Linux-libre 5.4.47-gnu
[librecmc/linux-libre.git] / tools / testing / selftests / bpf / test_verifier.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  * Testsuite for eBPF verifier
4  *
5  * Copyright (c) 2014 PLUMgrid, http://plumgrid.com
6  * Copyright (c) 2017 Facebook
7  * Copyright (c) 2018 Covalent IO, Inc. http://covalent.io
8  */
9
10 #include <endian.h>
11 #include <asm/types.h>
12 #include <linux/types.h>
13 #include <stdint.h>
14 #include <stdio.h>
15 #include <stdlib.h>
16 #include <unistd.h>
17 #include <errno.h>
18 #include <string.h>
19 #include <stddef.h>
20 #include <stdbool.h>
21 #include <sched.h>
22 #include <limits.h>
23 #include <assert.h>
24
25 #include <sys/capability.h>
26
27 #include <linux/unistd.h>
28 #include <linux/filter.h>
29 #include <linux/bpf_perf_event.h>
30 #include <linux/bpf.h>
31 #include <linux/if_ether.h>
32 #include <linux/btf.h>
33
34 #include <bpf/bpf.h>
35 #include <bpf/libbpf.h>
36
37 #ifdef HAVE_GENHDR
38 # include "autoconf.h"
39 #else
40 # if defined(__i386) || defined(__x86_64) || defined(__s390x__) || defined(__aarch64__)
41 #  define CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS 1
42 # endif
43 #endif
44 #include "bpf_rlimit.h"
45 #include "bpf_rand.h"
46 #include "bpf_util.h"
47 #include "test_btf.h"
48 #include "../../../include/linux/filter.h"
49
50 #define MAX_INSNS       BPF_MAXINSNS
51 #define MAX_TEST_INSNS  1000000
52 #define MAX_FIXUPS      8
53 #define MAX_NR_MAPS     19
54 #define MAX_TEST_RUNS   8
55 #define POINTER_VALUE   0xcafe4all
56 #define TEST_DATA_LEN   64
57
58 #define F_NEEDS_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS      (1 << 0)
59 #define F_LOAD_WITH_STRICT_ALIGNMENT            (1 << 1)
60
61 #define UNPRIV_SYSCTL "kernel/unprivileged_bpf_disabled"
62 static bool unpriv_disabled = false;
63 static int skips;
64 static bool verbose = false;
65
66 struct bpf_test {
67         const char *descr;
68         struct bpf_insn insns[MAX_INSNS];
69         struct bpf_insn *fill_insns;
70         int fixup_map_hash_8b[MAX_FIXUPS];
71         int fixup_map_hash_48b[MAX_FIXUPS];
72         int fixup_map_hash_16b[MAX_FIXUPS];
73         int fixup_map_array_48b[MAX_FIXUPS];
74         int fixup_map_sockmap[MAX_FIXUPS];
75         int fixup_map_sockhash[MAX_FIXUPS];
76         int fixup_map_xskmap[MAX_FIXUPS];
77         int fixup_map_stacktrace[MAX_FIXUPS];
78         int fixup_prog1[MAX_FIXUPS];
79         int fixup_prog2[MAX_FIXUPS];
80         int fixup_map_in_map[MAX_FIXUPS];
81         int fixup_cgroup_storage[MAX_FIXUPS];
82         int fixup_percpu_cgroup_storage[MAX_FIXUPS];
83         int fixup_map_spin_lock[MAX_FIXUPS];
84         int fixup_map_array_ro[MAX_FIXUPS];
85         int fixup_map_array_wo[MAX_FIXUPS];
86         int fixup_map_array_small[MAX_FIXUPS];
87         int fixup_sk_storage_map[MAX_FIXUPS];
88         int fixup_map_event_output[MAX_FIXUPS];
89         const char *errstr;
90         const char *errstr_unpriv;
91         uint32_t insn_processed;
92         int prog_len;
93         enum {
94                 UNDEF,
95                 ACCEPT,
96                 REJECT,
97                 VERBOSE_ACCEPT,
98         } result, result_unpriv;
99         enum bpf_prog_type prog_type;
100         uint8_t flags;
101         void (*fill_helper)(struct bpf_test *self);
102         uint8_t runs;
103 #define bpf_testdata_struct_t                                   \
104         struct {                                                \
105                 uint32_t retval, retval_unpriv;                 \
106                 union {                                         \
107                         __u8 data[TEST_DATA_LEN];               \
108                         __u64 data64[TEST_DATA_LEN / 8];        \
109                 };                                              \
110         }
111         union {
112                 bpf_testdata_struct_t;
113                 bpf_testdata_struct_t retvals[MAX_TEST_RUNS];
114         };
115         enum bpf_attach_type expected_attach_type;
116 };
117
118 /* Note we want this to be 64 bit aligned so that the end of our array is
119  * actually the end of the structure.
