_A2);
 599         b_off = b_imm(this_idx + 1, ctx);
 600         emit_instr(ctx, bne, MIPS_R_AT, MIPS_R_ZERO, b_off);
 601         /*
 602          * if (TCC-- < 0)
 603          *     goto out;
 604          */
 605         /* Delay slot */
 606         tcc_reg = (ctx->flags & EBPF_TCC_IN_V1) ? MIPS_R_V1 : MIPS_R_S4;
 607         emit_instr(ctx, daddiu, MIPS_R_T5, tcc_reg, -1);
 608         b_off = b_imm(this_idx + 1, ctx);
 609         emit_instr(ctx, bltz, tcc_reg, b_off);
 610         /*
 611          * prog = array->ptrs[index];
 612          * if (prog == NULL)
 613          *     goto out;
 614          */
 615         /* Delay slot */
 616         emit_instr(ctx, dsll, MIPS_R_T8, MIPS_R_A2, 3);
 617         emit_instr(ctx, daddu, MIPS_R_T8, MIPS_R_T8, MIPS_R_A1);
 618         off = offsetof(struct bpf_array, ptrs);
 619         emit_instr(ctx, ld, MIPS_R_AT, off, MIPS_R_T8);
 620         b_off = b_imm(this_idx + 1, ctx);
 621         emit_instr(ctx, beq, MIPS_R_AT, MIPS_R_ZERO, b_off);
 622         /* Delay slot */
 623         emit_instr(ctx, nop);
 624
 625         /* goto *(prog->bpf_func + 4); */
 626         off = offsetof(struct bpf_prog, bpf_func);
 627         emit_instr(ctx, ld, MIPS_R_T9, off, MIPS_R_AT);
 628         /* All systems are go... propagate TCC */
 629         emit_instr(ctx, daddu, MIPS_R_V1, MIPS_R_T5, MIPS_R_ZERO);
 630         /* Skip first instruction (TCC initialization) */
 631         emit_instr(ctx, daddiu, MIPS_R_T9, MIPS_R_T9, 4);
 632         return build_int_epilogue(ctx, MIPS_R_T9);
 633 }
 634
 635 static bool is_bad_offset(int b_off)
 636 {
 637         return b_off > 0x1ffff || b_off < -0x20000;
 638 }
 639
 640 /* Returns the number of insn slots consumed. */
 641 static int build_one_insn(const struct bpf_insn *insn, struct jit_ctx *ctx,
 642                           int this_idx, int exit_idx)
 643 {
 644         int src, dst, r, td, ts, mem_off, b_off;
 645         bool need_swap, did_move, cmp_eq;
 646         unsigned int target = 0;
 647         u64 t64;
 648         s64 t64s;
 649         int bpf_op = BPF_OP(insn->code);
 650
 651         switch (insn->code) {
 652         case BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_K: /* ALU64_IMM */
 653         case BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_K: /* ALU64_IMM */
 654         case BPF_ALU64 | BPF_OR | BPF_K: /* ALU64_IMM */
 655         case BPF_ALU64 | BPF_AND | BPF_K: /* ALU64_IMM */
 656         case BPF_ALU64 | BPF_LSH | BPF_K: /* ALU64_IMM */
 657         case BPF_ALU64 | BPF_RSH | BPF_K: /* ALU64_IMM */
 658         case BPF_ALU64 | BPF_XOR | BPF_K: /* ALU64_IMM */
 659         case BPF_ALU64 | BPF_ARSH | BPF_K: /* ALU64_IMM */
 660         case BPF_ALU64 | BPF_MOV | BPF_K: /* ALU64_IMM */
 661         case BPF_ALU | BPF_MOV | BPF_K: /* ALU32_IMM */
 662         case BPF_ALU | BPF_ADD | BPF_K: /* ALU32_IMM */
 663         case BPF_ALU | BPF_SUB | BPF_K: /* ALU32_IMM */
 664         case BPF_ALU | BPF_OR | BPF_K: /* ALU64_IMM */
 665         case BPF_ALU | BPF_AND | BPF_K: /* ALU64_IMM */
 666         case BPF_ALU | BPF_LSH | BPF_K: /* ALU64_IMM */
 667         case BPF_ALU | BPF_RSH | BPF_K: /* ALU64_IMM */
 668         case BPF_ALU | BPF_XOR | BPF_K: /* ALU64_IMM */
 669         case BPF_ALU | BPF_ARSH | BPF_K: /* ALU64_IMM */
 670                 r = gen_imm_insn(insn, ctx, this_idx);
 671                 if (r < 0)
 672                         return r;
 673                 break;
 674         case BPF_ALU64 | BPF_MUL | BPF_K: /* ALU64_IMM */
 675                 dst = ebpf_to_mips_reg(ctx, insn, dst_reg);
 676                 if (dst < 0)
 677                         return dst;
 678                 if (get_reg_val_type(ctx, this_idx, insn->dst_reg) == REG_32BIT)
 679                         emit_instr(ctx, dinsu, dst, MIPS_R_ZERO, 32, 32);
 680                 if (insn->imm == 1) /* Mult by 1 is a nop */
 681                         break;
 682                 gen_imm_to_reg(insn, MIPS_R_AT, ctx);
 683                 emit_instr(ctx, dmultu, MIPS_R_AT, dst);
 684                 emit_instr(ctx, mflo, dst);
 685                 break;
 686         case BPF_ALU64 | BPF_NEG | BPF_K: /* ALU64_IMM */
 687                 dst = ebpf_to_mips_reg(ctx, insn, dst_reg);
 688                 if (dst < 0)
 689                         return dst;
 690                 if (get_reg_val_type(ctx, this_idx, insn->dst_reg) == REG_32BIT)
 691                         emit_instr(ctx, dinsu, dst, MIPS_R_ZERO, 32, 32);
 692                 emit_instr(ctx, dsubu, dst, MIPS_R_ZERO, dst);
 693                 break;
 694         case BPF_ALU | BPF_MUL | BPF_K: /* ALU_IMM */
 695                 dst = ebpf_to_mips_reg(ctx, insn, dst_reg);
 696                 if (dst < 0)
 697                         return dst;
 698                 td = get_reg_val_type(ctx, this_idx, insn->dst_reg);
 699                 if (td == REG_64BIT || td == REG_32BIT_ZERO_EX) {
 700                         /* sign extend */
 701                         emit_instr(ctx, sll, dst, dst, 0);
 702                 }
 703                 if (insn->imm == 1) /* Mult by 1 is a nop */
 704                         break;
 705                 gen_imm_to_reg(insn, MIPS_R_AT, ctx);
 706                 emit_instr(ctx, multu, dst, MIPS_R_AT);
 707                 emit_instr(ctx, mflo, dst);
 708                 break;
 709         case BPF_ALU | BPF_NEG | BPF_K: /* ALU_IMM */
 710                 dst = ebpf_to_mips_reg(ctx, insn, dst_reg);
 711                 if (dst < 0)
 712                         return dst;
 713                 td = get_reg_val_type(ctx, this_idx, insn->dst_reg);
 714                 if (td == REG_64BIT || td == REG_32BIT_ZERO_EX) {
 715                         /* sign extend */
 716                         emit_instr(ctx, sll, dst, dst, 0);
 717                 }
 718                 emit_instr(ctx, subu, dst, MIPS_R_ZERO, dst);
 719                 break;
 720         case BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_K: /* ALU_IMM */
 721         case BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_K: /* ALU_IMM */
 722                 if (insn->imm == 0)
 723                         return -EINVAL;
 724                 dst = ebpf_to_mips_reg(ctx, insn, dst_reg);
 725                 if (dst < 0)
 726                         return dst;
 727                 td = get_reg_val_type(ctx, this_idx, insn->dst_reg);
 728                 if (td == REG_64BIT || td == REG_32BIT_ZERO_EX)
 729                         /* sign extend */
 730                         emit_instr(ctx, sll, dst, dst, 0);
 731                 if (insn->imm == 1) {
 732                         /* div by 1 is a nop, mod by 1 is zero */
 733                         if (bpf_op == BPF_MOD)
 734                                 emit_instr(ctx, addu, dst, MIPS_R_ZERO, MIPS_R_ZERO);
 735                         break;
 736                 }
 737                 gen_imm_to_reg(insn, MIPS_R_AT, ctx);
 738                 emit_instr(ctx, divu, dst, MIPS_R_AT);
 739                 if (bpf_op == BPF_DIV)
 740                         emit_instr(ctx, mflo, dst);
 741                 else
 742                         emit_instr(ctx, mfhi, dst);
 743                 break;
 744         case BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_K: /* ALU_IMM */
 745         case BPF_ALU64 | BPF_MOD | BPF_K: /* ALU_IMM */
 746                 if (insn->imm == 0)