120  */
121 #define MAX_ENTRIES 11
122
123 struct test_val {
124         unsigned int index;
125         int foo[MAX_ENTRIES];
126 };
127
128 struct other_val {
129         long long foo;
130         long long bar;
131 };
132
133 static void bpf_fill_ld_abs_vlan_push_pop(struct bpf_test *self)
134 {
135         /* test: {skb->data[0], vlan_push} x 51 + {skb->data[0], vlan_pop} x 51 */
136 #define PUSH_CNT 51
137         /* jump range is limited to 16 bit. PUSH_CNT of ld_abs needs room */
138         unsigned int len = (1 << 15) - PUSH_CNT * 2 * 5 * 6;
139         struct bpf_insn *insn = self->fill_insns;
140         int i = 0, j, k = 0;
141
142         insn[i++] = BPF_MOV64_REG(BPF_REG_6, BPF_REG_1);
143 loop:
144         for (j = 0; j < PUSH_CNT; j++) {
145                 insn[i++] = BPF_LD_ABS(BPF_B, 0);
146                 /* jump to error label */
147                 insn[i] = BPF_JMP32_IMM(BPF_JNE, BPF_REG_0, 0x34, len - i - 3);
148                 i++;
149                 insn[i++] = BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, BPF_REG_6);
150                 insn[i++] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_2, 1);
151                 insn[i++] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_3, 2);
152                 insn[i++] = BPF_RAW_INSN(BPF_JMP | BPF_CALL, 0, 0, 0,
153                                          BPF_FUNC_skb_vlan_push),
154                 insn[i] = BPF_JMP_IMM(BPF_JNE, BPF_REG_0, 0, len - i - 3);
155                 i++;
156         }
157
158         for (j = 0; j < PUSH_CNT; j++) {
159                 insn[i++] = BPF_LD_ABS(BPF_B, 0);
160                 insn[i] = BPF_JMP32_IMM(BPF_JNE, BPF_REG_0, 0x34, len - i - 3);
161                 i++;
162                 insn[i++] = BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, BPF_REG_6);
163                 insn[i++] = BPF_RAW_INSN(BPF_JMP | BPF_CALL, 0, 0, 0,
164                                          BPF_FUNC_skb_vlan_pop),
165                 insn[i] = BPF_JMP_IMM(BPF_JNE, BPF_REG_0, 0, len - i - 3);
166                 i++;
167         }
168         if (++k < 5)
169                 goto loop;
170
171         for (; i < len - 3; i++)
172                 insn[i] = BPF_ALU64_IMM(BPF_MOV, BPF_REG_0, 0xbef);
173         insn[len - 3] = BPF_JMP_A(1);
174         /* error label */
175         insn[len - 2] = BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_0, 0);
176         insn[len - 1] = BPF_EXIT_INSN();
177         self->prog_len = len;
178 }
179
180 static void bpf_fill_jump_around_ld_abs(struct bpf_test *self)
181 {
182         struct bpf_insn *insn = self->fill_insns;
183         /* jump range is limited to 16 bit. every ld_abs is replaced by 6 insns,
184          * but on arches like arm, ppc etc, there will be one BPF_ZEXT inserted
185          * to extend the error value of the inlined ld_abs sequence which then
186          * contains 7 insns. so, set the dividend to 7 so the testcase could
187          * work on all arches.
188          */
189         unsigned int len = (1 << 15) / 7;
190         int i = 0;
191
192         insn[i++] = BPF_MOV64_REG(BPF_REG_6, BPF_REG_1);
193         insn[i++] = BPF_LD_ABS(BPF_B, 0);
194         insn[i] = BPF_JMP_IMM(BPF_JEQ, BPF_REG_0, 10, len - i - 2);
195         i++;
196         while (i < len - 1)
197                 insn[i++] = BPF_LD_ABS(BPF_B, 1);
198         insn[i] = BPF_EXIT_INSN();
199         self->prog_len = i + 1;
200 }
201
202 static void bpf_fill_rand_ld_dw(struct bpf_test *self)
203 {
204         struct bpf_insn *insn = self->fill_insns;
205         uint64_t res = 0;
206         int i = 0;
207
208         insn[i++] = BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_0, 0);
209         while (i < self->retval) {
210                 uint64_t val = bpf_semi_rand_get();
211                 struct bpf_insn tmp[2] = { BPF_LD_IMM64(BPF_REG_1, val) };
212
213                 res ^= val;
214                 insn[i++] = tmp[0];
215                 insn[i++] = tmp[1];
216                 insn[i++] = BPF_ALU64_REG(BPF_XOR, BPF_REG_0, BPF_REG_1);
217         }
218         insn[i++] = BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, BPF_REG_0);
219         insn[i++] = BPF_ALU64_IMM(BPF_RSH, BPF_REG_1, 32);
220         insn[i++] = BPF_ALU64_REG(BPF_XOR, BPF_REG_0, BPF_REG_1);
221         insn[i] = BPF_EXIT_INSN();
222         self->prog_len = i + 1;
223         res ^= (res >> 32);
224         self->retval = (uint32_t)res;
225 }
226
227 #define MAX_JMP_SEQ 8192
228
229 /* test the sequence of 8k jumps */
230 static void bpf_fill_scale1(struct bpf_test *self)
231 {
232         struct bpf_insn *insn = self->fill_insns;
233         int i = 0, k = 0;
234
235         insn[i++] = BPF_MOV64_REG(BPF_REG_6, BPF_REG_1);
236         /* test to check that the long sequence of jumps is acceptable */
237         while (k++ < MAX_JMP_SEQ) {
238                 insn[i++] = BPF_RAW_INSN(BPF_JMP | BPF_CALL, 0, 0, 0,
239                                          BPF_FUNC_get_prandom_u32);
240                 insn[i++] = BPF_JMP_IMM(BPF_JEQ, BPF_REG_0, bpf_semi_rand_get(), 2);
241                 insn[i++] = BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, BPF_REG_10);
242                 insn[i++] = BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_1, BPF_REG_6,
243                                         -8 * (k % 64 + 1));
244         }
245         /* is_state_visited() doesn't allocate state for pruning for every jump.
246          * Hence multiply jmps by 4 to accommodate that heuristic
247          */
248         while (i < MAX_TEST_INSNS - MAX_JMP_SEQ * 4)
249                 insn[i++] = BPF_ALU64_IMM(BPF_MOV, BPF_REG_0, 42);
250         insn[i] = BPF_EXIT_INSN();
251         self->prog_len = i + 1;
252         self->retval = 42;
253 }
254
255 /* test the sequence of 8k jumps in inner most function (function depth 8)*/
256 static void bpf_fill_scale2(struct bpf_test *self)
257 {
258         struct bpf_insn *insn = self->fill_insns;
259         int i = 0, k = 0;
260
261 #define FUNC_NEST 7
262         for (k = 0; k < FUNC_NEST; k++) {
263                 insn[i++] = BPF_CALL_REL(1);
264                 insn[i++] = BPF_EXIT_INSN();
265         }
266         insn[i++] = BPF_MOV64_REG(BPF_REG_6, BPF_REG_1);
267         /* test to check that the long sequence of jumps is acceptable */
268         k = 0;
269         while (k++ < MAX_JMP_SEQ) {
270                 insn[i++] = BPF_RAW_INSN(BPF_JMP | BPF_CALL, 0, 0, 0,
271                                          BPF_FUNC_get_prandom_u32);
272                 insn[i++] = BPF_JMP_IMM(BPF_JEQ, BPF_REG_0, bpf_semi_rand_get(), 2);
273                 insn[i++] = BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, BPF_REG_10);
274                 insn[i++] = BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_1, BPF_REG_6,
275                                         -8 * (k % (64 - 4 * FUNC_NEST) + 1));
276         }
277         while (i < MAX_TEST_INSNS - MAX_JMP_SEQ * 4)
278                 insn[i++] = BPF_ALU64_IMM(BPF_MOV, BPF_REG_0, 42);
279         insn[i] = BPF_EXIT_INSN();
280         self->prog_len = i + 1;
281         self->retval = 42;
282 }
283
284 static void bpf_fill_scale(struct bpf_test *self)
285 {
286         switch (self->retval) {
287         case 1:
288                 return bpf_fill_scale1(self);
289         case 2:
290                 return bpf_fill_scale2(self);
291         default:
292                 self->prog_len = 0;
293                 break;
294         }
295 }
296
297 /* BPF_SK_LOOKUP contains 13 instructions, if you need to fix up maps */
298 #define BPF_SK_LOOKUP(func)                                             \
299         /* struct bpf_sock_tuple tuple = {} */                          \
300         BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_2, 0),                                    \
301         BPF_STX_MEM(BPF_W, BPF_REG_10, BPF_REG_2, -8),                  \
302         BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_10, BPF_REG_2, -16),                \
303         BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_10, BPF_REG_2, -24),                \
304         BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_10, BPF_REG_2, -32),                \
305         BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_10, BPF_REG_2, -40),                \
306         BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_10, BPF_REG_2, -48),                \
307         /* sk = func(ctx, &tuple, sizeof tuple, 0, 0) */                \
308         BPF_MOV64_REG(BPF_REG_2, BPF_REG_10),                           \
309         BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, BPF_REG_2, -48),                         \
310         BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_3, sizeof(struct bpf_sock_tuple)),        \
311         BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_4, 0),                                    \
312         BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_5, 0),                                    \
313         BPF_EMIT_CALL(BPF_FUNC_ ## func)
314
315 /* BPF_DIRECT_PKT_R2 contains 7 instructions, it initializes default return
316  * value into 0 and does necessary preparation for direct packet access
317  * through r2. The allowed access range is 8 bytes.
318  */
319 #define BPF_DIRECT_PKT_R2                                               \
320         BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, 0),                                    \
321         BPF_LDX_MEM(BPF_W, BPF_REG_2, BPF_REG_1,                        \
322                     offsetof(struct __sk_buff, data)),                  \
323         BPF_LDX_MEM(BPF_W, BPF_REG_3, BPF_REG_1,                        \
324                     offsetof(struct __sk_buff, data_end)),              \
325         BPF_MOV64_REG(BPF_REG_4, BPF_REG_2),                            \
326         BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, BPF_REG_4, 8),                           \
327         BPF_JMP_REG(BPF_JLE, BPF_REG_4, BPF_REG_3, 1),                  \
328         BPF_EXIT_INSN()
329
330 /* BPF_RAND_UEXT_R7 contains 4 instructions, it initializes R7 into a random
331  * positive u32, and zero-extend it into 64-bit.
332  */
333 #define BPF_RAND_UEXT_R7                                                \
334         BPF_RAW_INSN(BPF_JMP | BPF_CALL, 0, 0, 0,                       \
335                      BPF_FUNC_get_prandom_u32),                         \
336         BPF_MOV64_REG(BPF_REG_7, BPF_REG_0),                            \
337         BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_7, 33),                          \
338         BPF_ALU64_IMM(BPF_RSH, BPF_REG_7, 33)
339
340 /* BPF_RAND_SEXT_R7 contains 5 instructions, it initializes R7 into a random
341  * negative u32, and sign-extend it into 64-bit.
342  */
343 #define BPF_RAND_SEXT_R7                                                \
344         BPF_RAW_INSN(BPF_JMP | BPF_CALL, 0, 0, 0,                       \
345                      BPF_FUNC_get_prandom_u32),                         \
346         BPF_MOV64_REG(BPF_REG_7, BPF_REG_0),                            \
347         BPF_ALU64_IMM(BPF_OR, BPF_REG_7, 0x80000000),                   \
348         BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_7, 32),                          \
349         BPF_ALU64_IMM(BPF_ARSH, BPF_REG_7, 32)
350
351 static struct bpf_test tests[] = {
352 #define FILL_ARRAY
353 #include <verifier/tests.h>
354 #undef FILL_ARRAY
355 };
356
357 static int probe_filter_length(const struct bpf_insn *fp)
358 {
359         int len;
360
361         for (len = MAX_INSNS - 1; len > 0; --len)
362                 if (fp[len].code != 0 || fp[len].imm != 0)
363                         break;
364         return len + 1;
365 }
366
367 static bool skip_unsupported_map(enum bpf_map_type map_type)
368 {
369         if (!bpf_probe_map_type(map_type, 0)) {
370                 printf("SKIP (unsupported map type %d)\n", map_type);
371                 skips++;
372                 return true;
373         }
374         return false;
375 }
376
377 static int __create_map(uint32_t type, uint32_t size_key,
378                         uint32_t size_value, uint32_t max_elem,
379                         uint32_t extra_flags)
380 {
381         int fd;
382
383         fd = bpf_create_map(type, size_key, size_value, max_elem,
384                             (type == BPF_MAP_TYPE_HASH ?