 747                         return -EINVAL;
 748                 dst = ebpf_to_mips_reg(ctx, insn, dst_reg);
 749                 if (dst < 0)
 750                         return dst;
 751                 if (get_reg_val_type(ctx, this_idx, insn->dst_reg) == REG_32BIT)
 752                         emit_instr(ctx, dinsu, dst, MIPS_R_ZERO, 32, 32);
 753                 if (insn->imm == 1) {
 754                         /* div by 1 is a nop, mod by 1 is zero */
 755                         if (bpf_op == BPF_MOD)
 756                                 emit_instr(ctx, addu, dst, MIPS_R_ZERO, MIPS_R_ZERO);
 757                         break;
 758                 }
 759                 gen_imm_to_reg(insn, MIPS_R_AT, ctx);
 760                 emit_instr(ctx, ddivu, dst, MIPS_R_AT);
 761                 if (bpf_op == BPF_DIV)
 762                         emit_instr(ctx, mflo, dst);
 763                 else
 764                         emit_instr(ctx, mfhi, dst);
 765                 break;
 766         case BPF_ALU64 | BPF_MOV | BPF_X: /* ALU64_REG */
 767         case BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X: /* ALU64_REG */
 768         case BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X: /* ALU64_REG */
 769         case BPF_ALU64 | BPF_XOR | BPF_X: /* ALU64_REG */
 770         case BPF_ALU64 | BPF_OR | BPF_X: /* ALU64_REG */
 771         case BPF_ALU64 | BPF_AND | BPF_X: /* ALU64_REG */
 772         case BPF_ALU64 | BPF_MUL | BPF_X: /* ALU64_REG */
 773         case BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_X: /* ALU64_REG */
 774         case BPF_ALU64 | BPF_MOD | BPF_X: /* ALU64_REG */
 775         case BPF_ALU64 | BPF_LSH | BPF_X: /* ALU64_REG */
 776         case BPF_ALU64 | BPF_RSH | BPF_X: /* ALU64_REG */
 777         case BPF_ALU64 | BPF_ARSH | BPF_X: /* ALU64_REG */
 778                 src = ebpf_to_mips_reg(ctx, insn, src_reg);
 779                 dst = ebpf_to_mips_reg(ctx, insn, dst_reg);
 780                 if (src < 0 || dst < 0)
 781                         return -EINVAL;
 782                 if (get_reg_val_type(ctx, this_idx, insn->dst_reg) == REG_32BIT)
 783                         emit_instr(ctx, dinsu, dst, MIPS_R_ZERO, 32, 32);
 784                 did_move = false;
 785                 if (insn->src_reg == BPF_REG_10) {
 786                         if (bpf_op == BPF_MOV) {
 787                                 emit_instr(ctx, daddiu, dst, MIPS_R_SP, MAX_BPF_STACK);
 788                                 did_move = true;
 789                         } else {
 790                                 emit_instr(ctx, daddiu, MIPS_R_AT, MIPS_R_SP, MAX_BPF_STACK);
 791                                 src = MIPS_R_AT;
 792                         }
 793                 } else if (get_reg_val_type(ctx, this_idx, insn->src_reg) == REG_32BIT) {
 794                         int tmp_reg = MIPS_R_AT;
 795
 796                         if (bpf_op == BPF_MOV) {
 797                                 tmp_reg = dst;
 798                                 did_move = true;
 799                         }
 800                         emit_instr(ctx, daddu, tmp_reg, src, MIPS_R_ZERO);
 801                         emit_instr(ctx, dinsu, tmp_reg, MIPS_R_ZERO, 32, 32);
 802                         src = MIPS_R_AT;
 803                 }
 804                 switch (bpf_op) {
 805                 case BPF_MOV:
 806                         if (!did_move)
 807                                 emit_instr(ctx, daddu, dst, src, MIPS_R_ZERO);
 808                         break;
 809                 case BPF_ADD:
 810                         emit_instr(ctx, daddu, dst, dst, src);
 811                         break;
 812                 case BPF_SUB:
 813                         emit_instr(ctx, dsubu, dst, dst, src);
 814                         break;
 815                 case BPF_XOR:
 816                         emit_instr(ctx, xor, dst, dst, src);
 817                         break;
 818                 case BPF_OR:
 819                         emit_instr(ctx, or, dst, dst, src);
 820                         break;
 821                 case BPF_AND:
 822                         emit_instr(ctx, and, dst, dst, src);
 823                         break;
 824                 case BPF_MUL:
 825                         emit_instr(ctx, dmultu, dst, src);
 826                         emit_instr(ctx, mflo, dst);
 827                         break;
 828                 case BPF_DIV:
 829                 case BPF_MOD:
 830                         emit_instr(ctx, ddivu, dst, src);
 831                         if (bpf_op == BPF_DIV)
 832                                 emit_instr(ctx, mflo, dst);
 833                         else
 834                                 emit_instr(ctx, mfhi, dst);
 835                         break;
 836                 case BPF_LSH:
 837                         emit_instr(ctx, dsllv, dst, dst, src);
 838                         break;
 839                 case BPF_RSH:
 840                         emit_instr(ctx, dsrlv, dst, dst, src);
 841                         break;
 842                 case BPF_ARSH:
 843                         emit_instr(ctx, dsrav, dst, dst, src);
 844                         break;
 845                 default:
 846                         pr_err("ALU64_REG NOT HANDLED\n");
 847                         return -EINVAL;
 848                 }
 849                 break;
 850         case BPF_ALU | BPF_MOV | BPF_X: /* ALU_REG */
 851         case BPF_ALU | BPF_ADD | BPF_X: /* ALU_REG */
 852         case BPF_ALU | BPF_SUB | BPF_X: /* ALU_REG */
 853         case BPF_ALU | BPF_XOR | BPF_X: /* ALU_REG */
 854         case BPF_ALU | BPF_OR | BPF_X: /* ALU_REG */
 855         case BPF_ALU | BPF_AND | BPF_X: /* ALU_REG */
 856         case BPF_ALU | BPF_MUL | BPF_X: /* ALU_REG */
 857         case BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_X: /* ALU_REG */
 858         case BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_X: /* ALU_REG */
 859         case BPF_ALU | BPF_LSH | BPF_X: /* ALU_REG */
 860         case BPF_ALU | BPF_RSH | BPF_X: /* ALU_REG */
 861                 src = ebpf_to_mips_reg(ctx, insn, src_reg_no_fp);
 862                 dst = ebpf_to_mips_reg(ctx, insn, dst_reg);
 863                 if (src < 0 || dst < 0)
 864                         return -EINVAL;
 865                 td = get_reg_val_type(ctx, this_idx, insn->dst_reg);
 866                 if (td == REG_64BIT || td == REG_32BIT_ZERO_EX) {
 867                         /* sign extend */
 868                         emit_instr(ctx, sll, dst, dst, 0);
 869                 }
 870                 did_move = false;
 871                 ts = get_reg_val_type(ctx, this_idx, insn->src_reg);
 872                 if (ts == REG_64BIT || ts == REG_32BIT_ZERO_EX) {
 873                         int tmp_reg = MIPS_R_AT;
 874
 875                         if (bpf_op == BPF_MOV) {
 876                                 tmp_reg = dst;
 877                                 did_move = true;
 878                         }
 879                         /* sign extend */
 880                         emit_instr(ctx, sll, tmp_reg, src, 0);
 881                         src = MIPS_R_AT;
 882                 }
 883                 switch (bpf_op) {
 884                 case BPF_MOV:
 885                         if (!did_move)
 886                                 emit_instr(ctx, addu, dst, src, MIPS_R_ZERO);