385                              BPF_F_NO_PREALLOC : 0) | extra_flags);
386         if (fd < 0) {
387                 if (skip_unsupported_map(type))
388                         return -1;
389                 printf("Failed to create hash map '%s'!\n", strerror(errno));
390         }
391
392         return fd;
393 }
394
395 static int create_map(uint32_t type, uint32_t size_key,
396                       uint32_t size_value, uint32_t max_elem)
397 {
398         return __create_map(type, size_key, size_value, max_elem, 0);
399 }
400
401 static void update_map(int fd, int index)
402 {
403         struct test_val value = {
404                 .index = (6 + 1) * sizeof(int),
405                 .foo[6] = 0xabcdef12,
406         };
407
408         assert(!bpf_map_update_elem(fd, &index, &value, 0));
409 }
410
411 static int create_prog_dummy1(enum bpf_prog_type prog_type)
412 {
413         struct bpf_insn prog[] = {
414                 BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, 42),
415                 BPF_EXIT_INSN(),
416         };
417
418         return bpf_load_program(prog_type, prog,
419                                 ARRAY_SIZE(prog), "GPL", 0, NULL, 0);
420 }
421
422 static int create_prog_dummy2(enum bpf_prog_type prog_type, int mfd, int idx)
423 {
424         struct bpf_insn prog[] = {
425                 BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_3, idx),
426                 BPF_LD_MAP_FD(BPF_REG_2, mfd),
427                 BPF_RAW_INSN(BPF_JMP | BPF_CALL, 0, 0, 0,
428                              BPF_FUNC_tail_call),
429                 BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, 41),
430                 BPF_EXIT_INSN(),
431         };
432
433         return bpf_load_program(prog_type, prog,
434                                 ARRAY_SIZE(prog), "GPL", 0, NULL, 0);
435 }
436
437 static int create_prog_array(enum bpf_prog_type prog_type, uint32_t max_elem,
438                              int p1key)
439 {
440         int p2key = 1;
441         int mfd, p1fd, p2fd;
442
443         mfd = bpf_create_map(BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY, sizeof(int),
444                              sizeof(int), max_elem, 0);
445         if (mfd < 0) {
446                 if (skip_unsupported_map(BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY))
447                         return -1;
448                 printf("Failed to create prog array '%s'!\n", strerror(errno));
449                 return -1;
450         }
451
452         p1fd = create_prog_dummy1(prog_type);
453         p2fd = create_prog_dummy2(prog_type, mfd, p2key);
454         if (p1fd < 0 || p2fd < 0)
455                 goto out;
456         if (bpf_map_update_elem(mfd, &p1key, &p1fd, BPF_ANY) < 0)
457                 goto out;
458         if (bpf_map_update_elem(mfd, &p2key, &p2fd, BPF_ANY) < 0)
459                 goto out;
460         close(p2fd);
461         close(p1fd);
462
463         return mfd;
464 out:
465         close(p2fd);
466         close(p1fd);
467         close(mfd);
468         return -1;
469 }
470
471 static int create_map_in_map(void)
472 {
473         int inner_map_fd, outer_map_fd;
474
475         inner_map_fd = bpf_create_map(BPF_MAP_TYPE_ARRAY, sizeof(int),
476                                       sizeof(int), 1, 0);
477         if (inner_map_fd < 0) {
478                 if (skip_unsupported_map(BPF_MAP_TYPE_ARRAY))
479                         return -1;
480                 printf("Failed to create array '%s'!\n", strerror(errno));
481                 return inner_map_fd;
482         }
483
484         outer_map_fd = bpf_create_map_in_map(BPF_MAP_TYPE_ARRAY_OF_MAPS, NULL,
485                                              sizeof(int), inner_map_fd, 1, 0);
486         if (outer_map_fd < 0) {
487                 if (skip_unsupported_map(BPF_MAP_TYPE_ARRAY_OF_MAPS))
488                         return -1;
489                 printf("Failed to create array of maps '%s'!\n",
490                        strerror(errno));
491         }
492
493         close(inner_map_fd);
494
495         return outer_map_fd;
496 }
497
498 static int create_cgroup_storage(bool percpu)
499 {
500         enum bpf_map_type type = percpu ? BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE :
501                 BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE;
502         int fd;
503
504         fd = bpf_create_map(type, sizeof(struct bpf_cgroup_storage_key),
505                             TEST_DATA_LEN, 0, 0);
506         if (fd < 0) {
507                 if (skip_unsupported_map(type))
508                         return -1;
509                 printf("Failed to create cgroup storage '%s'!\n",
510                        strerror(errno));
511         }
512
513         return fd;
514 }
515
516 /* struct bpf_spin_lock {
517  *   int val;
518  * };
519  * struct val {
520  *   int cnt;
521  *   struct bpf_spin_lock l;
522  * };
523  */
524 static const char btf_str_sec[] = "\0bpf_spin_lock\0val\0cnt\0l";
525 static __u32 btf_raw_types[] = {
526         /* int */
527         BTF_TYPE_INT_ENC(0, BTF_INT_SIGNED, 0, 32, 4),  /* [1] */
528         /* struct bpf_spin_lock */                      /* [2] */
529         BTF_TYPE_ENC(1, BTF_INFO_ENC(BTF_KIND_STRUCT, 0, 1), 4),
530         BTF_MEMBER_ENC(15, 1, 0), /* int val; */
531         /* struct val */                                /* [3] */
532         BTF_TYPE_ENC(15, BTF_INFO_ENC(BTF_KIND_STRUCT, 0, 2), 8),
533         BTF_MEMBER_ENC(19, 1, 0), /* int cnt; */
534         BTF_MEMBER_ENC(23, 2, 32),/* struct bpf_spin_lock l; */
535 };
536
537 static int load_btf(void)
538 {
539         struct btf_header hdr = {
540                 .magic = BTF_MAGIC,
541                 .version = BTF_VERSION,
542                 .hdr_len = sizeof(struct btf_header),
543                 .type_len = sizeof(btf_raw_types),
544                 .str_off = sizeof(btf_raw_types),
545                 .str_len = sizeof(btf_str_sec),
546         };
547         void *ptr, *raw_btf;
548         int btf_fd;
549
550         ptr = raw_btf = malloc(sizeof(hdr) + sizeof(btf_raw_types) +
551                                sizeof(btf_str_sec));
552
553         memcpy(ptr, &hdr, sizeof(hdr));
554         ptr += sizeof(hdr);
555         memcpy(ptr, btf_raw_types, hdr.type_len);
556         ptr += hdr.type_len;
557         memcpy(ptr, btf_str_sec, hdr.str_len);
558         ptr += hdr.str_len;
559
560         btf_fd = bpf_load_btf(raw_btf, ptr - raw_btf, 0, 0, 0);
561         free(raw_btf);
562         if (btf_fd < 0)
563                 return -1;
564         return btf_fd;
565 }
566
567 static int create_map_spin_lock(void)
568 {
569         struct bpf_create_map_attr attr = {
570                 .name = "test_map",
571                 .map_type = BPF_MAP_TYPE_ARRAY,
572                 .key_size = 4,
573                 .value_size = 8,
574                 .max_entries = 1,
575                 .btf_key_type_id = 1,
576                 .btf_value_type_id = 3,
577         };
578         int fd, btf_fd;
579
580         btf_fd = load_btf();
581         if (btf_fd < 0)
582                 return -1;
583         attr.btf_fd = btf_fd;
584         fd = bpf_create_map_xattr(&attr);
585         if (fd < 0)
586                 printf("Failed to create map with spin_lock\n");
587         return fd;
588 }
589
590 static int create_sk_storage_map(void)
591 {
592         struct bpf_create_map_attr attr = {
593                 .name = "test_map",
594                 .map_type = BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE,
595                 .key_size = 4,
596                 .value_size = 8,
597                 .max_entries = 0,
598                 .map_flags = BPF_F_NO_PREALLOC,
599                 .btf_key_type_id = 1,
600                 .btf_value_type_id = 3,
601         };
602         int fd, btf_fd;
603
604         btf_fd = load_btf();
605         if (btf_fd < 0)
606                 return -1;
607         attr.btf_fd = btf_fd;
608         fd = bpf_create_map_xattr(&attr);
609         close(attr.btf_fd);
610         if (fd < 0)
611                 printf("Failed to create sk_storage_map\n");
612         return fd;
613 }
614
615 static char bpf_vlog[UINT_MAX >> 8];
616
617 static void do_test_fixup(struct bpf_test *test, enum bpf_prog_type prog_type,
618                           struct bpf_insn *prog, int *map_fds)
619 {
620         int *fixup_map_hash_8b = test->fixup_map_hash_8b;
621         int *fixup_map_hash_48b = test->fixup_map_hash_48b;
622         int *fixup_map_hash_16b = test->fixup_map_hash_16b;
623         int *fixup_map_array_48b = test->fixup_map_array_48b;
624         int *fixup_map_sockmap = test->fixup_map_sockmap;
625         int *fixup_map_sockhash = test->fixup_map_sockhash;
626         int *fixup_map_xskmap = test->fixup_map_xskmap;
627         int *fixup_map_stacktrace = test->fixup_map_stacktrace;
628         int *fixup_prog1 = test->fixup_prog1;
629         int *fixup_prog2 = test->fixup_prog2;
630         int *fixup_map_in_map = test->fixup_map_in_map;
631         int *fixup_cgroup_storage = test->fixup_cgroup_storage;
632         int *fixup_percpu_cgroup_storage = test->fixup_percpu_cgroup_storage;
633         int *fixup_map_spin_lock = test->fixup_map_spin_lock;
634         int *fixup_map_array_ro = test->fixup_map_array_ro;
635         int *fixup_map_array_wo = test->fixup_map_array_wo;
636         int *fixup_map_array_small = test->fixup_map_array_small;
637         int *fixup_sk_storage_map = test->fixup_sk_storage_map;
638         int *fixup_map_event_output = test->fixup_map_event_output;
639
640         if (test->fill_helper) {
641                 test->fill_insns = calloc(MAX_TEST_INSNS, sizeof(struct bpf_insn));
642                 test->fill_helper(test);
643         }
644
645         /* Allocating HTs with 1 elem is fine here, since we only test
646          * for verifier and not do a runtime lookup, so the only thing
647          * that really matters is value size in this case.