 887                         break;
 888                 case BPF_ADD:
 889                         emit_instr(ctx, addu, dst, dst, src);
 890                         break;
 891                 case BPF_SUB:
 892                         emit_instr(ctx, subu, dst, dst, src);
 893                         break;
 894                 case BPF_XOR:
 895                         emit_instr(ctx, xor, dst, dst, src);
 896                         break;
 897                 case BPF_OR:
 898                         emit_instr(ctx, or, dst, dst, src);
 899                         break;
 900                 case BPF_AND:
 901                         emit_instr(ctx, and, dst, dst, src);
 902                         break;
 903                 case BPF_MUL:
 904                         emit_instr(ctx, mul, dst, dst, src);
 905                         break;
 906                 case BPF_DIV:
 907                 case BPF_MOD:
 908                         emit_instr(ctx, divu, dst, src);
 909                         if (bpf_op == BPF_DIV)
 910                                 emit_instr(ctx, mflo, dst);
 911                         else
 912                                 emit_instr(ctx, mfhi, dst);
 913                         break;
 914                 case BPF_LSH:
 915                         emit_instr(ctx, sllv, dst, dst, src);
 916                         break;
 917                 case BPF_RSH:
 918                         emit_instr(ctx, srlv, dst, dst, src);
 919                         break;
 920                 default:
 921                         pr_err("ALU_REG NOT HANDLED\n");
 922                         return -EINVAL;
 923                 }
 924                 break;
 925         case BPF_JMP | BPF_EXIT:
 926                 if (this_idx + 1 < exit_idx) {
 927                         b_off = b_imm(exit_idx, ctx);
 928                         if (is_bad_offset(b_off))
 929                                 return -E2BIG;
 930                         emit_instr(ctx, beq, MIPS_R_ZERO, MIPS_R_ZERO, b_off);
 931                         emit_instr(ctx, nop);
 932                 }
 933                 break;
 934         case BPF_JMP | BPF_JEQ | BPF_K: /* JMP_IMM */
 935         case BPF_JMP | BPF_JNE | BPF_K: /* JMP_IMM */
 936                 cmp_eq = (bpf_op == BPF_JEQ);
 937                 dst = ebpf_to_mips_reg(ctx, insn, dst_reg_fp_ok);
 938                 if (dst < 0)
 939                         return dst;
 940                 if (insn->imm == 0) {
 941                         src = MIPS_R_ZERO;
 942                 } else {
 943                         gen_imm_to_reg(insn, MIPS_R_AT, ctx);
 944                         src = MIPS_R_AT;
 945                 }
 946                 goto jeq_common;
 947         case BPF_JMP | BPF_JEQ | BPF_X: /* JMP_REG */
 948         case BPF_JMP | BPF_JNE | BPF_X:
 949         case BPF_JMP | BPF_JSLT | BPF_X:
 950         case BPF_JMP | BPF_JSLE | BPF_X:
 951         case BPF_JMP | BPF_JSGT | BPF_X:
 952         case BPF_JMP | BPF_JSGE | BPF_X:
 953         case BPF_JMP | BPF_JLT | BPF_X:
 954         case BPF_JMP | BPF_JLE | BPF_X:
 955         case BPF_JMP | BPF_JGT | BPF_X:
 956         case BPF_JMP | BPF_JGE | BPF_X:
 957         case BPF_JMP | BPF_JSET | BPF_X:
 958                 src = ebpf_to_mips_reg(ctx, insn, src_reg_no_fp);
 959                 dst = ebpf_to_mips_reg(ctx, insn, dst_reg);
 960                 if (src < 0 || dst < 0)
 961                         return -EINVAL;
 962                 td = get_reg_val_type(ctx, this_idx, insn->dst_reg);
 963                 ts = get_reg_val_type(ctx, this_idx, insn->src_reg);
 964                 if (td == REG_32BIT && ts != REG_32BIT) {
 965                         emit_instr(ctx, sll, MIPS_R_AT, src, 0);
 966                         src = MIPS_R_AT;
 967                 } else if (ts == REG_32BIT && td != REG_32BIT) {
 968                         emit_instr(ctx, sll, MIPS_R_AT, dst, 0);
 969                         dst = MIPS_R_AT;
 970                 }
 971                 if (bpf_op == BPF_JSET) {
 972                         emit_instr(ctx, and, MIPS_R_AT, dst, src);
 973                         cmp_eq = false;
 974                         dst = MIPS_R_AT;
 975                         src = MIPS_R_ZERO;
 976                 } else if (bpf_op == BPF_JSGT || bpf_op == BPF_JSLE) {
 977                         emit_instr(ctx, dsubu, MIPS_R_AT, dst, src);
 978                         if ((insn + 1)->code == (BPF_JMP | BPF_EXIT) && insn->off == 1) {
 979                                 b_off = b_imm(exit_idx, ctx);
 980                                 if (is_bad_offset(b_off))
 981                                         return -E2BIG;
 982                                 if (bpf_op == BPF_JSGT)
 983                                         emit_instr(ctx, blez, MIPS_R_AT, b_off);
 984                                 else
 985                                         emit_instr(ctx, bgtz, MIPS_R_AT, b_off);
 986                                 emit_instr(ctx, nop);
 987                                 return 2; /* We consumed the exit. */
 988                         }
 989                         b_off = b_imm(this_idx + insn->off + 1, ctx);
 990                         if (is_bad_offset(b_off))
 991                                 return -E2BIG;
 992                         if (bpf_op == BPF_JSGT)
 993                                 emit_instr(ctx, bgtz, MIPS_R_AT, b_off);
 994                         else
 995                                 emit_instr(ctx, blez, MIPS_R_AT, b_off);
 996                         emit_instr(ctx, nop);
 997                         break;
 998                 } else if (bpf_op == BPF_JSGE || bpf_op == BPF_JSLT) {
 999                         emit_instr(ctx, slt, MIPS_R_AT, dst, src);
1000                         cmp_eq = bpf_op == BPF_JSGE;
1001                         dst = MIPS_R_AT;
1002                         src = MIPS_R_ZERO;
1003                 } else if (bpf_op == BPF_JGT || bpf_op == BPF_JLE) {
1004                         /* dst or src could be AT */
1005                         emit_instr(ctx, dsubu, MIPS_R_T8, dst, src);
1006                         emit_instr(ctx, sltu, MIPS_R_AT, dst, src);
1007                         /* SP known to be non-zero, movz becomes boolean not */
1008                         emit_instr(ctx, movz, MIPS_R_T9, MIPS_R_SP, MIPS_R_T8);
1009                         emit_instr(ctx, movn, MIPS_R_T9, MIPS_R_ZERO, MIPS_R_T8);
1010                         emit_instr(ctx, or, MIPS_R_AT, MIPS_R_T9, MIPS_R_AT);
1011                         cmp_eq = bpf_op == BPF_JGT;
1012                         dst = MIPS_R_AT;
1013                         src = MIPS_R_ZERO;
1014                 } else if (bpf_op == BPF_JGE || bpf_op == BPF_JLT) {
1015                         emit_instr(ctx, sltu, MIPS_R_AT, dst, src);
1016                         cmp_eq = bpf_op == BPF_JGE;
1017                         dst = MIPS_R_AT;
1018                         src = MIPS_R_ZERO;
1019                 } else { /* JNE/JEQ case */
1020                         cmp_eq = (bpf_op == BPF_JEQ);
1021                 }
1022 jeq_common:
1023                 /*
1024                  * If the next insn is EXIT and we are jumping arround
1025                  * only it, invert the sense of the compare and
1026                  * conditionally jump to the exit.  Poor man's branch
1027                  * chaining.
1028                  */
1029                 if ((insn + 1)->code == (BPF_JMP | BPF_EXIT) && insn->off == 1) {
1030                         b_off = b_imm(exit_idx, ctx);
1031                         if (is_bad_offset(b_off)) {
1032                                 target = j_target(ctx, exit_idx);
1033                                 if (target == (unsigned int)-1)
1034                                         return -E2BIG;
1035                                 cmp_eq = !cmp_eq;
1036                                 b_off = 4 * 3;
1037                                 if (!(ctx->offsets[this_idx] & OFFSETS_B_CONV)) {
1038                                         ctx->offsets[this_idx] |= OFFSETS_B_CONV;
1039                                         ctx->long_b_conversion = 1;
1040                                 }
1041                         }
1042
1043                         if (cmp_eq)
1044                                 emit_instr(ctx, bne, dst, src, b_off);
1045                         else
1046                                 emit_instr(ctx, beq, dst, src, b_off);
1047                         emit_instr(ctx, nop);
1048                         if (ctx->offsets[this_idx] & OFFSETS_B_CONV) {
1049                                 emit_instr(ctx, j, target);
1050                                 emit_instr(ctx, nop);
1051                         }
1052                         return 2; /* We consumed the exit. */
1053                 }
1054                 b_off = b_imm(this_idx + insn->off + 1, ctx);
1055                 if (is_bad_offset(b_off)) {
1056                         target = j_target(ctx, this_idx + insn->off + 1);
1057                         if (target == (unsigned int)-1)
1058                                 return -E2BIG;
1059                         cmp_eq = !cmp_eq;
1060                         b_off = 4 * 3;
1061                         if (!(ctx->offsets[this_idx] & OFFSETS_B_CONV)) {
1062                                 ctx->offsets[this_idx] |= OFFSETS_B_CONV;
1063                                 ctx->long_b_conversion = 1;
1064                         }
1065                 }
1066
1067                 if (cmp_eq)
1068                         emit_instr(ctx, beq, dst, src, b_off);
1069                 else
1070                         emit_instr(ctx, bne, dst, src, b_off);
1071                 emit_instr(ctx, nop);
1072                 if (ctx->offsets[this_idx] & OFFSETS_B_CONV) {
1073                         emit_instr(ctx, j, target);
1074                         emit_instr(ctx, nop);
1075                 }
1076                 break;
1077         case BPF_JMP | BPF_JSGT | BPF_K: /* JMP_IMM */
1078         case BPF_JMP | BPF_JSGE | BPF_K: /* JMP_IMM */
1079         case BPF_JMP | BPF_JSLT | BPF_K: /* JMP_IMM */
1080         case BPF_JMP | BPF_JSLE | BPF_K: /* JMP_IMM */
1081                 cmp_eq = (bpf_op == BPF_JSGE);
1082                 dst = ebpf_to_mips_reg(ctx, insn, dst_reg_fp_ok);
1083                 if (dst < 0)
1084                         return dst;
1085
1086                 if (insn->imm == 0) {
1087                         if ((insn + 1)->code == (BPF_JMP | BPF_EXIT) && insn->off == 1) {
1088                                 b_off = b_imm(exit_idx, ctx);
1089                                 if (is_bad_offset(b_off))
1090                                         return -E2BIG;
1091                                 switch (bpf_op) {
1092                                 case BPF_JSGT:
1093                                         emit_instr(ctx, blez, dst, b_off);
1094                                         break;
1095                                 case BPF_JSGE:
1096                                         emit_instr(ctx, bltz, dst, b_off);
1097                                         break;
1098                                 case BPF_JSLT:
1099                                         emit_instr(ctx, bgez, dst, b_off);
1100                                         break;
1101                                 case BPF_JSLE:
1102                                         emit_instr(ctx, bgtz, dst, b_off);
1103                                         break;
1104                                 }
1105                                 emit_instr(ctx, nop);
1106                                 return 2; /* We consumed the exit. */
1107                         }
1108                         b_off = b_imm(this_idx + insn->off + 1, ctx);
1109                         if (is_bad_offset(b_off))
1110                                 return -E2BIG;
1111                         switch (bpf_op) {
1112                         case BPF_JSGT:
1113                                 emit_instr(ctx, bgtz, dst, b_off);
1114                                 break;
1115                         case BPF_JSGE:
1116                                 emit_instr(ctx, bgez, dst, b_off);
1117                                 break;
1118                         case BPF_JSLT:
1119                                 emit_instr(ctx, bltz, dst, b_off);
1120                                 break;
1121                         case BPF_JSLE:
1122                                 emit_instr(ctx, blez, dst, b_off);
1123                                 break;
1124                         }
1125                         emit_instr(ctx, nop);
1126                         break;
1127                 }
1128                 /*
1129                  * only "LT" compare available, so we must use imm + 1
1130                  * to generate "GT" and imm -1 to generate LE
1131                  */
1132                 if (bpf_op == BPF_JSGT)
1133                         t64s = insn->imm + 1;
1134                 else if (bpf_op == BPF_JSLE)
1135                         t64s = insn->imm + 1;
1136                 else
1137                         t64s = insn->imm;
1138
1139                 cmp_eq = bpf_op == BPF_JSGT || bpf_op == BPF_JSGE;
1140                 if (t64s >= S16_MIN && t64s <= S16_MAX) {
1141                         emit_instr(ctx, slti, MIPS_R_AT, dst, (int)t64s);
1142                         src = MIPS_R_AT;
1143                         dst = MIPS_R_ZERO;
1144                         goto jeq_common;
1145                 }
1146                 emit_const_to_reg(ctx, MIPS_R_AT, (u64)t64s);
1147                 emit_instr(ctx, slt, MIPS_R_AT, dst, MIPS_R_AT);
1148                 src = MIPS_R_AT;
1149                 dst = MIPS_R_ZERO;
1150                 goto jeq_common;
1151
1152         case BPF_JMP | BPF_JGT | BPF_K:
1153         case BPF_JMP | BPF_JGE | BPF_K:
1154         case BPF_JMP | BPF_JLT | BPF_K:
1155         case BPF_JMP | BPF_JLE | BPF_K:
1156                 cmp_eq = (bpf_op == BPF_JGE);
1157                 dst = ebpf_to_mips_reg(ctx, insn, dst_reg_fp_ok);
1158                 if (dst < 0)
1159                         return dst;
1160                 /*
1161                  * only "LT" compare available, so we must use imm + 1
1162                  * to generate "GT" and imm -1 to generate LE
1163                  */
1164                 if (bpf_op == BPF_JGT)
1165                         t64s = (u64)(u32)(insn->imm) + 1;