648          */
649         if (*fixup_map_hash_8b) {
650                 map_fds[0] = create_map(BPF_MAP_TYPE_HASH, sizeof(long long),
651                                         sizeof(long long), 1);
652                 do {
653                         prog[*fixup_map_hash_8b].imm = map_fds[0];
654                         fixup_map_hash_8b++;
655                 } while (*fixup_map_hash_8b);
656         }
657
658         if (*fixup_map_hash_48b) {
659                 map_fds[1] = create_map(BPF_MAP_TYPE_HASH, sizeof(long long),
660                                         sizeof(struct test_val), 1);
661                 do {
662                         prog[*fixup_map_hash_48b].imm = map_fds[1];
663                         fixup_map_hash_48b++;
664                 } while (*fixup_map_hash_48b);
665         }
666
667         if (*fixup_map_hash_16b) {
668                 map_fds[2] = create_map(BPF_MAP_TYPE_HASH, sizeof(long long),
669                                         sizeof(struct other_val), 1);
670                 do {
671                         prog[*fixup_map_hash_16b].imm = map_fds[2];
672                         fixup_map_hash_16b++;
673                 } while (*fixup_map_hash_16b);
674         }
675
676         if (*fixup_map_array_48b) {
677                 map_fds[3] = create_map(BPF_MAP_TYPE_ARRAY, sizeof(int),
678                                         sizeof(struct test_val), 1);
679                 update_map(map_fds[3], 0);
680                 do {
681                         prog[*fixup_map_array_48b].imm = map_fds[3];
682                         fixup_map_array_48b++;
683                 } while (*fixup_map_array_48b);
684         }
685
686         if (*fixup_prog1) {
687                 map_fds[4] = create_prog_array(prog_type, 4, 0);
688                 do {
689                         prog[*fixup_prog1].imm = map_fds[4];
690                         fixup_prog1++;
691                 } while (*fixup_prog1);
692         }
693
694         if (*fixup_prog2) {
695                 map_fds[5] = create_prog_array(prog_type, 8, 7);
696                 do {
697                         prog[*fixup_prog2].imm = map_fds[5];
698                         fixup_prog2++;
699                 } while (*fixup_prog2);
700         }
701
702         if (*fixup_map_in_map) {
703                 map_fds[6] = create_map_in_map();
704                 do {
705                         prog[*fixup_map_in_map].imm = map_fds[6];
706                         fixup_map_in_map++;
707                 } while (*fixup_map_in_map);
708         }
709
710         if (*fixup_cgroup_storage) {
711                 map_fds[7] = create_cgroup_storage(false);
712                 do {
713                         prog[*fixup_cgroup_storage].imm = map_fds[7];
714                         fixup_cgroup_storage++;
715                 } while (*fixup_cgroup_storage);
716         }
717
718         if (*fixup_percpu_cgroup_storage) {
719                 map_fds[8] = create_cgroup_storage(true);
720                 do {
721                         prog[*fixup_percpu_cgroup_storage].imm = map_fds[8];
722                         fixup_percpu_cgroup_storage++;
723                 } while (*fixup_percpu_cgroup_storage);
724         }
725         if (*fixup_map_sockmap) {
726                 map_fds[9] = create_map(BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP, sizeof(int),
727                                         sizeof(int), 1);
728                 do {
729                         prog[*fixup_map_sockmap].imm = map_fds[9];
730                         fixup_map_sockmap++;
731                 } while (*fixup_map_sockmap);
732         }
733         if (*fixup_map_sockhash) {
734                 map_fds[10] = create_map(BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH, sizeof(int),
735                                         sizeof(int), 1);
736                 do {
737                         prog[*fixup_map_sockhash].imm = map_fds[10];
738                         fixup_map_sockhash++;
739                 } while (*fixup_map_sockhash);
740         }
741         if (*fixup_map_xskmap) {
742                 map_fds[11] = create_map(BPF_MAP_TYPE_XSKMAP, sizeof(int),
743                                         sizeof(int), 1);
744                 do {
745                         prog[*fixup_map_xskmap].imm = map_fds[11];
746                         fixup_map_xskmap++;
747                 } while (*fixup_map_xskmap);
748         }
749         if (*fixup_map_stacktrace) {
750                 map_fds[12] = create_map(BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE, sizeof(u32),
751                                          sizeof(u64), 1);
752                 do {
753                         prog[*fixup_map_stacktrace].imm = map_fds[12];
754                         fixup_map_stacktrace++;
755                 } while (*fixup_map_stacktrace);
756         }
757         if (*fixup_map_spin_lock) {
758                 map_fds[13] = create_map_spin_lock();
759                 do {
760                         prog[*fixup_map_spin_lock].imm = map_fds[13];
761                         fixup_map_spin_lock++;
762                 } while (*fixup_map_spin_lock);
763         }
764         if (*fixup_map_array_ro) {
765                 map_fds[14] = __create_map(BPF_MAP_TYPE_ARRAY, sizeof(int),
766                                            sizeof(struct test_val), 1,
767                                            BPF_F_RDONLY_PROG);
768                 update_map(map_fds[14], 0);
769                 do {
770                         prog[*fixup_map_array_ro].imm = map_fds[14];
771                         fixup_map_array_ro++;
772                 } while (*fixup_map_array_ro);
773         }
774         if (*fixup_map_array_wo) {
775                 map_fds[15] = __create_map(BPF_MAP_TYPE_ARRAY, sizeof(int),
776                                            sizeof(struct test_val), 1,
777                                            BPF_F_WRONLY_PROG);
778                 update_map(map_fds[15], 0);
779                 do {
780                         prog[*fixup_map_array_wo].imm = map_fds[15];
781                         fixup_map_array_wo++;
782                 } while (*fixup_map_array_wo);
783         }
784         if (*fixup_map_array_small) {
785                 map_fds[16] = __create_map(BPF_MAP_TYPE_ARRAY, sizeof(int),
786                                            1, 1, 0);
787                 update_map(map_fds[16], 0);
788                 do {
789                         prog[*fixup_map_array_small].imm = map_fds[16];
790                         fixup_map_array_small++;
791                 } while (*fixup_map_array_small);
792         }
793         if (*fixup_sk_storage_map) {
794                 map_fds[17] = create_sk_storage_map();
795                 do {
796                         prog[*fixup_sk_storage_map].imm = map_fds[17];
797                         fixup_sk_storage_map++;
798                 } while (*fixup_sk_storage_map);
799         }
800         if (*fixup_map_event_output) {
801                 map_fds[18] = __create_map(BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY,
802                                            sizeof(int), sizeof(int), 1, 0);
803                 do {
804                         prog[*fixup_map_event_output].imm = map_fds[18];
805                         fixup_map_event_output++;
806                 } while (*fixup_map_event_output);
807         }
808 }
809
810 static int set_admin(bool admin)
811 {
812         cap_t caps;
813         const cap_value_t cap_val = CAP_SYS_ADMIN;
814         int ret = -1;
815
816         caps = cap_get_proc();
817         if (!caps) {
818                 perror("cap_get_proc");
819                 return -1;
820         }
821         if (cap_set_flag(caps, CAP_EFFECTIVE, 1, &cap_val,
822                                 admin ? CAP_SET : CAP_CLEAR)) {
823                 perror("cap_set_flag");
824                 goto out;
825         }
826         if (cap_set_proc(caps)) {
827                 perror("cap_set_proc");
828                 goto out;
829         }
830         ret = 0;
831 out:
832         if (cap_free(caps))
833                 perror("cap_free");
834         return ret;
835 }
836
837 static int do_prog_test_run(int fd_prog, bool unpriv, uint32_t expected_val,
838                             void *data, size_t size_data)
839 {
840         __u8 tmp[TEST_DATA_LEN << 2];
841         __u32 size_tmp = sizeof(tmp);
842         uint32_t retval;
843         int err;
844
845         if (unpriv)
846                 set_admin(true);
847         err = bpf_prog_test_run(fd_prog, 1, data, size_data,
848                                 tmp, &size_tmp, &retval, NULL);
849         if (unpriv)
850                 set_admin(false);
851         if (err && errno != 524/*ENOTSUPP*/ && errno != EPERM) {
852                 printf("Unexpected bpf_prog_test_run error ");
853                 return err;
854         }
855         if (!err && retval != expected_val &&
856             expected_val != POINTER_VALUE) {
857                 printf("FAIL retval %d != %d ", retval, expected_val);
858                 return 1;
859         }
860
861         return 0;
862 }
863
864 static bool cmp_str_seq(const char *log, const char *exp)
865 {
866         char needle[80];
867         const char *p, *q;
868         int len;
869
870         do {
871                 p = strchr(exp, '\t');
872                 if (!p)
873                         p = exp + strlen(exp);
874
875                 len = p - exp;
876                 if (len >= sizeof(needle) || !len) {
877                         printf("FAIL\nTestcase bug\n");
878                         return false;
879                 }
880                 strncpy(needle, exp, len);
881                 needle[len] = 0;
882                 q = strstr(log, needle);
883                 if (!q) {
884                         printf("FAIL\nUnexpected verifier log in successful load!\n"
885                                "EXP: %s\nRES:\n", needle);
886                         return false;
887                 }
888                 log = q + len;
889                 exp = p + 1;
890         } while (*p);
891         return true;
892 }
893
894 static void do_test_single(struct bpf_test *test, bool unpriv,
895                            int *passes, int *errors)
896 {
897         int fd_prog, expected_ret, alignment_prevented_execution;
898         int prog_len, prog_type = test->prog_type;
899         struct bpf_insn *prog = test->insns;
900         struct bpf_load_program_attr attr;
901         int run_errs, run_successes;
902         int map_fds[MAX_NR_MAPS];
903         const char *expected_err;
904         int fixup_skips;
905         __u32 pflags;
906         int i, err;
907
908         for (i = 0; i < MAX_NR_MAPS; i++)
909                 map_fds[i] = -1;
910
911         if (!prog_type)
912                 prog_type = BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER;
913         fixup_skips = skips;
914         do_test_fixup(test, prog_type, prog, map_fds);
915         if (test->fill_insns) {
916                 prog = test->fill_insns;
917                 prog_len = test->prog_len;
918         } else {
919                 prog_len = probe_filter_length(prog);
920         }
921         /* If there were some map skips during fixup due to missing bpf
922          * features, skip this test.
923          */
924         if (fixup_skips != skips)
925                 return;
926
927         pflags = BPF_F_TEST_RND_HI32;
928         if (test->flags & F_LOAD_WITH_STRICT_ALIGNMENT)
929                 pflags |= BPF_F_STRICT_ALIGNMENT;
930         if (test->flags & F_NEEDS_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS)
931                 pflags |= BPF_F_ANY_ALIGNMENT;
932         if (test->flags & ~3)
933                 pflags |= test->flags;
934
935         expected_ret = unpriv && test->result_unpriv != UNDEF ?
936                        test->result_unpriv : test->result;
937         expected_err = unpriv && test->errstr_unpriv ?
938                        test->errstr_unpriv : test->errstr;
939         memset(&attr, 0, sizeof(attr));
940         attr.prog_type = prog_type;
941         attr.expected_attach_type = test->expected_attach_type;
942         attr.insns = prog;
943         attr.insns_cnt = prog_len;
944         attr.license = "GPL";
945         attr.log_level = verbose || expected_ret == VERBOSE_ACCEPT ? 1 : 4;
946         attr.prog_flags = pflags;
947
948         fd_prog = bpf_load_program_xattr(&attr, bpf_vlog, sizeof(bpf_vlog));
949         if (fd_prog < 0 && !bpf_probe_prog_type(prog_type, 0)) {
950                 printf("SKIP (unsupported program type %d)\n", prog_type);
951                 skips++;
952                 goto close_fds;
953         }
954
955         alignment_prevented_execution = 0;
956
957         if (expected_ret == ACCEPT || expected_ret == VERBOSE_ACCEPT) {
958                 if (fd_prog < 0) {
959                         printf("FAIL\nFailed to load prog '%s'!\n",
960                                strerror(errno));
961                         goto fail_log;
962                 }
963 #ifndef CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS
964                 if (fd_prog >= 0 &&
965                     (test->flags & F_NEEDS_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS))
966                         alignment_prevented_execution = 1;
967 #endif
968                 if (expected_ret == VERBOSE_ACCEPT && !cmp_str_seq(bpf_vlog, expected_err)) {
969                         goto fail_log;
970                 }
971         } else {
972                 if (fd_prog >= 0) {
973                         printf("FAIL\nUnexpected success to load!\n");
974                         goto fail_log;
975                 }
976                 if (!expected_err || !strstr(bpf_vlog, expected_err)) {
977                         printf("FAIL\nUnexpected error message!\n\tEXP: %s\n\tRES: %s\n",
978                               expected_err, bpf_vlog);
979                         goto fail_log;