1166                 else if (bpf_op == BPF_JLE)
1167                         t64s = (u64)(u32)(insn->imm) + 1;
1168                 else
1169                         t64s = (u64)(u32)(insn->imm);
1170
1171                 cmp_eq = bpf_op == BPF_JGT || bpf_op == BPF_JGE;
1172
1173                 emit_const_to_reg(ctx, MIPS_R_AT, (u64)t64s);
1174                 emit_instr(ctx, sltu, MIPS_R_AT, dst, MIPS_R_AT);
1175                 src = MIPS_R_AT;
1176                 dst = MIPS_R_ZERO;
1177                 goto jeq_common;
1178
1179         case BPF_JMP | BPF_JSET | BPF_K: /* JMP_IMM */
1180                 dst = ebpf_to_mips_reg(ctx, insn, dst_reg_fp_ok);
1181                 if (dst < 0)
1182                         return dst;
1183
1184                 if (ctx->use_bbit_insns && hweight32((u32)insn->imm) == 1) {
1185                         if ((insn + 1)->code == (BPF_JMP | BPF_EXIT) && insn->off == 1) {
1186                                 b_off = b_imm(exit_idx, ctx);
1187                                 if (is_bad_offset(b_off))
1188                                         return -E2BIG;
1189                                 emit_instr(ctx, bbit0, dst, ffs((u32)insn->imm) - 1, b_off);
1190                                 emit_instr(ctx, nop);
1191                                 return 2; /* We consumed the exit. */
1192                         }
1193                         b_off = b_imm(this_idx + insn->off + 1, ctx);
1194                         if (is_bad_offset(b_off))
1195                                 return -E2BIG;
1196                         emit_instr(ctx, bbit1, dst, ffs((u32)insn->imm) - 1, b_off);
1197                         emit_instr(ctx, nop);
1198                         break;
1199                 }
1200                 t64 = (u32)insn->imm;
1201                 emit_const_to_reg(ctx, MIPS_R_AT, t64);
1202                 emit_instr(ctx, and, MIPS_R_AT, dst, MIPS_R_AT);
1203                 src = MIPS_R_AT;
1204                 dst = MIPS_R_ZERO;
1205                 cmp_eq = false;
1206                 goto jeq_common;
1207
1208         case BPF_JMP | BPF_JA:
1209                 /*
1210                  * Prefer relative branch for easier debugging, but
1211                  * fall back if needed.
1212                  */
1213                 b_off = b_imm(this_idx + insn->off + 1, ctx);
1214                 if (is_bad_offset(b_off)) {
1215                         target = j_target(ctx, this_idx + insn->off + 1);
1216                         if (target == (unsigned int)-1)
1217                                 return -E2BIG;
1218                         emit_instr(ctx, j, target);
1219                 } else {
1220                         emit_instr(ctx, b, b_off);
1221                 }
1222                 emit_instr(ctx, nop);
1223                 break;
1224         case BPF_LD | BPF_DW | BPF_IMM:
1225                 if (insn->src_reg != 0)
1226                         return -EINVAL;
1227                 dst = ebpf_to_mips_reg(ctx, insn, dst_reg);
1228                 if (dst < 0)
1229                         return dst;
1230                 t64 = ((u64)(u32)insn->imm) | ((u64)(insn + 1)->imm << 32);
1231                 emit_const_to_reg(ctx, dst, t64);
1232                 return 2; /* Double slot insn */
1233
1234         case BPF_JMP | BPF_CALL:
1235                 ctx->flags |= EBPF_SAVE_RA;
1236                 t64s = (s64)insn->imm + (s64)__bpf_call_base;
1237                 emit_const_to_reg(ctx, MIPS_R_T9, (u64)t64s);
1238                 emit_instr(ctx, jalr, MIPS_R_RA, MIPS_R_T9);
1239                 /* delay slot */
1240                 emit_instr(ctx, nop);
1241                 break;
1242
1243         case BPF_JMP | BPF_TAIL_CALL:
1244                 if (emit_bpf_tail_call(ctx, this_idx))
1245                         return -EINVAL;
1246                 break;
1247
1248         case BPF_ALU | BPF_END | BPF_FROM_BE:
1249         case BPF_ALU | BPF_END | BPF_FROM_LE:
1250                 dst = ebpf_to_mips_reg(ctx, insn, dst_reg);
1251                 if (dst < 0)
1252                         return dst;
1253                 td = get_reg_val_type(ctx, this_idx, insn->dst_reg);
1254                 if (insn->imm == 64 && td == REG_32BIT)
1255                         emit_instr(ctx, dinsu, dst, MIPS_R_ZERO, 32, 32);
1256
1257                 if (insn->imm != 64 &&
1258                     (td == REG_64BIT || td == REG_32BIT_ZERO_EX)) {
1259                         /* sign extend */
1260                         emit_instr(ctx, sll, dst, dst, 0);
1261                 }
1262
1263 #ifdef __BIG_ENDIAN
1264                 need_swap = (BPF_SRC(insn->code) == BPF_FROM_LE);
1265 #else
1266                 need_swap = (BPF_SRC(insn->code) == BPF_FROM_BE);
1267 #endif
1268                 if (insn->imm == 16) {
1269                         if (need_swap)
1270                                 emit_instr(ctx, wsbh, dst, dst);
1271                         emit_instr(ctx, andi, dst, dst, 0xffff);
1272                 } else if (insn->imm == 32) {
1273                         if (need_swap) {
1274                                 emit_instr(ctx, wsbh, dst, dst);
1275                                 emit_instr(ctx, rotr, dst, dst, 16);
1276                         }
1277                 } else { /* 64-bit*/
1278                         if (need_swap) {
1279                                 emit_instr(ctx, dsbh, dst, dst);
1280                                 emit_instr(ctx, dshd, dst, dst);
1281                         }
1282                 }
1283                 break;
1284
1285         case BPF_ST | BPF_B | BPF_MEM:
1286         case BPF_ST | BPF_H | BPF_MEM:
1287         case BPF_ST | BPF_W | BPF_MEM:
1288         case BPF_ST | BPF_DW | BPF_MEM:
1289                 if (insn->dst_reg == BPF_REG_10) {
1290                         ctx->flags |= EBPF_SEEN_FP;
1291                         dst = MIPS_R_SP;
1292                         mem_off = insn->off + MAX_BPF_STACK;
1293                 } else {
1294                         dst = ebpf_to_mips_reg(ctx, insn, dst_reg);
1295                         if (dst < 0)
1296                                 return dst;
1297                         mem_off = insn->off;
1298                 }
1299                 gen_imm_to_reg(insn, MIPS_R_AT, ctx);
1300                 switch (BPF_SIZE(insn->code)) {
1301                 case BPF_B:
1302                         emit_instr(ctx, sb, MIPS_R_AT, mem_off, dst);
1303                         break;
1304                 case BPF_H:
1305                         emit_instr(ctx, sh, MIPS_R_AT, mem_off, dst);
1306                         break;
1307                 case BPF_W:
1308                         emit_instr(ctx, sw, MIPS_R_AT, mem_off, dst);
1309                         break;
1310                 case BPF_DW:
1311                         emit_instr(ctx, sd, MIPS_R_AT, mem_off, dst);
1312                         break;
1313                 }
1314                 break;
1315
1316         case BPF_LDX | BPF_B | BPF_MEM:
1317         case BPF_LDX | BPF_H | BPF_MEM:
1318         case BPF_LDX | BPF_W | BPF_MEM:
1319         case BPF_LDX | BPF_DW | BPF_MEM:
1320                 if (insn->src_reg == BPF_REG_10) {
1321                         ctx->flags |= EBPF_SEEN_FP;
1322                         src = MIPS_R_SP;
1323                         mem_off = insn->off + MAX_BPF_STACK;
1324                 } else {
1325                         src = ebpf_to_mips_reg(ctx, insn, src_reg_no_fp);
1326                         if (src < 0)
1327                                 return src;
1328                         mem_off = insn->off;
1329                 }
1330                 dst = ebpf_to_mips_reg(ctx, insn, dst_reg);
1331                 if (dst < 0)
1332                         return dst;
1333                 switch (BPF_SIZE(insn->code)) {
1334                 case BPF_B:
1335                         emit_instr(ctx, lbu, dst, mem_off, src);
1336                         break;
1337                 case BPF_H:
1338                         emit_instr(ctx, lhu, dst, mem_off, src);
1339                         break;
1340                 case BPF_W:
1341                         emit_instr(ctx, lw, dst, mem_off, src);
1342                         break;
1343                 case BPF_DW:
1344                         emit_instr(ctx, ld, dst, mem_off, src);
1345                         break;
1346                 }
1347                 break;
1348
1349         case BPF_STX | BPF_B | BPF_MEM:
1350         case BPF_STX | BPF_H | BPF_MEM:
1351         case BPF_STX | BPF_W | BPF_MEM:
1352         case BPF_STX | BPF_DW | BPF_MEM:
1353         case BPF_STX | BPF_W | BPF_XADD:
1354         case BPF_STX | BPF_DW | BPF_XADD:
1355                 if (insn->dst_reg == BPF_REG_10) {
1356                         ctx->flags |= EBPF_SEEN_FP;
1357                         dst = MIPS_R_SP;
1358                         mem_off = insn->off + MAX_BPF_STACK;
1359                 } else {
1360                         dst = ebpf_to_mips_reg(ctx, insn, dst_reg);
1361                         if (dst < 0)
1362                                 return dst;
1363                         mem_off = insn->off;
1364                 }
1365                 src = ebpf_to_mips_reg(ctx, insn, src_reg_no_fp);
1366                 if (src < 0)
1367                         return src;
1368                 if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_XADD) {
1369                         switch (BPF_SIZE(insn->code)) {
1370                         case BPF_W:
1371                                 if (get_reg_val_type(ctx, this_idx, insn->src_reg) == REG_32BIT) {
1372                                         emit_instr(ctx, sll, MIPS_R_AT, src, 0);
1373                                         src = MIPS_R_AT;
1374                                 }
1375                                 emit_instr(ctx, ll, MIPS_R_T8, mem_off, dst);
1376                                 emit_instr(ctx, addu, MIPS_R_T8, MIPS_R_T8, src);
1377                                 emit_instr(ctx, sc, MIPS_R_T8, mem_off, dst);
1378                                 /*
1379                                  * On failure back up to LL (-4
1380                                  * instructions of 4 bytes each
1381                                  */
1382                                 emit_instr(ctx, beq, MIPS_R_T8, MIPS_R_ZERO, -4 * 4);
1383                                 emit_instr(ctx, nop);
1384                                 break;
1385                         case BPF_DW:
1386                                 if (get_reg_val_type(ctx, this_idx, insn->src_reg) == REG_32BIT) {
1387                                         emit_instr(ctx, daddu, MIPS_R_AT, src, MIPS_R_ZERO);
1388                                         emit_instr(ctx, dinsu, MIPS_R_AT, MIPS_R_ZERO, 32, 32);
1389                                         src = MIPS_R_AT;
1390                                 }
1391                                 emit_instr(ctx, lld, MIPS_R_T8, mem_off, dst);
1392                                 emit_instr(ctx, daddu, MIPS_R_T8, MIPS_R_T8, src);
1393                                 emit_instr(ctx, scd, MIPS_R_T8, mem_off, dst);
1394                                 emit_instr(ctx, beq, MIPS_R_T8, MIPS_R_ZERO, -4 * 4);
1395                                 emit_instr(ctx, nop);
1396                                 break;
1397                         }
1398                 } else { /* BPF_MEM */
1399                         switch (BPF_SIZE(insn->code)) {
1400                         case BPF_B:
1401                                 emit_instr(ctx, sb, src, mem_off, dst);
1402                                 break;
1403                         case BPF_H:
1404                                 emit_instr(ctx, sh, src, mem_off, dst);
1405                                 break;
1406                         case BPF_W:
1407                                 emit_instr(ctx, sw, src, mem_off, dst);
1408                                 break;
1409                         case BPF_DW:
1410                                 if (get_reg_val_type(ctx, this_idx, insn->src_reg) == REG_32BIT) {
1411                                         emit_instr(ctx, daddu, MIPS_R_AT, src, MIPS_R_ZERO);
1412                                         emit_instr(ctx, dinsu, MIPS_R_AT, MIPS_R_ZERO, 32, 32);
1413                                         src = MIPS_R_AT;
1414                                 }
1415                                 emit_instr(ctx, sd, src, mem_off, dst);
1416                                 break;
1417                         }
1418                 }
1419                 break;
1420
1421         default:
1422                 pr_err("NOT HANDLED %d - (%02x)\n",
1423                        this_idx, (unsigned int)insn->code);
1424                 return -EINVAL;
1425         }
1426         return 1;
1427 }
1428
1429 #define RVT_VISITED_MASK 0xc000000000000000ull
1430 #define RVT_FALL_THROUGH 0x4000000000000000ull
1431 #define RVT_BRANCH_TAKEN 0x8000000000000000ull
1432 #define RVT_DONE (RVT_FALL_THROUGH | RVT_BRANCH_TAKEN)
1433
1434 static int build_int_body(struct jit_ctx *ctx)
1435 {
1436         const struct bpf_prog *prog = ctx->skf;
1437         const struct bpf_insn *insn;
1438         int i, r;
1439
1440         for (i = 0; i < prog->len; ) {
1441                 insn = prog->insnsi + i;
1442                 if ((ctx->reg_val_types[i] & RVT_VISITED_MASK) == 0) {
1443                         /* dead instruction, don't emit it. */
1444                         i++;
1445                         continue;
1446                 }
1447
1448                 if (ctx->target == NULL)
1449                         ctx->offsets[i] = (ctx->offsets[i] & OFFSETS_B_CONV) | (ctx->idx * 4);
1450
1451                 r = build_one_insn(insn, ctx, i, prog->len);
1452                 if (r < 0)
1453                         return r;
1454                 i += r;
1455         }
1456         /* epilogue offset */
1457         if (ctx->target == NULL)
1458                 ctx->offsets[i] = ctx->idx * 4;
1459
1460         /*
1461          * All exits have an offset of the epilogue, some offsets may
1462          * not have been set due to banch-around threading, so set
1463          * them now.