980                 }
981         }
982
983         if (test->insn_processed) {
984                 uint32_t insn_processed;
985                 char *proc;
986
987                 proc = strstr(bpf_vlog, "processed ");
988                 insn_processed = atoi(proc + 10);
989                 if (test->insn_processed != insn_processed) {
990                         printf("FAIL\nUnexpected insn_processed %u vs %u\n",
991                                insn_processed, test->insn_processed);
992                         goto fail_log;
993                 }
994         }
995
996         if (verbose)
997                 printf(", verifier log:\n%s", bpf_vlog);
998
999         run_errs = 0;
1000         run_successes = 0;
1001         if (!alignment_prevented_execution && fd_prog >= 0) {
1002                 uint32_t expected_val;
1003                 int i;
1004
1005                 if (!test->runs)
1006                         test->runs = 1;
1007
1008                 for (i = 0; i < test->runs; i++) {
1009                         if (unpriv && test->retvals[i].retval_unpriv)
1010                                 expected_val = test->retvals[i].retval_unpriv;
1011                         else
1012                                 expected_val = test->retvals[i].retval;
1013
1014                         err = do_prog_test_run(fd_prog, unpriv, expected_val,
1015                                                test->retvals[i].data,
1016                                                sizeof(test->retvals[i].data));
1017                         if (err) {
1018                                 printf("(run %d/%d) ", i + 1, test->runs);
1019                                 run_errs++;
1020                         } else {
1021                                 run_successes++;
1022                         }
1023                 }
1024         }
1025
1026         if (!run_errs) {
1027                 (*passes)++;
1028                 if (run_successes > 1)
1029                         printf("%d cases ", run_successes);
1030                 printf("OK");
1031                 if (alignment_prevented_execution)
1032                         printf(" (NOTE: not executed due to unknown alignment)");
1033                 printf("\n");
1034         } else {
1035                 printf("\n");
1036                 goto fail_log;
1037         }
1038 close_fds:
1039         if (test->fill_insns)
1040                 free(test->fill_insns);
1041         close(fd_prog);
1042         for (i = 0; i < MAX_NR_MAPS; i++)
1043                 close(map_fds[i]);
1044         sched_yield();
1045         return;
1046 fail_log:
1047         (*errors)++;
1048         printf("%s", bpf_vlog);
1049         goto close_fds;
1050 }
1051
1052 static bool is_admin(void)
1053 {
1054         cap_t caps;
1055         cap_flag_value_t sysadmin = CAP_CLEAR;
1056         const cap_value_t cap_val = CAP_SYS_ADMIN;
1057
1058 #ifdef CAP_IS_SUPPORTED
1059         if (!CAP_IS_SUPPORTED(CAP_SETFCAP)) {
1060                 perror("cap_get_flag");
1061                 return false;
1062         }
1063 #endif
1064         caps = cap_get_proc();
1065         if (!caps) {
1066                 perror("cap_get_proc");
1067                 return false;
1068         }
1069         if (cap_get_flag(caps, cap_val, CAP_EFFECTIVE, &sysadmin))
1070                 perror("cap_get_flag");
1071         if (cap_free(caps))
1072                 perror("cap_free");
1073         return (sysadmin == CAP_SET);
1074 }
1075
1076 static void get_unpriv_disabled()
1077 {
1078         char buf[2];
1079         FILE *fd;
1080
1081         fd = fopen("/proc/sys/"UNPRIV_SYSCTL, "r");
1082         if (!fd) {
1083                 perror("fopen /proc/sys/"UNPRIV_SYSCTL);
1084                 unpriv_disabled = true;
1085                 return;
1086         }
1087         if (fgets(buf, 2, fd) == buf && atoi(buf))
1088                 unpriv_disabled = true;
1089         fclose(fd);
1090 }
1091
1092 static bool test_as_unpriv(struct bpf_test *test)
1093 {
1094         return !test->prog_type ||
1095                test->prog_type == BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER ||
1096                test->prog_type == BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SKB;
1097 }
1098
1099 static int do_test(bool unpriv, unsigned int from, unsigned int to)
1100 {
1101         int i, passes = 0, errors = 0;
1102
1103         for (i = from; i < to; i++) {
1104                 struct bpf_test *test = &tests[i];
1105
1106                 /* Program types that are not supported by non-root we
1107                  * skip right away.
1108                  */
1109                 if (test_as_unpriv(test) && unpriv_disabled) {
1110                         printf("#%d/u %s SKIP\n", i, test->descr);
1111                         skips++;
1112                 } else if (test_as_unpriv(test)) {
1113                         if (!unpriv)
1114                                 set_admin(false);
1115                         printf("#%d/u %s ", i, test->descr);
1116                         do_test_single(test, true, &passes, &errors);
1117                         if (!unpriv)
1118                                 set_admin(true);
1119                 }
1120
1121                 if (unpriv) {
1122                         printf("#%d/p %s SKIP\n", i, test->descr);
1123                         skips++;
1124                 } else {
1125                         printf("#%d/p %s ", i, test->descr);
1126                         do_test_single(test, false, &passes, &errors);
1127                 }
1128         }
1129
1130         printf("Summary: %d PASSED, %d SKIPPED, %d FAILED\n", passes,
1131                skips, errors);
1132         return errors ? EXIT_FAILURE : EXIT_SUCCESS;
1133 }
1134
1135 int main(int argc, char **argv)
1136 {
1137         unsigned int from = 0, to = ARRAY_SIZE(tests);
1138         bool unpriv = !is_admin();
1139         int arg = 1;
1140
1141         if (argc > 1 && strcmp(argv[1], "-v") == 0) {
1142                 arg++;
1143                 verbose = true;
1144                 argc--;
1145         }
1146
1147         if (argc == 3) {
1148                 unsigned int l = atoi(argv[arg]);
1149                 unsigned int u = atoi(argv[arg + 1]);
1150
1151                 if (l < to && u < to) {
1152                         from = l;
1153                         to   = u + 1;
1154                 }
1155         } else if (argc == 2) {
1156                 unsigned int t = atoi(argv[arg]);
1157
1158                 if (t < to) {
1159                         from = t;
1160                         to   = t + 1;
1161                 }
1162         }
1163
1164         get_unpriv_disabled();
1165         if (unpriv && unpriv_disabled) {
1166                 printf("Cannot run as unprivileged user with sysctl %s.\n",
1167                        UNPRIV_SYSCTL);
1168                 return EXIT_FAILURE;
1169         }
1170
1171         bpf_semi_rand_init();
1172         return do_test(unpriv, from, to);
1173 }