1464          */
1465         if (ctx->target == NULL)
1466                 for (i = 0; i < prog->len; i++) {
1467                         insn = prog->insnsi + i;
1468                         if (insn->code == (BPF_JMP | BPF_EXIT))
1469                                 ctx->offsets[i] = ctx->idx * 4;
1470                 }
1471         return 0;
1472 }
1473
1474 /* return the last idx processed, or negative for error */
1475 static int reg_val_propagate_range(struct jit_ctx *ctx, u64 initial_rvt,
1476                                    int start_idx, bool follow_taken)
1477 {
1478         const struct bpf_prog *prog = ctx->skf;
1479         const struct bpf_insn *insn;
1480         u64 exit_rvt = initial_rvt;
1481         u64 *rvt = ctx->reg_val_types;
1482         int idx;
1483         int reg;
1484
1485         for (idx = start_idx; idx < prog->len; idx++) {
1486                 rvt[idx] = (rvt[idx] & RVT_VISITED_MASK) | exit_rvt;
1487                 insn = prog->insnsi + idx;
1488                 switch (BPF_CLASS(insn->code)) {
1489                 case BPF_ALU:
1490                         switch (BPF_OP(insn->code)) {
1491                         case BPF_ADD:
1492                         case BPF_SUB:
1493                         case BPF_MUL:
1494                         case BPF_DIV:
1495                         case BPF_OR:
1496                         case BPF_AND:
1497                         case BPF_LSH:
1498                         case BPF_RSH:
1499                         case BPF_NEG:
1500                         case BPF_MOD:
1501                         case BPF_XOR:
1502                                 set_reg_val_type(&exit_rvt, insn->dst_reg, REG_32BIT);
1503                                 break;
1504                         case BPF_MOV:
1505                                 if (BPF_SRC(insn->code)) {
1506                                         set_reg_val_type(&exit_rvt, insn->dst_reg, REG_32BIT);
1507                                 } else {
1508                                         /* IMM to REG move*/
1509                                         if (insn->imm >= 0)
1510                                                 set_reg_val_type(&exit_rvt, insn->dst_reg, REG_32BIT_POS);
1511                                         else
1512                                                 set_reg_val_type(&exit_rvt, insn->dst_reg, REG_32BIT);
1513                                 }
1514                                 break;
1515                         case BPF_END:
1516                                 if (insn->imm == 64)
1517                                         set_reg_val_type(&exit_rvt, insn->dst_reg, REG_64BIT);
1518                                 else if (insn->imm == 32)
1519                                         set_reg_val_type(&exit_rvt, insn->dst_reg, REG_32BIT);
1520                                 else /* insn->imm == 16 */
1521                                         set_reg_val_type(&exit_rvt, insn->dst_reg, REG_32BIT_POS);
1522                                 break;
1523                         }
1524                         rvt[idx] |= RVT_DONE;
1525                         break;
1526                 case BPF_ALU64:
1527                         switch (BPF_OP(insn->code)) {
1528                         case BPF_MOV:
1529                                 if (BPF_SRC(insn->code)) {
1530                                         /* REG to REG move*/
1531                                         set_reg_val_type(&exit_rvt, insn->dst_reg, REG_64BIT);
1532                                 } else {
1533                                         /* IMM to REG move*/
1534                                         if (insn->imm >= 0)
1535                                                 set_reg_val_type(&exit_rvt, insn->dst_reg, REG_32BIT_POS);
1536                                         else
1537                                                 set_reg_val_type(&exit_rvt, insn->dst_reg, REG_64BIT_32BIT);
1538                                 }
1539                                 break;
1540                         default:
1541                                 set_reg_val_type(&exit_rvt, insn->dst_reg, REG_64BIT);
1542                         }
1543                         rvt[idx] |= RVT_DONE;
1544                         break;
1545                 case BPF_LD:
1546                         switch (BPF_SIZE(insn->code)) {
1547                         case BPF_DW:
1548                                 if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_IMM) {
1549                                         s64 val;
1550
1551                                         val = (s64)((u32)insn->imm | ((u64)(insn + 1)->imm << 32));
1552                                         if (val > 0 && val <= S32_MAX)
1553                                                 set_reg_val_type(&exit_rvt, insn->dst_reg, REG_32BIT_POS);
1554                                         else if (val >= S32_MIN && val <= S32_MAX)
1555                                                 set_reg_val_type(&exit_rvt, insn->dst_reg, REG_64BIT_32BIT);
1556                                         else
1557                                                 set_reg_val_type(&exit_rvt, insn->dst_reg, REG_64BIT);
1558                                         rvt[idx] |= RVT_DONE;
1559                                         idx++;
1560                                 } else {
1561                                         set_reg_val_type(&exit_rvt, insn->dst_reg, REG_64BIT);
1562                                 }
1563                                 break;
1564                         case BPF_B:
1565                         case BPF_H:
1566                                 set_reg_val_type(&exit_rvt, insn->dst_reg, REG_32BIT_POS);
1567                                 break;
1568                         case BPF_W:
1569                                 if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_IMM)
1570                                         set_reg_val_type(&exit_rvt, insn->dst_reg,
1571                                                          insn->imm >= 0 ? REG_32BIT_POS : REG_32BIT);
1572                                 else
1573                                         set_reg_val_type(&exit_rvt, insn->dst_reg, REG_32BIT);
1574                                 break;
1575                         }
1576                         rvt[idx] |= RVT_DONE;
1577                         break;
1578                 case BPF_LDX:
1579                         switch (BPF_SIZE(insn->code)) {
1580                         case BPF_DW:
1581                                 set_reg_val_type(&exit_rvt, insn->dst_reg, REG_64BIT);
1582                                 break;
1583                         case BPF_B:
1584                         case BPF_H:
1585                                 set_reg_val_type(&exit_rvt, insn->dst_reg, REG_32BIT_POS);
1586                                 break;
1587                         case BPF_W:
1588                                 set_reg_val_type(&exit_rvt, insn->dst_reg, REG_32BIT);
1589                                 break;
1590                         }
1591                         rvt[idx] |= RVT_DONE;
1592                         break;
1593                 case BPF_JMP:
1594                         switch (BPF_OP(insn->code)) {
1595                         case BPF_EXIT:
1596                                 rvt[idx] = RVT_DONE | exit_rvt;
1597                                 rvt[prog->len] = exit_rvt;
1598                                 return idx;
1599                         case BPF_JA:
1600                                 rvt[idx] |= RVT_DONE;
1601                                 idx += insn->off;
1602                                 break;
1603                         case BPF_JEQ:
1604                         case BPF_JGT:
1605                         case BPF_JGE:
1606                         case BPF_JLT:
1607                         case BPF_JLE:
1608                         case BPF_JSET:
1609                         case BPF_JNE:
1610                         case BPF_JSGT:
1611                         case BPF_JSGE:
1612                         case BPF_JSLT:
1613                         case BPF_JSLE:
1614                                 if (follow_taken) {
1615                                         rvt[idx] |= RVT_BRANCH_TAKEN;
1616                                         idx += insn->off;
1617                                         follow_taken = false;
1618                                 } else {
1619                                         rvt[idx] |= RVT_FALL_THROUGH;
1620                                 }
1621                                 break;
1622                         case BPF_CALL:
1623                                 set_reg_val_type(&exit_rvt, BPF_REG_0, REG_64BIT);
1624                                 /* Upon call return, argument registers are clobbered. */
1625                                 for (reg = BPF_REG_0; reg <= BPF_REG_5; reg++)
1626                                         set_reg_val_type(&exit_rvt, reg, REG_64BIT);
1627
1628                                 rvt[idx] |= RVT_DONE;
1629                                 break;
1630                         default:
1631                                 WARN(1, "Unhandled BPF_JMP case.\n");
1632                                 rvt[idx] |= RVT_DONE;
1633                                 break;
1634                         }
1635                         break;
1636                 default:
1637                         rvt[idx] |= RVT_DONE;
1638                         break;
1639                 }
1640         }
1641         return idx;
1642 }
1643
1644 /*
1645  * Track the value range (i.e. 32-bit vs. 64-bit) of each register at
1646  * each eBPF insn.  This allows unneeded sign and zero extension
1647  * operations to be omitted.
1648  *
1649  * Doesn't handle yet confluence of control paths with conflicting
1650  * ranges, but it is good enough for most sane code.
1651  */
1652 static int reg_val_propagate(struct jit_ctx *ctx)
1653 {
1654         const struct bpf_prog *prog = ctx->skf;
1655         u64 exit_rvt;
1656         int reg;
1657         int i;
1658
1659         /*
1660          * 11 registers * 3 bits/reg leaves top bits free for other
1661          * uses.  Bit-62..63 used to see if we have visited an insn.
1662          */
1663         exit_rvt = 0;
1664
1665         /* Upon entry, argument registers are 64-bit. */
1666         for (reg = BPF_REG_1; reg <= BPF_REG_5; reg++)
1667                 set_reg_val_type(&exit_rvt, reg, REG_64BIT);
1668
1669         /*
1670          * First follow all conditional branches on the fall-through
1671          * edge of control flow..
1672          */
1673         reg_val_propagate_range(ctx, exit_rvt, 0, false);
1674 restart_search:
1675         /*
1676          * Then repeatedly find the first conditional branch where
1677          * both edges of control flow have not been taken, and follow
1678          * the branch taken edge.  We will end up restarting the
1679          * search once per conditional branch insn.
1680          */
1681         for (i = 0; i < prog->len; i++) {
1682                 u64 rvt = ctx->reg_val_types[i];
1683
1684                 if ((rvt & RVT_VISITED_MASK) == RVT_DONE ||
1685                     (rvt & RVT_VISITED_MASK) == 0)
1686                         continue;
1687                 if ((rvt & RVT_VISITED_MASK) == RVT_FALL_THROUGH) {
1688                         reg_val_propagate_range(ctx, rvt & ~RVT_VISITED_MASK, i, true);
1689                 } else { /* RVT_BRANCH_TAKEN */
1690                         WARN(1, "Unexpected RVT_BRANCH_TAKEN case.\n");
1691                         reg_val_propagate_range(ctx, rvt & ~RVT_VISITED_MASK, i, false);
1692                 }
1693                 goto restart_search;
1694         }
1695         /*
1696          * Eventually all conditional branches have been followed on
1697          * both branches and we are done.  Any insn that has not been
1698          * visited at this point is dead.
1699          */
1700
1701         return 0;
1702 }
1703
1704 static void jit_fill_hole(void *area, unsigned int size)
1705 {
1706         u32 *p;
1707
1708         /* We are guaranteed to have aligned memory. */
1709         for (p = area; size >= sizeof(u32); size -= sizeof(u32))
1710                 uasm_i_break(&p, BRK_BUG); /* Increments p */
1711 }
1712
1713 struct bpf_prog *bpf_int_jit_compile(struct bpf_prog *prog)
1714 {
1715         struct bpf_prog *orig_prog = prog;
1716         bool tmp_blinded = false;
1717         struct bpf_prog *tmp;
1718         struct bpf_binary_header *header = NULL;
1719         struct jit_ctx ctx;
1720         unsigned int image_size;
1721         u8 *image_ptr;
1722
1723         if (!prog->jit_requested || !cpu_has_mips64r2)
1724                 return prog;
1725
1726         tmp = bpf_jit_blind_constants(prog);
1727         /* If blinding was requested and we failed during blinding,
1728          * we must fall back to the interpreter.
1729          */
1730         if (IS_ERR(tmp))
1731                 return orig_prog;
1732         if (tmp != prog) {
1733                 tmp_blinded = true;
1734                 prog = tmp;
1735         }
1736
1737         memset(&ctx, 0, sizeof(ctx));
1738
1739         preempt_disable();
1740         switch (current_cpu_type()) {
1741         case CPU_CAVIUM_OCTEON:
1742         case CPU_CAVIUM_OCTEON_PLUS:
1743         case CPU_CAVIUM_OCTEON2:
1744         case CPU_CAVIUM_OCTEON3:
1745                 ctx.use_bbit_insns = 1;
1746                 break;
1747         default:
1748                 ctx.use_bbit_insns = 0;
1749         }
1750         preempt_enable();
1751
1752         ctx.offsets = kcalloc(prog->len + 1, sizeof(*ctx.offsets), GFP_KERNEL);
1753         if (ctx.offsets == NULL)
1754                 goto out_err;
1755
1756         ctx.reg_val_types = kcalloc(prog->len + 1, sizeof(*ctx.reg_val_types), GFP_KERNEL);
1757         if (ctx.reg_val_types == NULL)
1758                 goto out_err;
1759
1760         ctx.skf = prog;
1761
1762         if (reg_val_propagate(&ctx))
1763                 goto out_err;
1764
1765         /*
1766          * First pass discovers used resources and instruction offsets
1767          * assuming short branches are used.
1768          */
1769         if (build_int_body(&ctx))
1770                 goto out_err;
1771
1772         /*
1773          * If no calls are made (EBPF_SAVE_RA), then tail call count
1774          * in $v1, else we must save in n$s4.
1775          */
1776         if (ctx.flags & EBPF_SEEN_TC) {
1777                 if (ctx.flags & EBPF_SAVE_RA)
1778                         ctx.flags |= EBPF_SAVE_S4;
1779                 else
1780                         ctx.flags |= EBPF_TCC_IN_V1;
1781         }
1782
1783         /*
1784          * Second pass generates offsets, if any branches are out of
1785          * range a jump-around long sequence is generated, and we have
1786          * to try again from the beginning to generate the new
1787          * offsets.  This is done until no additional conversions are
1788          * necessary.
1789          */
1790         do {
1791                 ctx.idx = 0;
1792                 ctx.gen_b_offsets = 1;
1793                 ctx.long_b_conversion = 0;
1794                 if (gen_int_prologue(&ctx))
1795                         goto out_err;
1796                 if (build_int_body(&ctx))
1797                         goto out_err;
1798                 if (build_int_epilogue(&ctx, MIPS_R_RA))
1799                         goto out_err;
1800         } while (ctx.long_b_conversion);
1801
1802         image_size = 4 * ctx.idx;
1803
1804         header = bpf_jit_binary_alloc(image_size, &image_ptr,
1805                                       sizeof(u32), jit_fill_hole);
1806         if (header == NULL)
1807                 goto out_err;
1808
1809         ctx.target = (u32 *)image_ptr;
1810
1811         /* Third pass generates the code */
1812         ctx.idx = 0;
1813         if (gen_int_prologue(&ctx))
1814                 goto out_err;
1815         if (build_int_body(&ctx))
1816                 goto out_err;
1817         if (build_int_epilogue(&ctx, MIPS_R_RA))
1818                 goto out_err;
1819
1820         /* Update the icache */
1821         flush_icache_range((unsigned long)ctx.target,
1822                            (unsigned long)&ctx.target[ctx.idx]);
1823
1824         if (bpf_jit_enable > 1)
1825                 /* Dump JIT code */
1826                 bpf_jit_dump(prog->len, image_size, 2, ctx.target);
1827
1828         bpf_jit_binary_lock_ro(header);
1829         prog->bpf_func = (void *)ctx.target;
1830         prog->jited = 1;
1831         prog->jited_len = image_size;
1832 out_normal:
1833         if (tmp_blinded)
1834                 bpf_jit_prog_release_other(prog, prog == orig_prog ?
1835                                            tmp : orig_prog);
1836         kfree(ctx.offsets);
1837         kfree(ctx.reg_val_types);
1838
1839         return prog;
1840
1841 out_err:
1842         prog = orig_prog;
1843         if (header)
1844                 bpf_jit_binary_free(header);
1845         goto out_normal;
1846 }